Ar dinozaurai buvo šiltakraujiški?

Nes tiek daug painiavos, ką reiškia būti bet kuriam tvariniui - ne tik dinozaurui - būti „Šaltakraujiški“ arba „šiltakraujiški“ pradėkime šios problemos analizę su kai kuriais labai reikalingais apibrėžimai.

Biologai naudoja įvairius žodžius apibūdindami tam tikro gyvūno metabolizmą (tai yra cheminių procesų, vykstančių jo ląstelėse, pobūdį ir greitį). Į endoterminė būtybė, ląstelės generuoja šilumą, palaikančią gyvūno kūno temperatūrą, tuo tarpu ektoterminė gyvūnai sugeria šilumą iš supančios aplinkos.

Yra dar du meno terminai, kurie dar labiau apsunkina šią problemą. Pirmasis yra homeoterminė, apibūdinantis gyvūnus, palaikančius pastovią vidinę kūno temperatūrą, ir antra poikiloterminė, kuris taikomas gyvūnams, kurių kūno temperatūra kinta priklausomai nuo aplinkos. (Painioti galima, kad tvarinys yra ektoterminis, bet ne poikioterminis, jei modifikuoja savo elgesį, kad palaikytų savo kūno temperatūrą, kai yra nepalankioje aplinkoje.)

Kaip jūs jau spėjote iš aukščiau pateiktų apibrėžimų, nebūtinai išplaukia, kad ektoterminis roplys pažodžiui turi šaltesnį kraują, atsižvelgiant į temperatūrą, nei endoterminis žinduolis. Pavyzdžiui, saulėje besileidžiančios dykumos driežo kraujas laikinai bus šiltesnis nei a panašaus dydžio žinduolį toje pačioje aplinkoje, nors driežo kūno temperatūra kris nakties kritimas.

Šiaip ar taip, šiuolaikiniame pasaulyje žinduoliai ir paukščiai yra ir endoterminiai, ir homeoterminiai (t. „Šiltakraujai“), tuo tarpu dauguma roplių (ir kai kurių žuvų) yra ir ektoterminės, ir poikiloterminės (t. Y. "Šaltakraujiškai"). Taigi kaip dinozaurai?

Praėjus maždaug šimtui metų po to, kai buvo pradėta kasti jų fosilijas, paleontologai ir evoliucijos biologai manė, kad dinozaurai turėjo būti šaltakraujiški. Panašu, kad šią prielaidą paskatino trys susipynusios samprotavimo eilutės:

1) Kai kurie dinozaurai buvo labai dideli, todėl tyrėjai manė, kad atitinkamai lėtai metabolizmai (nes šimto tonų žolėdžiui palaikyti aukštą kūną prireiktų milžiniškos energijos temperatūra).

2) Buvo manoma, kad tie patys dinozaurai yra nepaprastai dideli mažos smegenys jų dideliems kūnams, kurie prisidėjo prie lėtų, miegančių, ypač nemiegančių būtybių įvaizdžio (labiau panašūs į „Galapagų“ vėžlius Velociraporiai).

3) Kadangi šiuolaikiniai ropliai ir driežai yra šaltakraujiški, buvo prasminga, kad ir „driežus primenantys“ padarai, tokie kaip dinozaurai, turi būti šaltakraujiški. (Tai, kaip jūs jau spėjote atspėti, yra silpniausias šaltakraujų dinozaurų argumentas.)

Šis požiūris į dinozaurus pradėjo keistis septintojo dešimtmečio pabaigoje, kai saujelė paleontologų, vyriausiųjų Robertas Bakkeris ir Jonas Ostromas, ėmė skelbti dinozaurų, kaip greitų, greitai šmaikščių, energingų būtybių, labiau primenančių šiuolaikinius žinduolių plėšrūnus, nei miegančių mitų driežas, paveikslą. Problema buvo ta, kad tai bus nepaprastai sunku Tiranozauras išlaikyti tokį aktyvų gyvenimo būdą, jei jis buvo šaltakraujiškas - tai privedė prie teorijos, kad dinozaurai iš tikrųjų galėjo būti endotermos.

Nes aplink nėra gyvų dinozaurų, kuriuos reikia išpjaustyti (su viena galima išimtimi, kurią gausime) žemiau) dauguma šiltakraujų metabolizmo įrodymų kyla iš šiuolaikinių teorijų apie dinozaurus elgesys. Čia pateikiami penki pagrindiniai endoterminių dinozaurų argumentai (kai kurie iš jų ginčijami toliau, skiltyje „Argumentai prieš“).

• Bent jau kai kurie dinozaurai buvo aktyvūs, protingi ir greiti. Kaip minėta pirmiau, pagrindinis impulsas šiltakraujų dinozaurų teorijai yra tas, kad kai kurie dinozaurai eksponuojami „Žinduolių“ elgesys, susijęs su tokiu energijos lygiu, kurį (spėjama) gali išlaikyti tik šiltakraujiškas medžiagų apykaita.
• Dinozaurų kaulai rodo endoterminį metabolizmą. Mikroskopinė analizė parodė, kad kai kurių dinozaurų kaulai augo panašiai kaip šiuolaikiniai žinduoliai ir turi daugiau bruožų, susijusių su žinduolių ir paukščių kaulais, nei su šių dienų kaulais ropliai.
• Daugelyje dinozaurų fosilijų rasta aukštose platumose. Šaltakraujiškos būtybės daug labiau linkusios vystytis šiltuose regionuose, kur gali naudoti aplinką palaikyti savo kūno temperatūrą. Aukštesnėse platumose temperatūra būna šaltesnė, todėl mažai tikėtina, kad dinozaurai buvo šaltakraujiški.
• Paukščiai yra endotermos, todėl dinozaurų taip pat turėjo būti. Daugelis biologų paukščius laiko „gyvaisiais dinozaurais“ ir aiškina, kad šiuolaikinių paukščių šiltakraujiškumas yra tiesioginis įrodymas, kad jų dinozaurų protėviai šiltakraujiškai metabolizuojami.
• Dinozaurų kraujotakos sistemoms reikėjo šiltakraujų metabolizmo. Jei milžinas sauropod Kaip Brachiosaurus laikė galvą vertikalioje padėtyje, kaip žirafa, o tai būtų kėlusi didžiulius reikalavimus jos širdžiai - ir tik endoterminė apykaita galėtų pakenkti jos kraujotakos sistemai.

