Kas dinosaurused olid soojaverelised?

Sest mis tahes olendi - mitte ainult dinosauruse - olemine tähendab nii palju segadust „Külmavereline” või „soojavereline” - alustame selle teema analüüsi vajalike andmetega määratlused.

Bioloogid kasutavad looma metabolismi (see tähendab tema rakkudes toimuvate keemiliste protsesside olemuse ja kiiruse) kirjeldamiseks mitmesuguseid sõnu. Sisse endotermiline olend, rakud genereerivad soojust, mis hoiab samal ajal looma kehatemperatuuri ektotermiline loomad neelavad ümbritsevast keskkonnast soojust.

On veel kaks kunsti terminit, mis muudavad selle teema veelgi keerukamaks. Esimene on homeotermiline, mis kirjeldab loomi, kes säilitavad konstantse sisetemperatuuri, ja teine ​​on poikilotermiline, mida kohaldatakse loomade suhtes, kelle kehatemperatuur kõigub vastavalt keskkonnale. (Segadusttekitavalt on olendil võimalik olla ektotermiline, kuid mitte poikiotermiline, kui ta muudab oma käitumist, et säilitada oma kehatemperatuuri ebasoodsa keskkonna tingimustes.)

Nagu olete eelnevatest määratlustest võinud järeldada, ei tähenda see tingimata, et ektotermilisel roomajal oleks sõna otseses mõttes temperatuuri järgi külmem veri kui endotermilisel imetajal. Näiteks päikese käes peesitava kõrre sisaliku veri on ajutiselt soojem kui a sarnase suurusega imetaja samas keskkonnas, kuigi sisaliku kehatemperatuur langeb öörahu.

Igatahes on tänapäevases maailmas imetajad ja linnud nii endotermilised kui ka homeotermilised (s.t. “Soojaverelised”), samas kui enamik roomajaid (ja mõnda kala) on nii ektotermilised kui ka poikilotermilised (s.o. "külmavereline"). Mis saab siis dinosaurustest?

Umbes sada aastat pärast nende fossiilide kaevamist hakati oletama, et paleontoloogid ja evolutsioonibioloogid eeldasid, et dinosaurused pidid olema külmaverelised. Näib, et seda oletust on toetanud kolm omavahel seotud mõttekäiku:

1) Mõned dinosaurused olid väga suured, mis pani teadlasi uskuma, et need olid vastavalt aeglased metabolismid (kuna saja-tonnise rohusööja jaoks oleks kõrge keha säilitamiseks vaja tohutult energiat temperatuur).

2) Neil samadel dinosaurustel arvati olevat äärmiselt suur väikesed ajud nende suurte kehade jaoks, mis aitasid kaasa aeglaste, ragistavate, mitte eriti ärkvel olevate olendite kuvandile (rohkem kui Galapagose kilpkonnad kui kiired Velociraptors).

3) Kuna tänapäevased roomajad ja sisalikud on külmaverelised, oli mõistlik, et ka sisaliku moodi olenditel, nagu dinosaurused, peavad olema külmaverelised. (See, nagu arvata võis, on nõrgem argument külmavereliste dinosauruste kasuks.)

See dinosauruste vaade hakkas muutuma 1960. aastate lõpus, kui käputäis paleontolooge, nende hulgas Robert Bakker ja John Ostrom, hakkasid levima pilt dinosaurustest, kui kiiretest, nutikatest, energilistest olenditest, kes sarnanevad tänapäevaste imetajate röövloomadega kui müüdi raugevatele sisalikele. Probleem oli selles, et see oleks äärmiselt keeruline Tyrannosaurus Rex säilitada sellist aktiivset eluviisi, kui see oli külmavereline -, mis viis teooria juurde, et dinosaurused võisid tegelikult olla endotermid.

Kuna ümberlõikamist pole elavaid dinosauruseid (ühe võimaliku erandiga, mille me ka saame) allpool) tuleneb suurem osa soojaverelisest metabolismist tõenditest tänapäevastest teooriatest dinosauruste kohta käitumine. Siin on viis peamist argumenti endotermiliste dinosauruste kohta (millest mõned on välja toodud allpool, jaotises "Vastuargumendid").

• Vähemalt mõned dinosaurused olid aktiivsed, nutikad ja kiired. Nagu eespool mainitud, on soojavereliste dinosauruste teooria peamine tõuge selles, et mõned dinosaurused Imetajate käitumine, mis eeldab sellist energiataset, mida (arvatavasti) saab säilitada ainult soojavereline ainevahetus.
• Dinosauruste luud näitavad endotermilist metabolismi. Mikroskoopiline analüüs näitas, et mõne dinosauruse luud kasvasid tänapäevaste imetajatega võrreldava kiirusega ja Imetajate ja lindude luudega on rohkem ühiseid jooni kui tänapäeval roomajad.
• Kõrgetel laiuskraadidel on leitud palju dinosauruste fossiile. Külmaverelised olendid arenevad palju tõenäolisemalt soojades piirkondades, kus nad saavad keskkonda kasutada oma kehatemperatuuri hoidmiseks. Kõrgematel laiuskraadidel on külmem temperatuur, seega on ebatõenäoline, et dinosaurused olid külmaverelised.
• Linnud on endotermid, nii et dinosauruseid pidi ka olema. Paljud bioloogid peavad linde “elavateks dinosaurusteks” ja arvavad, et tänapäevaste lindude soojaverelisus on otsene tõend nende dinosauruste esivanemate soojaverelisest metabolismist.
• Dinosauruste vereringesüsteemid nõudsid soojaverelist metabolismi. Kui hiiglane sauropod nagu Brachiosaurus hoidis oma pead vertikaalses asendis nagu kaelkirjak, mis oleks tema südamele tohutult nõudnud - ja ainult vereringesüsteemi saaks toita ainult endotermiline metabolism.

