Pre oko 262 miliona godina, tokom srednjeg permskog perioda, pojavila se nova porodica gmizavaca. Pareiasauri — što znači „gušteri obraza“, što se odnosi na ravne kosti koje čine njihove obraze — imali su lobanje prekrivene koštanim izraslinama i kvrgama, i koštane ploče na svojim telima.
Bile su među prvim velikim kopnenim životinjama koje su evoluirale i to su učinile brzo, brzo postajući neke od najzastupljenijih životinja koje se hrane biljkama širom sveta. Najmanje 21 odvojena vrsta evoluirala je pre nego što su svi pareiasaurusi zbrisani pre oko 252 miliona godina tokom permsko-trijaskog izumiranja.
Od 1830-ih pa nadalje, fosili pareiasaura počeli su da se nalaze u raznim delovima sveta. Jedna velika, rasprostranjena vrsta, Bradisaurus, iz srednjeg permskog perioda, pronađena je u Južnoj Africi i naučno opisana 1892. Scutosaurus, iz kasnog permskog perioda u Rusiji, opisan je 1922. godine.
Zahvaljujući više od 150 godina istraživanja, znamo da su nekoliko pareiasaura bile velike životinje, koje su dostizale dužinu i do 3 metra. Njihove kosti otkrivaju da su bile debele i zdepaste. Stajali su nisko do zemlje, primitivnog raširenog držanja. Ali ne postoje tačne studije njihove verovatne telesne mase.
Telesna masa igra centralnu ulogu u razumevanju opšte fiziologije, ekologije, metabolizma, ishrane i kretanja organizma.
U našoj novoj studiji objavljenoj u Historical Biologi, postavili smo se da popunimo ovu prazninu u znanju za Bradisaurusa, nakon što smo to uradili za Scutosaurusa u drugom delu rada. Koristili smo novu metodu za izračunavanje telesne mase koja nam je omogućila da izračunamo da je Bradisaurus imao verovatnu ukupnu prosečnu telesnu masu od 1.022 kg.
Za ruskog skutosaurusa pronašli smo prosečnu telesnu masu od 1.160 kg. To znači da su oba ova pareiasaura, sa različitih hemisfera i koji su živeli u različitim vremenima, težili otprilike masi velikog odraslog crnog nosoroga ili velikog domaćeg bika.
Bradisaurus je najstariji pareiasaur koji je pouzdano datiran. Bio je to jedan od najranijih ogromnih tetrapoda koji jedu biljke (četvoronožna stvorenja) koji su se pojavili u razvoju života na Zemlji, zajedno sa drugim velikim vrstama pareiasaurusa kao što je Scutosaurus. Dobijajući tačne procene telesne mase za ove životinje, možemo bolje razumeti evoluciju pomenute telesne mase, koja je izgrađena oko dugačkog crevnog puta unutar ogromne komore za fermentaciju – upravo ono što je životinjama bilo potrebno da razbiju velike količine vegetacije lošeg kvaliteta. .
Obično se telesne mase izumrlih tetrapoda procenjuju korišćenjem matematičkih formula koje povezuju obim butne kosti (femur) i kosti nadlaktice (humerus) sa telesnom masom.
Ove formule su izvedene iz velikih skupova merenja kostiju udova savremenih životinja čije se mase mogu direktno meriti.
Ali, kao što je paleontolog Marko Romano detaljno opisao u nekoliko studija, korišćenje ovih formula ima tendenciju da dovede do veoma naduvanog precenjivanja telesne mase kada se primenjuju na izumrle gmizavce. Ove životinje su često imale rašireno držanje i, kao rezultat, zadebljale kosti. Savremeni sisari imaju uspravan položaj i relativno vitke kosti udova.
Koristili smo novu volumetrijsku metodu da odredimo realniju procenu mase. Prvo su napravljeni 3D modeli skeleta pomoću fotogrametrije. Skoro 200 fotografija snimljeno je oko svakog skeleta, a zatim digitalno kombinovano u specijalizovanom softveru da bi se napravili tačni 3D modeli kostiju.
Zatim je paleoumetnik Fabio Manuči koristio drugi specijalizovani softver za modeliranje mekog tkiva, mišića i creva oko kostiju, stvarajući tri rekonstrukcije mogućih zapremina („tanak“, „prosečan“, „debeo“) za svaki skelet dodavanjem tri različite količine mekog tkiva.
Prosečna gustina i izumrlih i živih kičmenjaka je veoma blizu gustini vode (1 kg po litru). Gušće kosti i tkiva su uravnotežene praznim prostorima kao što je vazduh u plućima i crevima. Izumrli pareiasaurusi su verovatno bili malo gušći zbog svojih veoma debelih kostiju i obloženih koštanih oklopa.
Da bismo odredili opseg masa, primenili smo tri različite gustine za živa tkiva (0,99 kg, 1 kg i 1,15 kg/litar) na svaku našu vitku, prosečnu i masnu zapreminu da bismo izračunali moguće telesne mase.
Procene koje smo dobili razlikovale su se od onih dobijenih korišćenjem dve popularne postojeće formule zasnovane na merenju kosti udova savremenih sisara i neptičjih reptila. Za Bradisaurusa, dve formule premašile su naše zapreminske procene do 375%, što sugeriše masu od blizu 4 tone. Za Scutosaurusa, cifra je bila do 235% veća od naših rezultata.
Ove velike procene mase izgledaju malo verovatne. Da su bili tačni, gustina životinjskog tkiva bila bi veća od peščara ili betona.
Sada kada imamo ono za šta verujemo da je tačna procena telesne mase dve vrste pareiasaurusa, šta nam to govori?
Fosilni zapis sugeriše brzo povećanje veličine tela između vremena kada su se njihovi (verovatno mali) preci odvojili od drugih ranih reptila i prvog pojavljivanja Bradisaurusa u fosilnom zapisu pre oko 262 miliona godina.
Velika veličina Bradisaurusa najbolje se objašnjava negativnim odnosom između svarljivosti hrane i telesne mase. U ekologiji, ovo je poznato kao Jarman-Bell princip. Predviđa evoluciju velike veličine tela kod biljojeda koji gutaju obilan, nekvalitetan biljni materijal. Biljke su teške za varenje, a ishrana zasnovana na biljci obično rezultira velikom veličinom tela — biljojedi su obično znatno teži od drugih grupa u ishrani živih životinja.
Alternativno, ili možda u vezi sa evolucijom biljojedi, velika veličina tela Bradisaurusa je takođe mogla evoluirati kao zaštita od koegzistirajućih predatora. Pareiasaurian pancir i njihove velike prirubnice obraza takođe sugerišu adaptacije razvijene kao zaštita od običnih predatora, što bi bilo posebno korisno za ove zdepaste biljojede koji se sporo kreću.
