Spinosaurus обладали парусом, позволяющим им регулировать температуру собственного тела.

Были ли динозавры теплокровными?

Последние динозавры вымерли при загадочных обстоятельствах около 65 млн.лет назад и оставили после себя только многочисленные скелеты. По этим останкам палеонтологи пытаются узнать всемозможные подробности жизни древних ящеров. Порой выводы учёных, сделанные исключительно по окаменелостям, поражают своей глубиной и неочевидностью.

Один из таких выводов касается метаболизма древних ящеров. Все мы привыкли, что пресмыкающиеся, к которым относятся и динозавры — хладнокровные животные. В то же время, птицы, произошедшие от них, теплокровны. Да и у крокодилов в сердце кровь частично делится на артериальную и венозную, как у теплокровных. Так что безосновательно записать всех динозавров в хдаднокровных будет очень опрометчиво.

Стоит отметить, что биологи делят животных не просто на тепло- или хладнокровных, но и на экто- или эндотермов, в зависимости от того, зависит температура их тела или не зависит от температуры внешней среды.

Эндотермия накладывает некоторые ограничения на анатомию животного. Из-за высокого уровня метаболизма, который собственно и создаёт тепло, греющее тело, им требуется много кислорода. Поскольку кислород переносится кровью, кровяное давление и скорость кровообращения у эндотермов выше, чем у эктотермов того же размера. У высоких динозавров сердечно-сосудистая система должна была попадать в диапазон эндотермальных характеристик, чтобы кровь могла достичь головы [1].

Рис.1 — артериальное давление динозавров, рассчитанное из их размеров, сопоставимо с давлением современных эндотермов. Оценки уровня метаболизма для отдельных представителей динозавров составляют от 0.4 до 11 мл О2 / г⁰.67 час (0.67 — поправка на изменение поверхности тела с изменением массы организма) [2].
Картинка из [1] с изменениями.

Но это — весьма косвенное доказательство. Учитывая, что до нашего времени не сохранилось ни одного сердца динозавров, учёные могут составлять абсолютно любые гипотезы насчёт их кровеносной системы, из которых в силу их недоказуемости не не следует ничего.

Но оказывается, только скелетов вполне достаточно, чтобы узнать, были ли динозавры теплокровными. Если сравнить скорости роста динозавров, определённые по годичным кольцам на спилах костей, то они займут промежуточное положение между эндо- и эктодермами [3]. Так кем в итоге были динозавры?

Рис.2 — скорость роста динозавров, определённая по годовым кольцам на спилах костей, ставит их между современными эктотермами (рыбами и рептилиями) и эндотермами (млекопитающие и птицы). Картинка из [3].

C помощью модели, хорошо зарекомендовавшей себя на современных животных, удалось предсказать температуру тела динозавров по их массе в стадию максимального роста (примерно половина взрослой массы). У мелких динозавров эта температура была около 25оС, что соответствует температуре окружающей среды в Мезозое (20–30оС в разных широтах). У более крупных динозавров, рассмотренных в соответствующей публикации, температура была выше и даже достигала 42оС у гигантских (12т) Apatosaurus excelsus [4].

Такой разброс температур учёные объясняют инерциальной теплокровностью: крупные динозавры прогревались за день и не успевали остыть за ночь, из-за чего их тело всегда было одинаково тёплым. Так что авторы исследования предлагают считать динозавров теплокровными эктотермами.

В соответствии с применённой моделью, у крупнейшего в истории динозавра Sauroposeidon proteles температура тела во взрослом состоянии (55т) достигала 48оС, что невообразимо для любых других животных. Возможно, именно инерциальный перегрев ограничивал максимальный размер динозавров.

Рис.3 — температура тела динозавров растёт с массой тела, что свидетельствует об инерциальной теплокровности: являясь эктотермами, крупные динозавры днём накапливают теплоту, а ночью не успевают остыть. Картинка из [4]

Ccылки

[1]

Seymour, R. S., Bennett‐Stamper, C. L., Johnston, S. D., Carrier, D. R., & Grigg, G. C. (2004). Evidence for Endothermic Ancestors of Crocodiles at the Stem of Archosaur Evolution. Physiological and Biochemical Zoology, 77(6), 1051–1067., http://www.journals.uchicago.edu/doi/10.1086/422766.

[2]

Legendre, L. J., Guénard, G., Botha-Brink, J., & Cubo, J. (2016). Palaeohistological Evidence for Ancestral High Metabolic Rate in Archosaurs. Systematic Biology. http://doi.org/10.1093/sysbio/syw033.

[3]

Werner, J., & Griebeler, E. M. (2014). Allometries of maximum growth rate versus body mass at maximum growth indicate that non-avian dinosaurs had growth rates typical of fast growing ectothermic sauropsids. PloS One, 9(2), e88834. http://doi.org/10.1371/.

[4]

Gillooly, J. F., Allen, A. P., & Charnov, E. L. (2006). Dinosaur fossils predict body temperatures. PLoS Biology, 4(8), e248. http://doi.org/10.1371/journal.pbio.0040248.