Топлокръвни ли бяха динозаврите?

Защото има толкова много объркване относно това какво означава дадено същество - а не само динозавър „Студенокръвен“ или „топлокръвен“, нека започнем нашия анализ на този проблем с някои много необходими определения.

Биолозите използват различни думи, за да опишат метаболизма на дадено животно (тоест естеството и скоростта на химичните процеси, протичащи в неговите клетки). В ан ендотермичен същество, клетките генерират топлина, която поддържа телесната температура на животното, докато ектотермични животните абсорбират топлината от заобикалящата ги среда.

Има още два термина на изкуството, които допълнително усложняват този въпрос. Първият е хомеотермична, описващи животни, които поддържат постоянна вътрешна телесна температура, а втората е poikilothermic, което се прилага за животни, чиято телесна температура се колебае според околната среда. (Объркващо е възможно дадено същество да бъде ектотермично, но не и покиотермично, ако променя поведението си, за да поддържа телесната си температура, когато се сблъсква с неблагоприятна среда.)

Както може би сте предположили от горните определения, не е задължително да следва, че ектотермичното влечуго буквално има по-студена кръв, по-ниска от температурата, отколкото ендотермичен бозайник. Например кръвта на пустинен гущер, който се бави на слънце, временно ще бъде по-топла от тази на а бозайник с подобен размер в същата среда, въпреки че телесната температура на гущера ще спадне падането на нощта.

Както и да е, в съвременния свят бозайниците и птиците са както ендотермични, така и хомеотермични (т.е. „Топлокръвни“), докато повечето влечуги (и някои риби) са ектотермични и пойкилотермични (т.е. "студенокръвни"). И какво да кажем за динозаврите?

В продължение на сто години след като вкаменелостите им започнаха да бъдат изкопани, палеонтолозите и еволюционните биолози предположиха, че динозаврите трябва да са били хладнокръвни. Изглежда, че това предположение е подхранвано от три преплетени линии на разсъждения:

1) Някои динозаври бяха много големи, което накара изследователите да смятат, че те съответно са бавни метаболизми (тъй като за стотин тона тревопасно дърво е необходимо огромно количество енергия за поддържане на високо ниво на тялото температура).

2) Същите тези динозаври се приемаха изключително малки мозъци за големите им тела, които допринесоха за образа на бавни, буйна, не особено будни същества (по-скоро като костенурки Галапагос, отколкото бързи велоцираптори).

3) Тъй като съвременните влечуги и гущери са студенокръвни, има смисъл, че същества, подобни на гущери като динозаврите, също трябва да са студенокръвни. (Както вероятно се досещате, това е най-слабият аргумент в полза на хладнокръвните динозаври.)

Този възглед на динозаврите започва да се променя в края на 60-те години на миналия век, когато шепа палеонтолози, главни сред тях Робърт Бейкър и Джон Остром, започна да разпространява картина на динозаврите като бързи, бързи, енергични същества, по-близки до съвременните хищници от бозайници, отколкото тромавите гущери на мита. Проблемът беше, че ще бъде изключително трудно за а Тиранозавър Рекс да поддържат такъв активен начин на живот, ако е бил хладнокръвен - което води до теорията, че динозаврите всъщност може да са били ендотерми.

Тъй като няма живи динозаври наоколо, които да бъдат дисектирани (с едно възможно изключение, което ще получим по-долу), повечето от доказателствата за топлокръвния метаболизъм произтичат от съвременните теории за динозавъра поведение. Ето петте основни аргументи за ендотермичните динозаври (някои от които са оспорени по-долу, в раздела „Аргументи срещу“).

• Поне някои динозаври бяха активни, умни и бързи. Както бе споменато по-горе, основният тласък за теорията на топлокръвните динозаври е, че някои динозаври са изложени „Бозайническо” поведение, което води до ниво на енергия, което (вероятно) може да се поддържа само от топлокръвна метаболизъм.
• Костите на динозавъра показват данни за ендотермичен метаболизъм. Микроскопският анализ показа, че костите на някои динозаври растат със скорост, сравнима със съвременните бозайници, и имат повече общи черти с костите на бозайници и птици, отколкото с костите на съвремието влечуги.
• На много ширини са открити много вкаменелости на динозаври. Студенокръвните същества са много по-склонни да се развиват в топли райони, където могат да използват околната среда, за да поддържат телесните си температури. По-високите ширини водят до по-ниски температури, така че е малко вероятно динозаврите да са били студенокръвни.
• Птиците са ендотерми, така че динозаврите трябва да са били също. Много биолози считат птиците за „живи динозаври“, и причината топлокръвността на съвременните птици е пряко доказателство за топлокръвния метаболизъм на техните предци динозаври.
• Кръвоносните системи на динозаврите изискват топлокръвен метаболизъм. Ако гигант алигатор като Брахиозавър държеше главата си във вертикално положение, като жираф, което би поставило огромни изисквания към сърцето му - и само ендотермичен метаболизъм би могъл да подхрани кръвоносната му система.

