>> << >>
Главная Выпуск 27

Dinosaurs 'shrank over millions of years paving the way for birds to evolve as warm-blooded creatures'

Nilima Marshall и Андрей Солдатов
Январь 2020

 

Thursday 2 January 2020

Dinosaurs 'shrank over millions of years paving the way for birds to evolve as warm-blooded creatures'

Dr Holly Woodward analysing the bone tissue microstructures of T-rex fossils. Photo: Holly Woodward/Science Advances/PA Wire2
Dr Holly Woodward analysing the bone tissue microstructures of T-rex fossils. Photo: Holly Woodward/Science Advances/PA Wire

Nilima Marshall

Dinosaurs gradually "shrunk" and paved the way for birds to evolve as warm-blooded creatures, new research claims.

Scientists believe that as dinosaurs decreased in size over millions of years they developed to have higher metabolism.

This evolutionary process allowed the creatures to burn energy from food at a faster rate and regulate their own body temperature.

The researchers, from the University of Chile, say their findings may also explain how mammals became warm-blooded, giving them the capability to generate heat by metabolic means.

======================

BBC Science

Метаболизм для динозавров

ДинозаврыПравообладатель иллюстрацииPA MEDIA

Динозавры постепенно уменьшались в размерах, тем самым подготовив почву для эволюции птиц как теплокровных существ, утверждают ученые.

Согласно исследованию, проведенному учеными из Чилийского университета, пишет издание Independent, за миллионы лет, пока динозавры уменьшались в размерах, они развили в себе более высокий уровень метаболизма.

Этот эволюционный процесс позволил животным быстрее сжигать энергию из пищи и регулировать температуру своего тела.

Ученые говорят, что результаты исследования смогут также объяснить, как млекопитающие стали теплокровными, благодаря чему у них появилась способность вырабатывать тепло метаболическими средствами.

 

 

Герман Понтцер (Herman Pontzer) из университета имени Джорджа Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University in St.-Louis), а также Вивиан Аллен (Vivian Allen) и Джон Хатчинсон (John Hutchinson) из Королевского ветеринарного колледжа (Royal Veterinary College) провели исследование, в котором опробовали сравнительно простую методику оценки скорости метаболизма у ископаемых ящеров. Ученые заявляют, что двуногие динозавры массой 20 кг и более были теплокровными. Впрочем, до окончательной ясности по поводу метаболизма у динозавров пока довольно далеко.

Интенсивность метаболизма двуногих ящеров не оставляет иного выбора, кроме теплокровности

Согласно современной классификации динозавры относятся к классу пресмыкающихся. А все пресмыкающиеся — холоднокровные животные. «Белые вороны» на этом фоне — крокодилы. Температура тела представителей этого отряда в течение суток меняется всего на один-два градуса, что достигается за счет больших размеров и особенностей строения: панцирь и кости под ним выступают в роли аккумуляторов тепла, медленно нагреваясь и столь же медленно охлаждаясь. Такое явление называется инерциальной гомойотермией — в отличие от истинной, когда уровень метаболизма позволяет поддерживать температуру постоянной независимо от внешних условий. Понятно, что для поддержания постоянной температуры тела нужно больше еды. Зато и активность при этом не страдает от внезапных холодов.

Изначально динозавров сразу записали в холоднокровные. Однако с 60−х годов ХХ века эта запись становится все менее очевидной. Ряд открытий, например обнаружение останков динозавров в Австралии, приполярном холодном районе во времена их обитания, и наличие перьев как возможной термоизоляционной «одежды», позволили предположить, что как минимум часть динозавров была теплокровной. Последующие открытия, такие как возможное четырехкамерное сердце, только укрепили ученых в этой догадке. Сейчас многие палеонтологи и палеобиологи спорят порой не о самой теплокровности динозавров, а о том, кто именно из них обладал постоянной температурой тела, а кто нет.

В своей работе ученые решили опираться на энергозатраты животных. У современных млекопитающих и птиц на единицу массы они существенно выше, чем у рептилий и беспозвоночных. Впрочем, напрямую измерить эту величину, мягко говоря, непросто. От динозавров остались только кости, причем даже целых скелетов относительно мало. Так что пришлось идти другим путем — моделированием. Исходя из размеров костей и массы животных исследователи определяли расположение и объем двигательных мышц, а дальше считали, сколько кислорода необходимо для перемещения с различными скоростями. Для своего рассмотрения ученые взяли 14 родов, относящихся к подотряду тероподов (Theropoda) — двуногих ящеров, из которых впоследствии развились птицы. Именно двуногие шустрые хищники представляют в данной области интерес; гигантские четырехногие травоядные животные не отличались расторопностью ввиду неподвижного характера их «добычи», и особо активный метаболизм им был не нужен.

Оказалось, что пять крупнейших представителей из модельной выборки, включая тираннозавров, требуют намного больше кислорода, чем может обеспечить метаболизм хладнокровных, даже при ходьбе. А при быстром беге много кислорода требуется даже тем динозаврам, что весят всего 20 кг. Кстати, по оценкам ученых, тираннозавру, бегущему со скоростью 5 м/с, требуется почти 6 л газообразного кислорода в секунду.

Наложив полученные данные на генетическую родословную, ученые пришли к выводу, что эндотермичность свойство более поздних ящеров. Это неудивительно, поскольку современные птицы считаются потомками тераподов, а у пернатых горячая кровь и четырехкамерное сердце — в общем, как раз идеал для динозавров.

