Динозаври були напівтеплокровними

За інтенсивністю обміну речовин мезозойські ящери займали проміжну позицію між хладнокровністю і теплокровністю, завдяки чому вони змогли на деякий час «захопити землю».


Зі школи ми пам'ятаємо, що тварини діляться на холоднокровних, або ектотермних, і теплокровних, або ендотермних. У холоднокровних температура тіла залежить від температури навколишнього середовища, до них відносяться риби, рептилії та амфібії. Інтенсивність обміну речовин у холоднокровних невисока. Теплокровні, навпаки, можуть підтримувати постійну температуру тіла незалежно від того, чи тепло навколо або холодно, завдяки більш активному метаболізму; до теплокровних належать птахи і звірі.


Динозаври ставляться до рептилій, тому було б логічно, якби вони теж були холоднокровними. Довгий час хладнокровність динозаврів ні в кого не викликала сумнівів. Однак найближчими родичами колишніх динозаврів на сьогоднішній день є птахи, інтенсивність обміну речовин у яких надзвичайно висока. І з часом дослідники все частіше стали задаватися питанням, як стався такий різкий стрибок від холоднокровних динозаврів до теплокровних птахів, і чи не були вимерлі ящери частково теплокровними.

Щоб знайти відповідь, потрібно оцінити рівень метаболізму у динозаврів, але як це зробити, маючи на руках лише стародавні кістки? Насправді, про інтенсивність обміну речовин можна судити за темпами зростання тварини, а темпи зростання можна оцінити по будові кісток. Схожий метод використовують у ботаніці, коли по річних кільцях на спилі стовбура визначають, хорошим чи не дуже був той чи інший рік для дерева: якщо кільце широке, значить, умови були сприятливими, і дерево росло швидко. Приблизно так само можна оцінювати шари кісткової тканини, і тоді швидкий або повільний ріст кісток буде свідчити про швидкий або повільний метаболізм. За допомогою цього методу можна досить достовірно передбачити швидкість обміну речовин у сучасних тварин: наприклад, інтенсивність метаболізму у звірів у 10 разів вища, ніж у рептилій, і ростуть ссавці в 10 разів швидше, ніж ящірки, змії тощо.

Такий аналіз, тільки ще й для динозаврів, був виконаний Джоном Грейді (John M. Grady) і його колегами з Університету Нью-Мексико, результати роботи дослідники опублікували в Science. Вони не просто оцінювали ріст кісток, а й порівнювали його із загальним розміром тіла тварини від народження до зрілого віку. І ось, коли дані по динозаврах порівняли з даними щодо теперішніх теплокровних і хладнокровних, виявилося, що вимерлі ящери займають якусь проміжну позицію, не будучи ні істинно теплокровними, ні істинно холоднокровними.

Такі тварини називаються мезотермними, і з сучасних видів до них відносяться, наприклад, велика біла акула, тунець, кожиста черепаха, єхидна. Подібно до ссавців і птахів, мезотермні тварини можуть генерувати власне тепло, але при цьому вони не можуть підтримувати постійну температуру тіла, що зближує їх із сучасними рептиліями. У тунця, наприклад, температура тіла помітно знижується, коли він йде на глибину, але все вона буде рівно вище, ніж у води навколо.

Розміри тіла можуть впливати на появу мезотермності: великим тваринам простіше зберігати тепло, і тому, наприклад, велика шкіряна черепаха може дозволити собі бути мезотермною, тоді як більш дрібна зелена черепаха - звичайна хладнокровна рептилія. Однак залежність тут не 100-відсоткова: акула мако - мезотермна риба, а китова акула, при своїх величезних розмірах, залишається холоднокровною.

Щоб підтримати температуру тіла, у теплокровних тварин є набір фізіологічних механізмів, що включаються при зниженні температури середовища, від тремтіння до спалювання жирових запасів. У мезотермних таких хитрощів немає, так що вони більш залежні від зовнішньої температури. З іншого боку, серед холоднокровних тварин є так звані гігантотермні, які, завдяки своїм розмірам, можуть накопичувати тепло - як це роблять крокодили, що гріються на сонці. Вони і нагріваються, і остигають повільніше, але все одно вирішальну роль тут грає середовище. У мезотермних тварин, на відміну від гігантотермних, все ж є свої ресурси, щоб підтримувати температуру тіла в певних рамках.


Повертаючись до динозаврів, можна сказати, що мезотермність дозволяла їм рухатися, рости і розмножуватися швидше порівняно зі звичайними хладнокровними рептиліями. Це, до речі, могло бути однією з причин неймовірного еволюційного успіху динозаврів у часи мезозойської ери. З іншого боку, їх рівень метаболізму був все-таки нижче, ніж якби вони були теплокровними, що дозволяло багатьом з них досягати гігантських розмірів. Тобто, наприклад, якби тираннозавр був теплокровним, він би просто не зміг забезпечувати себе потрібною кількістю енергії і залишатися хижаком.

Одночасно автори роботи підкреслюють, що динозаври - група дуже різноманітна, і, швидше за все, далеко не всі з них були мезотермними. Інша трудність пов'язана з тим, що щодо деяких вимерлих видів важко сказати, чи були вони мезотермними або просто не дуже активними теплокровними. Наприклад, якщо взяти археоптерикса, одного з найвідоміших кандидатів на роль предка птахів, то він досягав зрілості через два роки, тоді як схожі з ним за розміром яструби виростають у дорослих птахів за шість тижнів. Мабуть, археоптерікс був не таким теплокровним, як його нащадки. Взагалі ж походження теплокровності у птахів і звірів досі залишається однією з найбільших еволюційних загадок, і автори роботи сподіваються, що їх результати зможуть цю таємницю хоч трохи прояснити.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND