Jeg har sittet her med to Stegosaurus- modeller i 20 minutter nå, og jeg kan bare ikke finne ut av det. Hvordan gikk disse dinosaurene - pustende med pigger og tallerkener - med å lage flere dinosaurier uten å speke hverandre?
Stegosaurus har blitt et ikon for mysteriet rundt dinosaursex. Dinosaurer må ha parret seg, men akkurat hvordan de gjorde det har forundret paleontologer i mer enn 100 år. Mangler mye harde bevis, har forskere kommet med alle slags spekulasjoner: I hans papir fra 1906 som beskrev Tyrannosaurus rex, for eksempel, foreslo paleontolog Henry Fairfield Osborn at mannlige tyrann-dinosaurier brukte sine minuscule armer for å "ta tak under kopulering." Andre fremmet lignende forestillinger om funksjonen til tommelfingerne på Iguanodon- hender. Disse ideene falt til slutt ut av fordel - kanskje på grunn av flauhet så mye som noe annet - men spørsmålet gjensto. Hvordan kan vi studere sexlivene til dyr som har vært døde i millioner på millioner av år?
Konservering av bløtvev er svært sjelden, og ingen har ennå oppdaget en utsøkt bevart dinosaur med sine reproduktive organer intakte. Når det gjelder grunnleggende mekanikk, er den beste måten å studere dinosaursex på å se på dyrenes nærmeste levende slektninger. Dinosaurer delte en felles stamfar med alligatorer og krokodiller for mer enn 250 millioner år siden, og moderne fugler er de levende etterkommere av dinosaurer i likhet med Velociraptor . Derfor kan vi anta at anatomiske strukturer som finnes i både fugler og krokodylier også var til stede i dinosaurer. Forplantningsorganene i begge gruppene er generelt like. Hanner og kvinner har en enkelt åpning - kalt cloaca - som er et organ med dobbelt bruk for sex og utskillelse. Hannfugler og krokodylier har en penis som kommer ut fra cloaca for å levere sædceller. Dinosaursex må ha fulgt "Insert Tab A in Slot B" -planen videreført av deres moderne etterkommere og søskenbarn.
Utover den sannsynlige grunnleggende anatomien, blir ting litt vanskelig. Som Robert Bakker observerte i sin bok The Dinosaur Heresies fra 1986, "omfavner seksuell praksis ikke bare den fysiske kopuleringshandlingen, men alle ritualene, parring, dans, brawling og resten av den." Flere hundre dinosaurarter har blitt oppdaget (og mange flere har ennå ikke blitt funnet); de levde, elsket og mistet i løpet av mer enn 150 millioner år. Det kan ha vært like mange frieritualer som det var arter av dinosaurer. I løpet av de siste årene flyttet paleontologer ut av rene spekulasjoner og begynte å sette sammen det rike reproduktive livet til noen av disse dyrene.
Den første prioriteten i å studere dinosaurparring er å bestemme hvilket kjønn som er. Paleontologer har prøvd flere tilnærminger til dette problemet ved å søke etter kjønnsforskjeller i størrelse eller ornamentikk. Men frustrerende er få arter representert med nok fossiler til å tillate denne typen studier, og ingen forekomst av åpenbar forskjell mellom kjønnene i skjelettets grove anatomi har gått ubestridt.
Et gjennombrudd kom for rundt seks år siden, da paleontolog Mary Schweitzer oppdaget at hemmeligheten til dinosaur-kjønnene har vært fastlåst i beinet hele tiden. Rett før legging av egg trakk kvinnelige dinosaurer - som hunnfugler - på sine egne bein etter kalsium for å bygge eggeskall. Kilden var en midlertidig type vev som kalles medullær beinforing på innsiden av benbeinshulene. Da slikt vev ble oppdaget i lårbenet til en Tyrannosaurus, visste paleontologer at de hadde en kvinnelig dinosaur.