Достаточно интересное свидетельство того, что крупные динозавры были инерционными эндотермиками, получили в 2006 году Джеймс Гиллули, Эндрю Аллен и Эрик Чарнов, которые изучали, как росли кости крупных динозавров. Подобно годовым кольцам деревьев, которые могут рассказать, в каких условиях растение росло, развитие костей также зависит от массы их обладателей. Оказалось, что рост костей больших ящеров был неравномерен. Если в начале жизненного пути температура тела крупных динозавров составляла 25°С, то по мере достижения массы в несколько сот килограммов она серьезно вырастала и достигала у самых крупных экземпляров 35°С. То есть по мере увеличения размеров возникает способность удерживать тепло. А вот маленькие динозавры температуру тела не увеличивали. Впрочем, отдельные энтузиасты уверены, что было у динозавров и истинное теплокровие — ведь инерционное не позволяет проводить длительное время в прохладных условиях, а ареал обитания ряда гигантов далек от курортов.

 

Андрей Солдатов

Читайте также о родстве тираннозавра с домашними курами, и о нелегкой судьбе первых млекопитающих, спасавшихся от динозавров на деревьях.

========================

 

Комментарий NCJ:  теория, согласно которой динозавры не вымерли, а эволюционизировали, превратившись в теплокровных, у которых метаболизм быстрее, находится в русле современных эволюционных идей. Которые, в частности, утверждают, что вымершие неандертальцы (вымирание которых, вроде бы очевидно) не вымерли вовсе, а, вступая в сексуальные отношения с пришедшими из Африки на Европейский Континент представителями другого вида рода homo, превратились в современных людей, являющихся гибридами homo sapiens с Homo Neanderthalensis. Концепция, подобная выдвигаемой авторами статьи о том, что динозавры становясь теплокровными, переставали быть динозаврами.

Гипотеза, которую ее авторы называют следствием их экспериментально-эволюционных исследований, заслуживает детального рассмотрения, даже принимая во внимание то, что не все гипотезы в итоге критического анализа оказываются правильными. Животные, температура которых находится в равновессии с температурой среды, могли процветать в жарком климате с пышной растительностью. Однако в условиях похолодания и уменьшении количества пищи громадные динозавры начинали естественным образом вымирать. А организмы более мелкие подвержены изменениям суточной температуры, а также изменениям климата в значительно большей степени, чем гиганты. Медленный метаболизм хладнокровных динозавров обеспечить их выживание в условиях изменения климата не мог. Сегодня хладнокровными животными, проживающими на суше, являются ящерицы и змеи, ползающие по земле. 

Крупные динозавры могли поддерживать так называемую инерционную гомойотермию, то есть поддерживать постоянной температуру тела за счёт крупных размеров и большой массы, а также специфического поведения (например, греться на солнце, охлаждаться в воде). Однако крупные динозавры могли исчезнуть из-за изменения флоры и фауны, а более мелкие не выдерживали конкуренции с истинными теплокровными, каковыми являлись появившиеся млекопитающие. Звучит логично, хотя не все, что логично, верно. 

Герман Понтцер (Herman Pontzer) из университета имени Джорджа Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University in St.-Louis), а также Вивиан Аллен (Vivian Allen) и Джон Хатчинсон (John Hutchinson) из Королевского ветеринарного колледжа (Royal Veterinary College) провели исследование,  оценивающее скорость метаболизма у ископаемых ящеров. Эта группа исследователей утверждает, что двуногие динозавры массой 20 кг и более были теплокровными. Основанием для этого утверждения было то, что, по их оценкам, если бы крупные динозавры были бы хладнокровными, из за медленного метаболизма им не хватило бы энергии. Доказательство, подобное доказательствам ОТ ПРОТИВНОГО в математике. Которое в эволюционной биологии недостаточно. 

Гипотезы исследователей университета Чили с одной стороны, и их коллег из университета Джорджа Вашингтона в Сент_Луисе и Королевском ветеринарного колледжа с другой, сходы в том смысле, что связывают существование и вымирание динозавров с теплокровным метаболизмом или его отсутствием. Отличие же заключается в том, что исследователи из Чили считают, что динозавры изначально были хладнокровными и становились теплокровными постепенно, в то время как  коллективы американских и британских иссследователей полагают, что если бы крупные динозавры были хладнокровными, медленный метаболизм не позволил бы им существовать когда-либо. 

Предлагаемые авторами цитируемых статей гипотезы не требуют предположения о вымирании динозавров в результате падения метеорита (которая несмотря на то, что экспериментально не подтверждается, за неимением других объяснений считается наиболее вероятной). Однако правильны ли они? В какой мере с ними согласуется то, что потомками динозавров являются современные птицы, но не живущие на земле млекопитающие и пресмыкающиеся - что с несомненностью показывает анализ геномов? Подождем результатов новых исследований и критического анализа выдвинутой теории исчезновения динозавров из-за необходимости стать теплокровными, которая редакционной коллегии показалась достойной того, чтобы по-русски и по-английски быть воспроизведенной на страницах журнала с тем, чтобы привлечь внимание к новой, заведомо не бесспорной, но интересной идее.

 Юрий Магаршак Гл.редактор

 

Добавить комментарий

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Войдите в систему используя свою учетную запись на сайте:
Email: Пароль:

напомнить пароль

Регистрация