Megjelent az Élet és Tudomány 1999/30 számában

Ahogy látsz, úgy eszel

MIT LÁTTAK A
DINOSZAURUSZOK?

Lézersugarakat vetítenek a dinoszauruszmodellek fejére, hogy kiderítsék, mit láttak az őshüllők. E kísérletekből választ kaphatunk arra, hogy a félelmetesnek tartott Tyrannosaurus egy ragadozó szemével fürkészte-e, merre jár a vacsorája, vagy csak a rothadó dögöket keresgélte a földön.

Tucatnyi hideg hüllőszem mered az oregoni számítógépes szakemberre. Kent Stevens azonban nem fél tőlük, mert ezek a szemgolyók játékboltban vásárolt üvegszemek, és békésen ülnek az agyagból formált dinoszauruszfejekben. Az élettelen tekintetű modellek mégis sok titokra fényt derítenek: segítenek eldönteni, hogy a zsarnokgyík, a Tyrannosaurus rex térlátása jó volt-e, ki tudta-e számítani a préda távolságát, vagy korlátozott látása miatt be kellett érnie a könnyebben megszerezhető dögökkel és a hulladékokkal.

Szemben az üvegszemmel

Stevens érdeklődését a Jurassic Park című film keltette fel a téma iránt. Az egyik jelenetben a szereplők arra alapozták a T. rex előli elrejtőzést, hogy ha mozdulatlanul meglapulnak, az állat nem veszi őket észre, mert a látása - a film szereplői szerint - főleg a mozgás érzékelésén alapul. Stevens, aki már 25 éve tanulmányozta az emberi látást, nem értett ezzel egyet. Ez ugyanis azt jelentette volna, hogy a Tyrannosaurus két szemének látótere nem érintkezett egymással. A látótérnek azt a tartományát, amelyben a két szem látómezeje átfedi egymást, binokuláris látómezőnek nevezik. Ezen a területen a legjobb a szem mélységérzékelése. A két szem ugyanis némiképp eltérő szögből látja ugyanazt a tárgyat, és két kissé különböző képet vetít a retinára. Az eltérésekből az agy felbecsüli a mélységet. Nem minden állatnak van binokuláris látása, a dinoszauruszokon pedig még senki nem végzett ilyen kutatásokat.

Az agyagból készült, üvegszemű
Velociraptor-koponya
sok titkot kifecseg gazdájáról

Torontóban járva Stevens megnézte a Royal Ontario Múzeum kiállítását, és beszédbe elegyedett Garfield Minott szobrásszal, aki éppen egy T. rex-fejen dolgozott. Megbízta a szobrászt, hogy készítsen neki néhány fejet. Minott legott rekonstruált néhány koponyát, és hamarosan megérkezett Oregonba egy Carcharodontosaurus, Tyrannosaurus, Daspletosaurus, Allosaurus, Nanotyrannus, Velociraptor és egy Troodon hiteles koponyamásolata. A szobrász mintegy tíz éve készít dinoszauruszmodelleket, egy fej elkészítéséhez egy-két hétre van szüksége. Alkotásai valódi koponyákon, illetve a szemgödröt és az arcszerkezetet feltáró kutatásokon alapultak.

Látótérmérés

A szem helyének meghatározásánál figyelembe veszi a dinoszauruszok ma élő rokonainak (a gyíkoknak és a madaraknak) az anatómiáját, valamint a szemgödrök helyzetét a fosszilis koponyákon.
Stevens azzal kezdi a mérést, hogy vízszintes helyzetben szilárdan rögzíti a koponyát, és függőleges üveglapot helyez elé. Ezután a fej egyik oldalán beállít egy lézerforrást, úgy, hogy éppen az állat egyik szemét világítsa meg. Az üveg mögé állva úgy látja a fejet, mintha az egy ablak mögött volna. A két szem középpontját bejelöli az üvegen, majd beméri a szemek látómezejét. Ez könnyen menne az ember esetében, mert mi megmondjuk, mit látunk, de ugyanez ez nem várható egy kihalt dinoszaurusz modelljétől. Stevens ezért egyik szemét eltakarva az állat jobb oldala felé áll, és így nézi annak bal szemét. Az alapelv: ha te nem látod az övét, ő sem látja a tiédet. Az üveglapon bejelöli azt a területet, ahol még látja a dinoszaurusz bal szemét az orra fölött. Más szavakkal: kijelöli azt a legtávolabbi pontot a jobb oldalon, amelyet az állat a bal szemével még lát az orrától. Ugyanígy bejelöli a látótér határait felfelé és lefelé. A másik oldalon is megteszi ugyanezt, és végül zárójelekhez hasonló görbéket kap. Ezek határolják azt a területet, amelyet mindkét szem lát, ez a binokuláris látómező.
Ennek az alakzatnak egyik sajátsága, hogy a látómező felül a legszélesebb. Az ember látómezeje ellenben középen a legszélesebb, fölfelé és lefelé egyaránt keskenyedik. Stevens feltételezése szerint a dinoszauruszok felül szélesebb binokuláris látása azt jelzi, hogy az állatok egy kissé lehorgasztott fejjel jártak, így egyenesen előre nézve volt a legszélesebb a látómezejük.

