Czy dinozaury były ciepłokrwiste?

Ponieważ jest tyle zamieszania na temat tego, co to znaczy dla każdego stworzenia - nie tylko dinozaura - być „Zimnokrwiste” lub „ciepłokrwiste”, zacznijmy naszą analizę tego problemu od bardzo potrzebnych definicje.

Biolodzy używają różnych słów, aby opisać metabolizm danego zwierzęcia (tj. Naturę i szybkość procesów chemicznych zachodzących w jego komórkach). W endotermiczny stworzenie, komórki wytwarzają ciepło, które utrzymuje temperaturę ciała zwierzęcia zmiennocieplny zwierzęta absorbują ciepło z otaczającego środowiska.

Istnieją jeszcze dwa pojęcia sztuki, które dodatkowo komplikują ten problem. Pierwszy to homeotermiczny, opisujący zwierzęta, które utrzymują stałą wewnętrzną temperaturę ciała, a druga to poikilotermiczny, która dotyczy zwierząt, których temperatura ciała zmienia się w zależności od środowiska. (Mylące jest, że istota może być ektotermiczna, ale nie poikiotermiczna, jeśli zmieni swoje zachowanie w celu utrzymania temperatury ciała w obliczu niekorzystnego środowiska.)

Jak można się domyślać z powyższych definicji, niekoniecznie wynika z tego, że gad ektotermiczny ma dosłownie zimniejszą krew pod względem temperatury niż ssak endotermiczny. Na przykład krew jaszczurki pustynnej wygrzewającej się na słońcu będzie chwilowo cieplejsza niż krew ssaka podobnej wielkości w tym samym środowisku, choć temperatura ciała jaszczurki spadnie zmrok.

W każdym razie we współczesnym świecie ssaki i ptaki są zarówno endotermiczne, jak i homeotermiczne (tj. „Ciepłokrwisty”), podczas gdy większość gadów (i niektóre ryby) są zarówno ektotermiczne, jak i poikilotermiczne (tj. "opanowany"). A co z dinozaurami?

Przez około sto lat od odkrycia ich skamielin paleontolodzy i biologowie ewolucyjni zakładali, że dinozaury musiały być zimnokrwiste. To założenie wydaje się być podsycane przez trzy powiązane ze sobą linie rozumowania:

1) Niektóre dinozaury były bardzo duże, co skłoniło badaczy do przekonania, że ​​mają odpowiednio wolne tempo metabolizm (ponieważ potrzeba setki ton roślinożercy do utrzymania wysokiego ciała przez ogromną ilość energii temperatura).

2) Zakłada się, że te same dinozaury mają wyjątkowo małe mózgi za ich duże ciała, które przyczyniły się do stworzenia powolnych, ociężałych, niezbyt przebudzonych stworzeń (bardziej jak żółwie Galapagos niż szybkie Welociraptory).

3) Ponieważ współczesne gady i jaszczurki są zimnokrwiste, miało to sens, że stworzenia „podobne do jaszczurek”, takie jak dinozaury, również muszą mieć zimnokrwiste. (Jak się zapewne domyślacie, jest to najsłabszy argument na korzyść zimnokrwistych dinozaurów.)

Ten pogląd na dinozaury zaczął się zmieniać pod koniec lat 60. XX wieku, gdy garstka paleontologów, wśród nich główny Robert Bakker i John Ostrom, zaczął ogłaszać zdjęcie dinozaurów jako szybkich, bystrych, energicznych stworzeń, bardziej podobnych do współczesnych drapieżników ssaków niż ociężałych jaszczurek mitycznych. Problem polegał na tym, że byłoby to niezwykle trudne Tyrannosaurus Rex utrzymywać tak aktywny tryb życia, gdyby był zimnokrwisty - co prowadzi do teorii, że dinozaury mogły być endotermami.

Ponieważ w okolicy nie ma żywych dinozaurów, które można by poddać sekcji (z jednym możliwym wyjątkiem, który otrzymamy do poniżej), większość dowodów przemiany ciepłokrwistej pochodzi ze współczesnych teorii na temat dinozaurów zachowanie. Oto pięć głównych argumentów przemawiających za endotermicznymi dinozaurami (niektóre z nich zostały zakwestionowane poniżej, w sekcji „Argumenty przeciw”).

• Przynajmniej niektóre dinozaury były aktywne, inteligentne i szybkie. Jak wspomniano powyżej, głównym impulsem teorii ciepłokrwistych dinozaurów jest to, że niektóre dinozaury wykazywały ekspozycję Zachowanie „ssaków”, które pociąga za sobą poziom energii, który (prawdopodobnie) może być utrzymany tylko przez stałocieplnych metabolizm.
• Kości dinozaurów wykazują oznaki metabolizmu endotermicznego. Analiza mikroskopowa wykazała, że ​​kości niektórych dinozaurów rosły w tempie porównywalnym do współczesnych ssaków i mają więcej cech wspólnych z kościami ssaków i ptaków niż z kościami współczesnymi Gady.
• Wiele skamielin dinozaurów znaleziono na dużych szerokościach geograficznych. Istoty zimnokrwiste znacznie częściej ewoluują w ciepłych regionach, gdzie mogą wykorzystywać środowisko do utrzymywania temperatury ciała. Wyższe szerokości geograficzne pociągają za sobą niższe temperatury, więc jest mało prawdopodobne, aby dinozaury były zimnokrwiste.
• Ptaki są endotermami, więc dinozaury też musiały być. Wielu biologów uważa ptaki za „żywe dinozaury” i powód, dla którego ciepłokrwistość współczesnych ptaków jest bezpośrednim dowodem ciepłokrwistego metabolizmu ich przodków dinozaurów.
• Układ krążenia dinozaurów wymagał ciepłokrwistego metabolizmu. Jeśli gigant zauropod lubić Brachiozaur utrzymywał głowę w pozycji pionowej, jak żyrafa, co wymagałoby ogromnego wysiłku dla jego serca - i tylko endotermiczny metabolizm mógłby napędzać jego układ krążenia.

