Uit een rotswand in de Gobi-woestijn stak een glad, rond oppervlak uit, vergelijkbaar met een gepolijste steen. Onder dat kleine stukje bot verborg zich een van de belangrijkste fossielen die ooit zijn gevonden voor het reconstrueren van de geschiedenis van koepelvormige dinosaurussen.
De nieuwe soort heet Zavacephale rinpoche en leefde ongeveer 108 miljoen jaar geleden, tijdens het Onder-Krijt, in wat nu Mongolië is. Het skelet vertegenwoordigt de oudste en meest complete tot nu toe bekende pachycephalosaurus en loopt minstens 14 miljoen jaar vooruit op het zekere fossiele bewijs van het verschijnen van de karakteristieke schedelkoepel.
De bevinding werd beschreven in het wetenschappelijke tijdschrift Natuur door een internationale groep onderzoekers onder leiding van de Mongoolse paleontoloog Tsogtbaatar Chinzorig, van de Mongoolse Academie van Wetenschappen en de North Carolina State University.
Een dinosaurus zo groot als een hond
Het exemplaar was nog jong toen het stierf. Hij was van kop tot staart nog geen meter groot en was daardoor qua grootte vergelijkbaar met die van een kleine hond. Hij liep op twee benen, had korte voorpoten en at waarschijnlijk groenten.
De vergelijking met een miniatuur Tyrannosaurus rex, die wordt gesuggereerd door de algemene vorm van het lichaam, dreigt echter heel verschillende dieren met elkaar te verwarren. T. rex behoorde tot de groep vleesetende theropoden en verscheen tientallen miljoenen jaren later. Zavacephale was in plaats daarvan een kleine plantenetende dinosaurus die tot de pachycephalosauriërs behoorde.
Deze dieren zijn vooral bekend om hun zeer dikke schedeldak, gevormd door de uitzetting van de frontale en pariëtale botten. Bij de grotere soorten die tegen het einde van het Krijt leefden, kon de koepel aanzienlijke diktes bereiken. De schedel van de kleine Zavacephale was van nature kleiner, ook al was de ronde structuur al duidelijk herkenbaar.
Het fossiel komt uit de Khuren Dukh-formatie, in het oostelijke Gobi-bekken. Tegenwoordig lijkt het gebied dor en ruig, terwijl het in het Krijt een vallei was die werd doorkruist door waterwegen, met meren, vegetatie en rotswanden. Fijne sedimenten bedekten het lichaam van het dier en bewaarden een zeer zeldzame hoeveelheid botten voor deze groep.
Het meest complete skelet ooit gevonden
Een groot deel van de kennis over pachycephalosauriërs komt van schedelfragmenten. Hun koepels waren stevig en het was waarschijnlijker dat ze zouden fossielen, terwijl de lichtere botten van het lichaam konden uiteenspatten, verslechteren of wegspoelen. Met Zavacephale rinpoche er gebeurde iets heel anders. De vondst bewaart de schedel, talrijke wervels, het schouderblad, het opperarmbeen, delen van de voorpoten, het bekken, het dijbeen, het scheenbeen, een lang scharnierend deel van de staart en andere elementen van het skelet.
Er werden ook handbeenderen teruggevonden, nog nooit eerder met deze precisie gedocumenteerd bij een pachycephalosaurus. Het fossiel biedt paleontologen daarom de mogelijkheid om het hele dier te bestuderen, tot ver buiten de koepel, waardoor het onmiddellijk herkenbaar is.
Naast de botten verschenen ook enkele gastrolieten, kleine ingeslikte stenen. Verschillende herbivore dinosaurussen en sommige moderne dieren gebruiken ze om voedsel in het spijsverteringsstelsel af te breken. Het is de eerste keer dat dergelijke stenen zijn gevonden die rechtstreeks verband houden met het skelet van een pachycephalosaurus.
De bevinding stelt ons dus in staat om anatomie, voeding, leeftijd en schedelontwikkeling bij hetzelfde individu met elkaar te verbinden. Een bijzonder kostbare omstandigheid voor een dinosaurusfamilie die vaak bekend is via geïsoleerde en moeilijk te vergelijken fossielen.
De koepel groeide vóór de rest van het lichaam
De onderzoekers onderzochten flinterdunne delen van het scheenbeen en het schedeldak. De interne structuur van de botten en de tekenen die door de groei zijn achtergelaten, geven aan dat het exemplaar nog onvolwassen was en zijn uiteindelijke grootte nog niet had bereikt.
De koepel was echter al goed ontwikkeld. Volgens de studie gepubliceerd op Natuurbegon de vorming van de schedelstructuur voornamelijk vanuit het voorhoofdsbeen, terwijl de openingen in het achterste deel van de schedel, supratemporale vensters genoemd, nog steeds open bleven.
Het patroon lijkt op dat van jonge exemplaren van pachycephalosauriërs die tijdens het Boven-Krijt leefden. De ontdekking suggereert daarom dat deze groeiwijze al heel vroeg in de evolutionaire geschiedenis van de groep voorkwam.
De analyse laat ook een scheiding zien tussen de groei van het lichaam en de ontwikkeling van structuren die waarschijnlijk betrokken zijn bij het sociale en reproductieve leven. Simpel gezegd: de jonge Zavacephale had al een opvallende koepel, ondanks dat hij nog veel moest groeien.
Dit verschil kan helpen bij het oplossen van een probleem dat de studie van pachycephalosauriërs al lang begeleidt. Twee schedels met verschillende vormen kunnen tot verschillende soorten behoren of verschillende leeftijden van dezelfde soort vertegenwoordigen. Door een schedel aan de ledematen te koppelen, kun je de rijping van de koepel vergelijken met de groeiringen in de beenbeenderen.
Hebben ze elkaar echt een kopstoot gegeven?
Paleoartistische reconstructies laten vaak zien dat pachycephalosauriërs tegenover elkaar staan door elkaar frontaal te slaan, vergelijkbaar met rammen. De compacte koepel, enkele waargenomen laesies op de fossielen en de vergelijking met moderne dieren maken het bestaan van botsingen tussen individuen aannemelijk.
De precieze functie van deze structuur blijft echter besproken. Het hoofd kan worden gebruikt bij gevechten, bij zijdelingse confrontaties of als een visueel signaal om leeftijd, kracht, soortlidmaatschap of seksuele volwassenheid te tonen.
De auteurs praten over structuren die verband houden met mogelijke sociaal-seksuele dynamieken, waarbij ze vermijden een plausibele hypothese om te zetten in een reeds gedemonstreerde scène. Er komt geen direct bewijs naar voren uit het fossiel van twee Zavacephales die elkaar raakten. Het blijft echter duidelijk dat de koepel vroeg verscheen en een belangrijke rol moet hebben gespeeld lang voordat hij de volwassen grootte bereikte.
De nog steeds relatief eenvoudige vorm van de schedel helpt ook om te reconstrueren hoe de meer complexe ornamenten die bij latere pachycephalosauriërs werden waargenomen, evolueerden. Soorten uit het Boven-Krijt hadden mogelijk knobbeltjes, stekels en bultjes verspreid over de achterkant en zijkanten van het hoofd. Zavacephale toont een oudere fase van dit pad.
Omdat hij Zavacephale rinpoche heet
De naam van het geslacht verenigt zavaeen term die herinnert aan de wortel of oorsprong, bijv cephaleafgeleid uit het Grieks en gekoppeld aan het woord “hoofd”. Het epitheton rinpochegebruikt in de Tibetaanse en Mongoolse traditie, betekent “kostbaar”.
De verwijzing komt van de manier waarop het fossiel voor onderzoekers verscheen. De koepel kwam als een cabochon uit de muur tevoorschijn, een gepolijste en gefacetteerde edelsteen. Achter dat opkomende oppervlak was bijna de hele rest van het dier al miljoenen jaren begraven.
Chinzorig gaf commentaar op de ontdekking aan de North Carolina State University:
Zavacephale dateert ongeveer 15 miljoen jaar ouder dan alle fossielen van pachycephalosaurussen die tot nu toe bekend zijn.
Een afstand in de tijd die de chronologie van de groep verandert en laat zien hoezeer de karakteristieke anatomie ervan al in het Onder-Krijt was ontwikkeld.
De kleine Gobi-dinosaurus had nog steeds het lichaam van een groeiend dier. Op zijn hoofd droeg hij al de eigenschap die zijn hele familie beroemd zou maken. Het bleef 108 miljoen jaar in de rots zitten, met de koepel naar buiten gericht, als een steen die daar nog te vinden is.