Széleslátás és éles látás

A különböző koponyák vizsgálata során Stevens azt találta, hogy a Tyrannosaurus, a Velociraptor és a Troodon binokuláris látómezeje legalább 50 foknyi szélességű volt. Ez a ragadozó madarak közül a sólyoméhoz hasonló. Az Allosaurus és a Carcharodontosaurus e szempontból az alligátorokhoz áll közelebb, keskeny (körülbelül 20 fokos) binokuláris látómezejével. Az alligátorok lesből vadásznak: mozdulatlanul várják az áldozat közeledését, és hirtelen támadnak. Az embernek körülbelül 110 fokos a binokuláris látómezeje, a házimacska pedig még rajtunk is túltesz 130 fokos szélességű binokuláris látómezejével.
Stevens szerint néhány ismeretlen változó (például a szem optikai képalkotó rendszerének sajátságai) kissé módosíthatná a kapott értékeket, de az ebből adódó hiba olyan kicsi, hogy érdemben nem befolyásolja a következtetéseket.
A látómező szélessége, persze, csak az egyik tényezője a látásnak. Az sem mellékes, milyen élesen lát az állat, ezt a szem felbontóképességével jellemezhetjük. A térlátás különleges tevékenységekhez kapcsolódik, ami csak kis távolság intervallumon belül működik jól. Például a galamb szemének felbontóképessége hasonló a miénkhez, de az ő binokuláris látómezejük keskeny, így a mélységérzékelése alig terjed túl a csőrén, azaz képes arra, hogy felcsipegesse a gabonaszemeket. Az ember viszont élesen lát különböző távolságokba is, mivel szemének nagy felbontóképessége jóval szélesebb binokuláris látómezővel párosul.

Néhány ma élő és kihalt állat látómezeje.
A binokuláris látómezőt jelzi a sötétebb szín

Néhány vadászt valóban korlátoz a zsákmányszerzésben a látása. A lesből vadászó alligátornak keskeny a binokuláris látótere, szemének felbontóképessége pedig mindössze egytizede az emberének. Ilyen szemmel az a legjobb táplálkozási stratégia, ha egy helyben maradva, mozdulatlanul vár, míg a gyanútlan áldozat elég közel nem ér, és akkor pontos időzítéssel lecsaphat. A Tyrannosaurus, a Velociraptor és a Troodon szemének teljesítménye a mai ragadozók és a lesből vadászó állatok értékei közé esik. A legszélesebb binokuláris látóterű fajok mélységérzékelése elég jó lehet ahhoz, hogy akár sötétben is vadásszanak. A szűkebb látómezejű állatok feltehetőleg inkább lesből támadtak.
A paleontológusok régóta vitatkoznak azon, hogyan vadászhattak a dinoszauruszok. A viták középpontjában éppen a félelmetes T. rex áll. Borotvaéles fogai és hatalmas állkapcsa alapján régóta azt tartják róla, hogy minden idők legnagyobb termetű ragadozója volt. Mások ellenben azt állítják, hogy csupán túlméretezett dögevő volt.

Stevens kontra Horner

A modellekre vetített lézersugarakkal Stevens feltérképezte a T. rex és néhány más éles fogú dinoszaurusz (Velociraptor, Troodon) látómezejét. Eredményei azt mutatják, hogy ezeknek az őshüllőknek széles binokuláris látómezeje volt. Ebből ő arra következtetett, hogy a T. rex ragadozó volt. John Horner, a Montanai Állami Múzeum őslénykutatója szerint az emberek egyszerűen csak hinni akarnak abban, hogy a zsarnokgyík nevéhez méltóan gonosz ragadozó volt. Akik a ragado-zó szerepébe kényszerítik a T. rexet, mind elfogultan gondolkodnak, mert szükségük van egy moziszörnyre, amelytől félni lehet. Ez a magyarázata, hogy úgy festik le a Tyrannosaurust, amint éppen kivillannak óriási fogai, és halomra gyilkolja áldozatait. Horner szerint az előbb leírtaknál erősebb bizonyítékok sorakoznak amellett, hogy a T. rex dögevő volt. Például az, hogy a ragadozók – ha magányosan támadnak – nemigen vadásznak akkora termetű prédára, mint saját maguk. A T. rex fogainak nyomait mégis megtalálták a hozzá hasonló nagyságú Triceratops csontjain is. E harapási nyomok helyzete szintén gyanús Hornernek. Számos harapást látni olyan csontokon, amelyek túl vastagok és erősek ahhoz, hogy a T. rex könnyedén beleharapjon, miközben az áldozat vadul rugdalózva védekezik. És egyáltalán hogyan támadott a Tyrannosaurus? A mellső végtagjai túlságosan rövidek voltak, az egyensúlyát is könnyen elveszíthette. Eleshetett, amikor megpróbálta használni a fogait, és mire nehézkesen újra feltápászkodott, az áldozatnak már csak a hűlt helyét találta.
Stevens ugyan lándzsát tört a T. rex ragadozó életmódja mellett, de Horner szerint erre nem elegendő bizonyíték az, hogy az állat térlátása jó volt, hiszen a jó mélységlátás a dögevőknek is sajátja lehet. A két szakértő vitájából kiderül, hogy Stevens azért tartja ragadozónak a T. rexet, mert a dinoszauruszoknál a binokuláris látással együtt fejlődtek az arckoponya egyéb sajátságai. Például alacsonyabbra került az orr, és körülötte kevesebb csont akadályozta a látást, szintén tágítva a binokuláris látóteret. Ha az állatoknak nem lett volna hasznára a látási kapacitás növekedése, a dinoszauruszok feje aligha a binokuláris látómező növekedése irányában fejlődött volna tovább.
Hornert azonban ezek az érvek nem győzték meg. Szerinte a keselyűnek, a hiénának és az összes ma élő dögevőnek egyaránt jó a térlátása, szerinte ez ősi bélyeg, és valószínűleg már a T. rex előtt élt állatok körében kialakult. A térlátás nem volt hátrányos, ezért a zsarnokgyík később sem veszítette el ezt a tulajdonságot. Hornert – mint mondta – csak azzal lehetne meggyőzni, ha bebizonyítanák, hogy a T. rex volt az első binokuláris látású állat.

Dulai Alfréd