Pasak kelių evoliucijos biologų, to nepakanka pasakyti, nes kai kurie dinozaurai galėjo būti greitesni ir protingesni, nei manyta anksčiau, visi dinozaurai turėjo šiltakraujų metabolizmą - ir ypač sudėtinga nustatyti metabolizmą iš numanomo elgesio, o ne iš tikrųjų iškasenų įrašas. Štai penki pagrindiniai argumentai prieš šiltakraujų dinozaurus.

• Kai kurie dinozaurai buvo per dideli, kad būtų endotermos. Kai kurių ekspertų teigimu, 100 tonų sauropodų, kurių medžiagų apykaita šiltakraujiška, greičiausiai būtų perkaitusi ir mirusi. Esant tokiam svoriui, šaltakraujiškas dinozauras galėjo būti tai, kas vadinama „inercine homeoterma“ - tai yra, jis lėtai sušilo ir lėtai atvėso, leisdamas išlaikyti daugiau ar mažiau pastovų kūną temperatūra.
• Juros ir kreidos periodai buvo karšti ir purūs. Tiesa, kad daugybė dinozaurų fosilijų buvo rasta dideliame aukštyje, tačiau prieš 100 milijonų metų net 10 000 pėdų aukščio kalnų viršūnė galėjo būti gana pliki. Jei klimatas buvo karštas ištisus metus, tai būtų palanku šaltakraujams dinozaurams, kurie palaikė lauko temperatūrą palaikydami kūno šilumą.
• Mes nepakankamai žinome apie dinozaurų laikyseną. Neaišku, ar tai Barosauras pakėlė galvą, kad galėtų pašaruoti; kai kurie ekspertai mano, kad dideli žolėdžiai dinozaurai ilgus kaklus laikė lygiagrečiai žemei, naudodami uodegas kaip q atsvarą. Tai susilpnintų argumentą, kad šiems dinozaurams reikėjo šiltakraujų metabolizmų, kad pumpuotų kraują į jų smegenis.
• Kaulų įrodymai yra pervertinami. Gali būti, kad kai kurie dinozaurai išaugo greičiau, nei manyta anksčiau, tačiau tai gali būti šiltakraujiškos medžiagų apykaitos įrodymai. Vienas eksperimentas parodė, kad šiuolaikiniai (šaltakraujiški) ropliai tinkamomis sąlygomis gali greitai generuoti kaulą.
• Dinozaurams trūko kvėpavimo takų turbinų. Norėdami patenkinti savo medžiagų apykaitos poreikius, šiltakraujės būtybės kvėpuoja maždaug penkis kartus dažniau nei ropliai. Žemėje esančių endotermų kaukolių struktūros yra vadinamos „kvėpavimo turbinais“, kurios padeda išlaikyti drėgmę kvėpavimo metu. Iki šiol niekas nerado įtikinamų šių struktūrų įrodymų dinozaurų fosilijose - vadinasi, dinozaurai turėjo būti šaltakraujiški (arba bent jau tikrai ne endoterminiai).

Taigi, ką galime padaryti iš aukščiau pateiktų argumentų už ir prieš šiltakraujų dinozaurų? Daugelis mokslininkų (neprisirišę prie bet kurios stovyklos) mano, kad šios diskusijos pagrįstos klaidinga patalpas - tai yra, nėra taip, kad dinozaurai turėjo būti šiltakraujiški arba šaltakraujiški, be jokių trečioji alternatyva.

Tiesą sakant, mes dar nepakankamai žinome, kaip veikia metabolizmas ar kaip jis gali vystytis, kad galėtume padaryti aiškias išvadas apie dinozaurus. Tai įmanoma dinozaurai nebuvo nei šiltakraujiški, nei šaltakraujiški, tačiau turėjo „tarpinį“ metabolizmą, kuris dar nėra nustatytas. Taip pat gali būti, kad visi dinozaurai buvo šiltakraujiški ar šaltakraujiški, tačiau kai kurios rūšys prisitaikė kita linkme.

Jei ši paskutinė idėja skamba klaidinančiai, atminkite, kad ne visi šiuolaikiniai žinduoliai yra lygiai taip pat šiltakraujiški. Greitas, alkanas gepardas pasižymi klasikine šiltakraujiška medžiagų apykaita, tačiau santykinai primityvusis plepitas sportuoja suderinta medžiagų apykaita, kuri daugeliu atžvilgių yra artimesnė palyginti panašaus dydžio driežo, nei kitos žinduoliai. Be to, kai kurie paleontologai tvirtina, kad lėtai judantys priešistoriniai žinduoliai (pvz., Myotragus, Ožkos ožka) turėjo tikrus šaltakraujius metabolizmus.

Šiandien dauguma mokslininkų pritaria šiltakraujų dinozaurų teorijai, tačiau ta švytuoklė gali pasisukti kitaip, nes yra daugiau įrodymų. Kol kas bet kokių aiškių išvadų apie dinozaurų metabolizmą teks laukti atradimų ateityje.