Determination of dinosaur growth rates by seasonal intra-bone oxygen isotope variability - climate influence on dinosaur growth and paleobiology
Final Report Abstract
Hochauflösende Sauerstoffisotopenanalysen (d18O) an Dinosaurierknochen wurden durchgeführt, um den Klimaeinfluss auf das Wachstum von Dinosauriern zu untersuchen. Arbeitshypothese war, dass saisonale Veränderungen der d18O-Werte des Trinkwassers und der Körpertemperatur in den Dinosaurierknochen als chemischer Proxy für Klimasaisonalität archiviert werden. Solche d18O-Zyklen könnten potentiell als „Isotopenjahresringe" zur Bestimmung der Wach stu ms raten und des Lebensalters der Dinosaurier benutzen werden. Dies wäre insbesondere für Sauropoden interessant, die oft keine jähriichen histologischen Wachstumsmarken in ihren Langknochen aufweisen. Die analysierten Sauropodenlangknochen zeigten zwar d18O-Zyklen aber keine klaren Saisonalitätsmuster. Auch entsprach die Anzahl der d18O-Zyklen nicht dem aufgrund der Knochengröße zu erwartenden Lebensalter. Allerdings zeigten d18O-Analysen eines rezenten Alligatorknochens mit der lonensonde einen Zusammenhang zwischen den d18O-Werten und histologischen Jahresringen. Dieser konnte aber bisher noch nicht für Dinosaurierknochen bestätigt werden. Dafür fanden sich in den Dinosaurierknochen bisher nicht bekannte starke kleinräumige d18O-Variationen im pm-Bereich, die ähnlich auch in rezenten Reptil- und Säugetierknochen auftraten. Diese können potentiell interessante neue Einblicke in den Prozess der Knochenbiomineralisation, Thermophysiologie sowie diagenetischer Alterationsprozesse während der Knochenfossilisation ermöglichen. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt war die Analyse der Kohlenstoffisotopie (d13C), von Sauropodenknochen und -zahnen sowie möglicher Futterpflanzen. Dadurch sollten Unterschiede in der Nutzung von Nahrungspflanzen durch die verschiedenen Sauropodentaxa überprüft werden. Die d13C-Werte der Skelettreste zeigen, dass alle Sauropoden terrestrische C3-Pflanzen als Hauptnahrungsressource genutzt haben. Marine Pflanzen wie Algen oder Tang wurden nicht gefressen, und auch der Konsum von Süßwasserpflanzen ist eher auszuschließen. Da Blätter von Koniferen und Cycadeen im Durchschnitt etwa 3%o höhere d13C-Werte als Farne und Schachtelhalme zeigen, lässt sich möglichenweise der Konsum unterschiedlicher Nahrungspflanzen feststellen. Ähnliche Unterschiede finden sich in den d13C-Werten der analysierten Sauropodenknochen und -zähne. Insbesondere die Zahnschmelzproben zeigen noch die ursprüngliche Isotopenzusammensetzung, während Knochen- und Detinproben schon offensichtlich diagenetisch verändert sind. Zahnschmelzproben verschiedener Sauropodentaxa (Camarasaurus, Diplodocus, Apatosaurus) von der Howe Ranch, Morrison Formation, zeigen unterschiedliche d13C-Werte und deuten möglicherweise auf die Nutzung unterschiedlicher Futterpflanzen hin.
Publications
- (2004): Paleobiology and Skeletochronology of Jurassic Dinosaurs: Implications from the histology and oxygen isotope compositions of bones. Palaeogeography, Palaeodimatology, Palaeoecology 206, 217-238
Tütken, T., Pfretzschner, H.-U., Vennemann, T.W., Sun, G. and Wang, Y.D.
- (2005): Early diagenesis of bone and tooth phosphate: Implications from isotopic and elemental compositions of Late Pleistocene mammal remains from fluvial, marine, and permafrost settings. 5th International Bone Diagenesis Meeting, Beyond documenting diagenesis. Cape Town, Abstract Vol, p. 50
T. Tütken, H.-U. Pfretzschner and T.W. Vennemann
- (2005): Oxygen isotope composition of bone and tooth phosphate - a proxy for palaeoclimate and the influence of diagenesis. First international workshop on taphonomy and biochemistry applied to human and environmental sciences, Paris, Topic: Is the geochemical record of ecological and biological signals in skeletal remains reliable enough? Abstract-Volume, pp. 21-22
T. Tütken, T.W. Vennemann and H.-U. Pfretzschner
- (2006): The diet of sauropod dinosaurs - carbon isotope compositions of fossil bones and potential food plants. Journal of Vertebrate Paleontology 26, 134A, 66th Annual meeting. Society of Vertebrate Paleontology SVP, Ottawa
T. Tütken, P.M. Sander and J. Hummel
- (2007): A comparison of pretreatment and silver phosphate precipitation methods: implications for the analysis of phosphate oxygen isotope ratios in bioapatite. The Annual Meeting of the Stable Isotope Mass spectrometry User Group (SIMSUG) 2007, (20.- 22.6.2007, Newcastle, Great Britain)
V. Grimes, M. Pellegrini, T. Tütken and M. Richards
- (2007): Bone oxygen isotope profiles (SIMS, Micromill) - Implications for archosaur growth and biomineralization 17th Goldschmidt Conference (19.-24.8.2007, Cologne, Germany)
T. Tütken, C. Rollion-Bard and P.M. Sander
- (2007): Ernährung und Mobilität von Sauropoden - Informationspotential der Isotopenzusammensetzung von Knochen und Zähnen. Hallesches Jahrb. Geowiss., Beiheft 23, 85-92
Tütken, T., Sander, M., Hummel, J. and Gee, C.
- (2007): Geochemistry of fossil bones and teeth - reconstruction of past environments. 17th Goldschmidt Conference (Keynote Talk, 19.8-24.8.2007, Cologne, Germany)
T. Tütken
- (2007): Growth and life history of Asia's largest dinosaur. Journal of Vertebrate Paleontology 27, XXA, 67th Annual meeting. Society of Vertebrate Paleontology SVP, Austin
O. Wings, P.M. Sander, T. Tütken, D.W. Fowler and G. Sun
- (2007): Intra-bone oxygen isotope seasonality patterns - a promising new approach for vertebrate skeletochronology? 1th Sclerochronology Conference (17.-20.3.2007, St. Petersburg, Florida, USA)
T. Tütken, C. Rollion-Bard and P.M. Sander
- (2007): Intra-bone oxygen Isotope seasonality patterns - a promising new approach for vertebrate skeletochronology? 1th Sclerochronology Conference (17.-20.3.2007, St. Petersburg, Florida, USA)
T. Tütken, C. Rollion-Bard and P.M. Sander