Når de visste hva de lette etter, søkte paleontologer etter medullærben hos andre arter. I 2008 rapporterte paleontologene Andrew Lee og Sarah Werning at de hadde funnet medullben i lemmene til rovdinosauren Allosaurus og en evolusjonær fetter av Iguanodon kalt Tenontosaurus . Flere kvinner, alle grunnet til å legge egg.
Forskere kan estimere alderen til disse dinosaurene ved å undersøke deres benmikrostruktur for vekstringer. Funnene viste at dinosaurene begynte å reprodusere seg tidlig. Noen kvinner hadde ennå ikke nådd full moden kroppsstørrelse da de begynte å legge egg. Andre fossiler viste at det var først etter at hunnene begynte å reprodusere at veksten deres begynte å avta. Disse dinosaurene vokste raskt og ble tenåringsmødre.
Basert på det som er kjent om dinosaurliv, ga denne strategien evolusjonær mening. Dinosaurer vokste raskt - en annen studie av Lee og et annet sett av kolleger fant at byttearter som hadrosaur Hypacrosaurus kan ha vokst raskere enn rovviltarter som et slags forsvar. Og dinosaurer, enten det er byttedyr eller rovdyr, døde ofte unge, så enhver dinosaur som skulle formidle genene sine måtte komme tidlig.
Tenåringsdinosaurdating innebar ikke innkjøringsfilmer og dans på kvelder. Hva de faktisk gjorde har stort sett vært gjenstand for slutning. I sin historie fra 1977 om en kvinnelig "brontosaur" (nå kjent som Apatosaurus ), forestilte paleontolog Edwin Colbert hva som skjedde da hannene i sauropod-flokkene begynte å kjenne kløen. "Ofte ville to hanner møte hverandre, for å nikke hodet opp og ned eller veve dem frem og tilbake gjennom de betydelige buer, " forestilte han seg, og spekulerte i at, "til tider ville de flette nakken mens de presset mot hverandre." Tretti år senere tilbød paleontolog Phil Senter en vitenskapelig variasjon av denne ideen, og antydet at de lange nakken av dinosaurer som Diplodocus og Mamenchisaurus utviklet seg som et resultat av konkurransen om kamerater, et eksempel på seksuell seleksjon. Kvinner kan ha foretrukket hanner med ekstra lange halser, eller hanner kan ha brukt nakken i direkte konkurranse, selv om ingen av mulighetene har fått direkte støtte. Slike fremtredende strukturer kunne imidlertid godt vært brukt i parringsdisplay. Hvilken bedre måte for en sauropod å annonsere seg for medlemmer av det motsatte kjønn, enn ved å stikke nakken ut og stryke litt?
Ceratopsian dinosaurer har et bredt utvalg av hornarrangementer og friluftsformer, og noen forskere mistenker at disse ornamentene kan tilskrives seksuell seleksjon. (LadyofHats / Wikipedia) Paleontolog Phil Senter antyder at de lange nakken av dinosaurer som Diplodocus og Mamenchisaurus, vist i denne illustrasjonen, utviklet seg som et resultat av konkurransen om kamerater, et eksempel på seksuell seleksjon. (Illustrasjon av Raúl Martin) Mannlige Triceratops bokstavelig talt låste horn. Konfrontasjoner vil etterlate sår og kunne skje når som helst, men i løpet av parringssesongen er det mest sannsynlige spillet. (Lukas Panzarin)Skadede bein gjør at paleontologer kan nærme seg dinosaurs paringsvaner - og konsekvensene av dem - litt nærmere. Smertefulle punkteringer på hodeskallene til store theropod-dinosaurer som Gorgosaurus, Sinraptor og andre indikerer at disse dinosaurene biter hverandre i ansiktet under kamp, ifølge Darren Tanke og Philip Curie. Disse kampene var sannsynligvis over kamerater eller territoriet som potensielle kamerater kunne passere gjennom. Tanke, Andrew Farke og Ewan Wolff oppdaget også mønstre av benskader på hodeskallene til de hornede dinosaurene Triceratops og Centrosaurus . Spesielt sårene på Triceratops stemte overens med hva Farke hadde spådd med modeller av de berømte hornede dinosaurene: De bokstavelig talt låste horn. Konfrontasjonene som etterlot disse sårene kunne ha skjedd når som helst, men i løpet av paringssesongen er det mest sannsynlige spillet. Ceratopsian dinosaurer har et bredt utvalg av hornarrangementer og friluftsformer, og noen forskere mistenker at disse ornamentene kan tilskrives seksuell seleksjon.