Mõne evolutsioonibioloogi sõnul ei piisa sellest, kui öelda, et kuna mõned dinosaurused võisid olla kiiremad ja nutikamad kui varem arvati, kõigil dinosaurustel olid soojaverelised metabolismid - ja see on eriti keeruline, kui järeldada ainevahetust eeldatava käitumise, mitte tegeliku fossiili põhjal rekord. Siin on viis peamist argumenti soojavereliste dinosauruste vastu.

• Mõni dinosaurus oli endotermideks liiga suur. Mõne eksperdi sõnul oleks 100-tonnine soojavereline ainevahetusega sauropod tõenäoliselt üle kuumenenud ja surnud. Sellel kaalul võis külmavereline dinosaurus olla nn inertsiaalne homeoterm - see tähendab, see soojenes aeglaselt ja jahtus aeglaselt, võimaldades sel säilitada enam-vähem ühtlast keha temperatuur.
• Jurassic ja kriidiajastu perioodid olid kuumad ja räpased. On tõsi, et palju dinosauruste fossiile on leitud kõrgel kõrgusel, kuid 100 miljonit aastat tagasi võis isegi 10 000 jala kõrgune mäetipp olla suhteliselt paljas. Kui kliima oli aastaringselt kuum, eelistaks see külmaverelisi dinosauruseid, kes tuginesid oma keha kuumuse säilitamiseks välistemperatuurile.
• Me ei tea dinosauruse poosist piisavalt. See pole kindel Barosaurus tõstis pea välja juurimiseks; mõne eksperdi arvates hoidsid suured taimtoidulised dinosaurused oma pikka kaela maapinnaga paralleelselt, kasutades saba q vastukaaluna. See nõrgendaks väidet, et need dinosaurused vajasid vere ajule pumpamiseks soojaverelisi metabolisme.
• Luutõendeid hinnatakse üle. Võib olla tõsi, et mõned dinosaurused kasvasid kiiremini kui varem arvati, kuid see ei pruugi olla soojavereliste metabolismi kasuks. Üks katse on näidanud, et tänapäevased (külmaverelised) roomajad suudavad õigetes tingimustes kiiresti luu genereerida.
• Dinosaurustel puudusid hingamisteede turbinaadid. Ainevahetusvajaduste rahuldamiseks hingavad soojaverelised olendid umbes viis korda sagedamini kui roomajad. Maismaal asuvate endotermide koljudes on struktuurid, mida nimetatakse hingamisteede turbinaatideks ja mis aitavad hingamise ajal niiskust säilitada. Siiani pole keegi leidnud veenvaid tõendeid nende struktuuride kohta dinosauruste fossiilides - seega peavad dinosaurused olema külmaverelised (või vähemalt mitte kindlasti endotermid).

Niisiis, mida võime ülaltoodud argumentide põhjal järeldada soojavereliste dinosauruste poolt ja vastu? Paljud teadlased (kes ei ole seotud kummagi leeriga) usuvad, et see arutelu põhineb valel ruumides - st ei ole nii, et dinosaurused pidid olema soojaverelised või külmaverelised, ilma kolmas alternatiiv.

Fakt on see, et me ei tea veel piisavalt, kuidas ainevahetus töötab või kuidas see võib potentsiaalselt areneda, et teha dinosauruste kohta lõplikke järeldusi. See on võimalik dinosaurused ei olnud soojaverelised ega külmaverelised, kuid neil oli “vahepealne” tüüpi metabolism, mida pole veel vaja kinnitada. Samuti on võimalik, et kõik dinosaurused olid soojaverelised või külmaverelised, kuid mõned üksikud liigid arenesid teises suunas.

Kui see viimane idee tundub segane, pidage meeles, et mitte kõik tänapäevased imetajad pole soojaverelised täpselt samamoodi. Kiirel, näljasel gepardil on klassikaline soojavereline metabolism, kuid suhteliselt primitiivne harilik harjas häälestatud ainevahetus, mis on mitmes mõttes lähedasem võrreldava suurusega sisalikule kui teistele imetajad. Olukorda komplitseerides väidavad mõned paleontoloogid, et aeglaselt liikuvatel eelajaloolistel imetajatel (nagu Myotragus, Koopakits) olid tõelised külmaverelised metabolismid.

Täna nõustub enamik teadlasi soojavereliste dinosauruste teooriaga, kuid see pendel võib teistpidi pöörata, kuna rohkem tõendeid on leidmata. Praegu peavad kõik kindlad järeldused dinosauruste metabolismi kohta tulevasi avastusi ootama.