Според няколко еволюционни биолози не е достатъчно да се каже, че тъй като някои динозаври може да са били по-бързи и по-умни, отколкото се предполагаше по-рано, всички динозаври са имали топлокръвни метаболизми - и е особено сложно да се изведе метаболизма от предполагаемото поведение, а не от действителното изкопаемост записват. Ето петте основни аргумента срещу топлокръвните динозаври.

• Някои динозаври бяха твърде големи, за да бъдат ендотерми. Според някои експерти 100-тонен сауропод с топлокръвен метаболизъм вероятно би прегрял и умрял. При тази тежест хладнокръвният динозавър би могъл да бъде това, което се нарича "инерциална хомеотерма" - т.е. тя се затопля бавно и се охлажда бавно, което му позволява да поддържа повече или по-малко постоянно тяло температура.
• Най- юра и Кредовите периоди бяха горещи и мъгливи. Вярно е, че много вкаменелости на динозаври са открити на голяма надморска височина, но преди 100 милиона години дори планински връх с височина 10 000 фута може да е сравнително мрачен. Ако климатът беше горещ целогодишно, това би благоприятствало студенокръвните динозаври, които разчитали на външни температури, за да поддържат телесната си топлина.
• Не знаем достатъчно за позата на динозавъра. Не е сигурно това Barosaurus повдигна главата си до фураж за изкореняване; някои експерти смятат, че тревопасните динозаври са държали дългите си шии успоредни на земята, използвайки опашките си като q противотежест. Това би отслабило аргумента, че тези динозаври се нуждаят от топлокръвни метаболизми, за да изпомпват кръв в мозъка си.
• Костните доказателства са надценени. Може да е вярно, че някои динозаври растат с по-бърз клип, отколкото се смяташе досега, но това може да не е доказателство в полза на топлокръвния метаболизъм. Един експеримент показа, че съвременните (студенокръвни) влечуги могат бързо да генерират кост при правилните условия.
• Динозаврите нямаха респираторни турбини. За да осигурят метаболитните си нужди, топлокръвните същества дишат около пет пъти по-често от влечугите. Ендотермите, обитаващи земя, имат в черепите си структури, наречени „респираторни турбини“, които помагат да се задържа влагата по време на дихателния процес. Към днешна дата никой не е намерил убедителни доказателства за тези структури във вкаменелостите на динозаври - следователно, динозаврите трябва да са били студенокръвни (или поне определено не са ендотерми).

И така, какво можем да заключим от горните аргументи за и против топлокръвни динозаври? Много учени (които не са свързани с нито един от лагерите) смятат, че този дебат се основава на лъжливо помещения - тоест не е така, че динозаврите трябва да бъдат или топлокръвни, или студенокръвни, без трета алтернатива.

Факт е, че все още не знаем достатъчно за това как работи метаболизмът или как той потенциално може да се развие, за да направим някакви категорични изводи за динозаврите. Възможно е това динозаври не са нито топлокръвни, нито студенокръвни, но са имали „междинен” тип метаболизъм, който все още не е ограничен. Възможно е също всички динозаври да са били топлокръвни или студенокръвни, но някои отделни видове са разработили адаптация в другата посока.

Ако тази последна идея ви звучи объркващо, имайте предвид, че не всички съвременни бозайници са топлокръвни по абсолютно същия начин. Бързият, гладен гепард има класически топлокръвен метаболизъм, но сравнително примитивният платиносен спорт a настроен метаболизъм, който в много отношения е по-близък до този на гущер със сравнително големи размери, отколкото на другия бозайници. Допълнително усложнявайки въпросите, някои палеонтолози твърдят, че бавноподвижните праисторически бозайници (като Миотрагус, Пещерната коза) са имали истински студенокръвни метаболизми.

Днес по-голямата част от учените приемат теорията за топлокръвния динозавър, но това махало може да се завие по другия начин, тъй като са открити повече доказателства. Засега всякакви категорични заключения относно метаболизма на динозаврите ще трябва да очакват бъдещи открития.