Вопрос о том, были ли динозавры тёплыми или холоднокровными, обсуждался десятилетиями, с противоречивыми взглядами и доказательствами обоих теорий. Новое исследование предполагает, что предок динозавров, возможно, был теплокровным, но не все динозавры остались такими.
Некоторым динозаврам, таким как стегозавры, возможно, нужно было греться на солнце, чтобы поддерживать постоянную температуру тела, в то время как другие, такие как зауроподы, могли быть активными весь день.
Споры о том, были ли динозавры тёплыми или холоднокровными, продолжаются уже более 60 лет после того, как ученые поняли, что древние рептилии не были такими вялыми, как считалось ранее.
Новое исследование добавило ещё больше топлива в метаболический огонь, ища признаки "отходов" деятельности. Их результаты показывают, что предок всех птиц, динозавров и птерозавров был теплокровным, но некоторые из них, такие как трицератопс и стегозавр, позже потеряли эту способность.
Это, возможно, повлияло на то, как эти динозавры вели себя, пытаясь поддерживать температуру своего тела.
Динозавры с более низкой скоростью метаболизма в некоторой степени зависели бы от внешних температур. Ящерицы и черепахи сидят на солнце и греются, и нам, возможно, придётся рассмотреть аналогичную поведенческую терморегуляцию у орнитологических или птичьих динозавров с исключительно низкой скоростью метаболизма.
Холоднокровные динозавры также, возможно, должны были мигрировать в более тёплый климат в холодное время года, и климат, возможно, был избирательным фактором для того, где некоторые из этих динозавров могли жить. Между тем, гигантские зауроподы с горячей кровью были травоядными животными, которые, вероятно, чаще сталкивались с проблемой необходимости охлаждения, нежели нагрева.
Профессор Пол Барретт, эксперт по динозаврам в Музее, говорит, что исследование поднимает интересные новые вопросы для исследователей. "Это действительно интригующее исследование, которое поднимает много вопросов о физиологии динозавров и её последствиях для экологии и поведения динозавров, и оно формирует хорошую основу для будущих исследований.»
Например, идея о том, что гигантские птичьи динозавры, такие как трицератопсы, потеряли свою теплокровность, совершенно новая и интересная.
Становится всё яснее, что биология таких орнитологических динозавров заметно отличалась от биологии других основных групп динозавров, и это исследование подчеркивает, насколько они были необычны.
Ни у одного из динозавров, предполагавших потерять свой теплокровный статус, не было перьев или пуха, и это отсутствие, возможно, может быть связано с отсутствием у них эндотермии. Было бы очень интересно изучить этот аспект в отношении
эволюции перьев.
Фото: www.nhm.ac.uk
Что значит быть теплокровным
Теплокровность, технически известная как "эндотермия", означает, что животное поддерживает постоянную температуру тела, высвобождая энергию в качестве побочного продукта метаболических процессов, происходящих в их клетках.
Хотя это позволяет животному быть более активным и расти быстрее, это очень дорого. Эндотермам нужно есть больше пищи, чем их хладнокровным родственникам, и их более быстрые метаболические процессы производят молекулы, которые могут повредить клеточные компоненты.
Холоднокровные животные, или "эктотермы", не управляют температурой своего тела таким образом. Вместо этого они полагаются на энергию окружающей среды, такую как солнечный свет, чтобы поддерживать температуру своего тела, и поэтому нуждаются в меньшем количестве пищи, чтобы выжить.
Однако этот компромисс означает, что хладнокровные животные не могут быть активными весь день.
Значительные периоды дня отдаются таким видам деятельности, как купание, которые повышают температуру их тела, и это означает, что они не могут выполнять энергоемкие действия, такие как полёт.
Когда биология динозавров
впервые обсуждалась в 1840-х годах, их сравнивали с живыми ящерицами. Это привело к предположению, что все они были хладнокровными, и поэтому были бы медленными неуклюжими животными.
Однако с 1960-х годов учёные начали пересматривать эту точку зрения. Динозавры в настоящее время повсеместно считаются
высокоактивными животными, что было использовано в качестве доказательства того, что они были теплокровными.
Тем не менее, огромные размеры динозавров означали, что они всё ещё могли быть хладнокровными и активными. Более крупные животные имеют относительно меньшую площадь поверхности, чем более мелкие животные, что даёт меньшую площадь для отвода тепла. Концепция гигантотермии предполагает, что крупные динозавры могли бы поддерживать температуру своего тела, задерживая тепло больше и дольше.
Нет прямых способов оценки метаболизма вымершего животного. Мы можем сделать вывод о некоторых характеристиках, таких как температура тела, глядя на химические изотопы, но это может показать, что они теплокровные, потому что они живут в тёплой области. Мы также можем исследовать скорость роста, причём высокие показатели часто встречаются у теплокровных животных, но это не является идеальным решением.
Среди палеонтологов сформировался консенсус в отношении того, что метаболизм динозавров, вероятно, отличался от любого живого животного, и это росло бы быстрее, чем у других рептилий. Однако неизвестно, связано ли это с более высокими показателями метаболизма динозавров или с другими факторами.
Учёные, стоящие за новой техникой, предложенной исследованием, надеются, что этот способ оценки метаболизма выдержит испытание временем.
Кости динозавра под микроскопом: Фото: www.nhm.ac.uk
Были ли динозавры теплокровными
Исследователи изучили окаменелости на наличие соединений, известных как продвинутые конечные продукты липоксид, или эли, которые являются признаками метаболического стресса у живых животных. Эти молекулы чрезвычайно стабильны и не растворяются в воде, что делает вероятным, что доказательства эля будут сохранены в окаменелом животном.
Уровни ЭЛЯ в бедренных костях теплокровных и холоднокровных животных, включая млекопитающих, рептилий и птиц, использовались для оценки порогов между эндотермией и эктотермией в разных группах. В отличие от некоторых методов оценки эндотермии, метод является неразрушающим и поэтому сохраняет окаменелости для будущего использования.
Затем уровень эля в окаменелостях анализировался и использовался для определения того, был ли тот или иной вид теплокровным или нет.
Исследователи обнаружили, что все ископаемые млекопитающие, птерозавры и плезиозавры были в пределах сходных диапазонов с живыми эндотермами.
Динозавры были разделены, причём тероподы, такие как тираннозавр рекс, дейноних и аллозавр , вероятно, были теплокровными, а также другие животные, такие как зауроподы. Другие динозавры, включая трицератопсов, стегозавров и гадрозавров, были в пределах диапазона эктотермии.
Исследователи интерпретировали это как свидетельство того, что предки всех млекопитающих, плезиозавров и орнитодиран (группа, содержащая динозавров и птерозавров) развивали эндотермию отдельно, и что некоторые из их потомков позже потеряли эту способность и стали эктотермами.
"Некоторые результаты удивительны", - говорит Пол. Считается, что зауроподы были настолько большими, что у них были бы высокие температуры, не будучи теплокровными. Плезиозавры также были обнаружены, возможно, теплокровными, что раньше серьезно не рассматривалось. "Поскольку только один вид каждой из этих больших групп был включен в анализ, я хотел бы увидеть больше примеров из каждого проанализированного, чтобы подтвердить эти идеи. Кроме того, вымершие вараны кажутся теплокровными в своем анализе, в то время как ни одна живая ящерица не является эндотермой, поэтому, возможно, их высокого уровня активности было достаточно, чтобы они выглядели как эндотермы, используя эту технику."
Исследователи, стоящие за исследованием, заявили, что они работают над расширением своего текущего набора данных, чтобы включить больше образцов, включая больше морских рептилий и плейстоценовую мегафауну, такую как шерстистый мамонт, чтобы улучшить разрешение своих выводов. Они также надеются расширить технику до групп, не связанных с амниотами, таких как амфибии и рыбы.
Без живых людей, чтобы проверить (и за исключением машины времени), никогда не будет полностью уверен, были ли динозавры, птерозавры и другие вымершие животные теплокровными или нет. Тем не менее, подобные исследования предлагают новые способы, которыми окаменелости могут рассказать нам о том, как они когда-то жили.