Według kilku biologów ewolucyjnych nie wystarczy powiedzieć, że ponieważ niektóre dinozaury mogły być szybsze i mądrzejsze niż wcześniej zakładano, wszystkie dinozaury miały ciepłokrwisty metabolizm - i szczególnie trudne jest wnioskowanie o metabolizmie na podstawie domniemanego zachowania, a nie na podstawie faktycznej skamieliny rekord. Oto pięć głównych argumentów przeciwko ciepłokrwistym dinozaurom.

• Niektóre dinozaury były zbyt duże, by mogły być endotermami. Według niektórych ekspertów 100-tonowy zauropod z ciepłokrwistym metabolizmem prawdopodobnie przegrzałby się i umarł. Przy tej wadze zimnokrwisty dinozaur mógł być tak zwaną „bezwładną homeotermą” - to znaczy rozgrzewał się powoli i powoli schładzał, pozwalając mu utrzymać mniej więcej stałe ciało temperatura.
• The Jurajski okresy kredowe były gorące i parne. To prawda, że ​​wiele skamielin dinozaurów zostało odkrytych na dużych wysokościach, ale 100 milionów lat temu nawet szczyt górski o wysokości 10 000 stóp mógł być stosunkowo balsamiczny. Jeśli przez cały rok panował upał, sprzyjałoby to zimnokrwistym dinozaurom, które polegały na temperaturach zewnętrznych w celu utrzymania ciepła ciała.
• Nie wiemy wystarczająco dużo o postawie dinozaurów. To nie jest pewne Barozaur podniósł głowę do pasz dla gruba; niektórzy eksperci uważają, że duże, roślinożerne dinozaury trzymały długie szyje równolegle do ziemi, używając ogonów jako q przeciwwagi. To osłabiłoby argument, że te dinozaury potrzebowały ciepłokrwistych metabolizmów, aby pompować krew do ich mózgów.
• Dowody na kości są przereklamowane. Może prawdą jest, że niektóre dinozaury rosły w szybszym tempie niż wcześniej sądzono, ale może to nie świadczyć o przemianie ciepłokrwistej. Jeden eksperyment wykazał, że nowoczesne (zimnokrwiste) gady mogą szybko wytwarzać kość w odpowiednich warunkach.
• Dinozaury nie miały małżowin oddechowych. Aby zaspokoić swoje potrzeby metaboliczne, istoty stałocieplne oddychają około pięć razy częściej niż gady. Endotermy zamieszkujące ląd mają w czaszkach struktury zwane „małżowinami oddechowymi”, które pomagają zatrzymać wilgoć podczas procesu oddychania. Do tej pory nikt nie znalazł rozstrzygających dowodów na istnienie tych struktur w skamielinach dinozaurów - stąd dinozaury musiały być zimnokrwiste (a przynajmniej na pewno nie endotermy).

Co zatem możemy wyciągnąć z powyższych argumentów za i przeciw ciepłokrwistym dinozaurom? Wielu naukowców (którzy nie są związani z żadnym obozem) uważa, że ​​ta debata oparta jest na fałszu przesłanki - to nie jest tak, że dinozaury musiały być ciepłokrwiste lub zimnokrwiste, bez trzecia alternatywa.

Faktem jest, że nie wiemy jeszcze wystarczająco dużo o tym, jak działa metabolizm ani jak może się on ewoluować, aby wyciągnąć konkretne wnioski na temat dinozaurów. Jest możliwe, że dinozaury nie były ani ciepłokrwiste, ani zimnokrwiste, ale miały „pośredni” typ metabolizmu, który należy jeszcze przypiąć. Możliwe jest również, że wszystkie dinozaury były ciepłokrwiste lub zimnokrwiste, ale niektóre pojedyncze gatunki rozwinęły adaptacje w innym kierunku.

Jeśli ten ostatni pomysł wydaje się mylący, pamiętaj, że nie wszystkie współczesne ssaki są ciepłokrwiste w dokładnie ten sam sposób. Szybki, głodny gepard ma klasyczną ciepłokrwistą przemianę materii, ale stosunkowo prymitywny dziobak ma charakter sportowy osłabiony metabolizm, który pod wieloma względami jest bliższy metabolizmowi jaszczurki o porównywalnej wielkości niż innym ssaki Jeszcze bardziej skomplikowane sprawy, niektórzy paleontolodzy twierdzą, że wolno poruszające się prehistoryczne ssaki (takie jak Myotragus, Cave Goat) miały prawdziwy zimnokrwisty metabolizm.

Dzisiaj większość naukowców popiera teorię dinozaurów stałocieplnych, ale wahadło to może się odwrócić, gdy odkryje się więcej dowodów. Na razie wszelkie ostateczne wnioski dotyczące metabolizmu dinozaurów będą musiały poczekać na przyszłe odkrycia.