Disse forestillingene er vanskelige å teste - hvordan kan vi se om kvinnelige Styracosaurus foretrakk hanner med ekstra glorete stativer med horn, eller om mannlige Giganotosaurus dro det ut med hverandre fremfor parringsmuligheter? Men en uventet oppdagelse gir oss et sjeldent vindu inn i hvordan noen dinosaurer kjurtet. I flere tiår holdt konvensjonell visdom at vi aldri ville vite hva dinosaurer var. Dette er ikke lenger sant. Paleontologer har funnet mer enn 20 arter av dinosaurer som tydelig sportslige fjær, og disse fjærene inneholder hemmelighetene til dinosaurfargen.
Dinosaurfjær inneholdt ørsmå strukturer kalt melanosomer, hvorav noen er bevart i mikroskopiske detaljer i fossiler. Disse strukturene sees også i fjærdrakten til levende fugler, og de er ansvarlige for farger som spenner fra svart til grå til brun til rød. Så lenge et dinosaurprøve har godt bevart fjær, kan vi sammenligne arrangementene av melanosomer med de av levende fugler for å bestemme fjærens palett, og en undersøkelse i fjor gjorde dette for den lille fjærede dinosauren Anchiornis . Det så ut som en dagens hakkespett, analysen viste: mest svart med frynser av hvitt langs vingene og en skvett rød på hodet.
Så langt har bare ett eksemplar av Anchiornis blitt gjenopprettet i full farge, men det er så mange ekstra eksempler funnet at paleontologer vil være i stand til å bestemme variasjonen i fargen i arten, spesielt for å se om det var en forskjell mellom hanner og kvinner eller om den prangende røde fargen kan passe fjærdrakt. Gjennom oppdagelsen av dinosaurfarge kan vi kanskje forstå hva som var sexy for en Anchiornis .
Så hvor overlater alt dette mysteriet med parring av Stegosaurus ? Med all den forseggjorte og spisse ornamentikken, kan vi tenke oss at Stegosaurus mannlige senker hodet og vogget med de piggete halene i lufta for å prøve å skremme hverandre, med seieren som styrer territoriet og viser frem sin dyktighet. Ikke alle kvinner vil bli imponert - kvinnevalg bestemmer ornamentikk så mye som konkurransen mellom menn gjør - men de som vil pare seg med den dominerende hannen. Alt det å bulle, svaie og holde på, gjør at kvinner kan luke ut de mest fitne hannene fra syke, svake eller uønskede, og etter alt dette romantiske teateret kommer selve handlingen.
Å finne ut hvordan Stegosaurus til og med kunne ha parret seg er et stikkende tema. Hunner var like godt pansrede som hanner, og det er lite sannsynlig at hannene monterte hunnene fra baksiden. En annen teknikk var nødvendig. Kanskje de vinklet slik at de møtte mage mot mage, noen har gjettet, eller kanskje, som antydet av Timothy Isles i en fersk artikkel, menn som ble vendt bort fra stående hunner og støttet opp (en ganske vanskelig manøvre!). Den enkleste teknikken som ennå er foreslått er at hunnen la seg på hennes side og hannen nærmet seg å stå opp, og dermed unngå alle platene og piggene. Stegosaurus- paret oppnådde imidlertid bragden, men det var sannsynligvis kort - bare så lenge det var nødvendig for utveksling av genetisk materiale. All den energien og kreftene, fra voksende ornamenter til å imponere en potensiell kompis, bare i noen få flyktige øyeblikk for å fortsette artenes liv.
Brian Switek blogger på Dinosaur Tracking og er forfatteren av Written in Stone: Evolution, the Fossil Record og Our Place in Nature.