Vai dinozauri bija siltasiņu?

Tāpēc, ka ir tik daudz neskaidrību, ko nozīmē būt jebkurai radībai - ne tikai dinozauram “Aukstasiņu” vai “siltasiņu” sāksim šīs problēmas analīzi ar dažiem tik ļoti nepieciešamajiem definīcijas.

Biologi izmanto dažādus vārdus, lai aprakstītu dzīvnieka metabolismu (tas ir, ķīmisko procesu būtību un ātrumu, kas notiek tā šūnās). In endotermiska radība, šūnas ģenerē siltumu, kas uztur dzīvnieka ķermeņa temperatūru, kamēr ektotermiska dzīvnieki absorbē siltumu no apkārtējās vides.

Ir vēl divi mākslas termini, kas vēl vairāk sarežģī šo jautājumu. Pirmais ir homeotermiska, aprakstot dzīvniekus, kuri uztur nemainīgu iekšējo ķermeņa temperatūru, un otrais ir poikilotermisks, kas attiecas uz dzīvniekiem, kuru ķermeņa temperatūra mainās atkarībā no vides. (Mulsinoši, ka radījums var būt ektotermisks, bet ne poikiotermisks, ja tas maina savu izturēšanos, lai saglabātu ķermeņa temperatūru, saskaroties ar nelabvēlīgu vidi.)

Kā jūs, iespējams, domājāt no iepriekšminētajām definīcijām, tas nebūt nenozīmē, ka ektotermiskajam rāpulam burtiski ir aukstākas asinis, temperatūras ziņā, nekā endotermiskajam zīdītājam. Piemēram, tuksnesī ķirzakas, kas sauļojas saulē, asinis īslaicīgi būs siltākas nekā a līdzīga lieluma zīdītājs tajā pašā vidē, lai gan ķirzakas ķermeņa temperatūra pazemināsies krēsla.

Jebkurā gadījumā mūsdienu pasaulē zīdītāji un putni ir gan endotermiski, gan homeotermiski (t.i. “Siltasiņu”), savukārt vairums rāpuļu (un dažas zivis) ir gan ektotermiski, gan poikilotermiski (t.i. “Aukstasiņu”). Kā tad ir ar dinozauriem?

Apmēram simts gadu pēc tam, kad sāka rakt fosilijas, paleontologi un evolūcijas biologi uzskatīja, ka dinozauriem ir jābūt aukstasiņām. Šķiet, ka šo pieņēmumu veicina trīs savstarpēji saistītas argumentācijas līnijas:

1) Daži dinozauri bija ļoti lieli, kas pētniekiem lika domāt, ka tie ir attiecīgi lēni metabolismi (jo simttonnu zālēdāju uzturēšanai ķermeņa uzturēšanai būtu nepieciešams milzīgs enerģijas daudzums temperatūra).

2) Tika pieņemts, ka šiem pašiem dinozauriem ir ārkārtīgi liela nozīme mazas smadzenes viņu lielajiem ķermeņiem, kas veicināja lēno, mierīgo, īpaši nemodīgo radījumu tēlu (vairāk kā Galapagu bruņurupuči, nevis ātrie Velocirapāti).

3) Tā kā mūsdienu rāpuļi un ķirzakas ir aukstasinīgi, bija jēga, ka arī tādām “ķirzakām līdzīgām” radībām kā dinozauriem jābūt aukstasiņām. (Šis, kā jūs jau varējāt nojaust, ir vājākais arguments par labu aukstasiņu dinozauriem.)

Šis saņemtais skatījums uz dinozauriem sāka mainīties pagājušā gadsimta 60. gadu beigās, kad nedaudziem paleontologiem, starp kuriem bija galvenais Roberts Bakeris un Džons Ostroms, sāka izplatīt dinozauru attēlu kā ātras, ātprātīgas, enerģiskas būtnes, kas vairāk līdzinās mūsdienu zīdītāju plēsējiem nekā mītu nomocītās ķirzakas. Problēma bija tā, ka tas būtu ārkārtīgi grūti Tyrannosaurus Rex saglabāt tik aktīvu dzīvesveidu, ja tas bija aukstasinīgs - kas vedina uz teoriju, ka dinozauri patiesībā varētu būt bijuši endotermi.

Tā kā apkārt nav neviena dzīva dinozaura, kuru varētu sadalīt (ar vienu iespējamo izņēmumu, kuru mēs iegūsim zemāk), lielākā daļa pierādījumu par siltasiņu metabolismu izriet no mūsdienu teorijām par dinozauru izturēšanās. Šeit ir pieci galvenie endotermisko dinozauru argumenti (daži no tiem ir apstrīdēti zemāk, sadaļā "Argumenti pret").

• Vismaz daži dinozauri bija aktīvi, gudri un ātri. Kā minēts iepriekš, siltasiņu dinozauru teorijas galvenais impulss ir tas, ka daži dinozauri “Zīdītāju” izturēšanās, kas saistīta ar enerģijas līmeni, kuru (domājams) var uzturēt tikai ar siltasiņu vielmaiņa.
• Dinozauru kauli liecina par endotermisku metabolismu. Mikroskopiskā analīze parādīja, ka dažu dinozauru kauli pieauga ar ātrumu, kas salīdzināms ar mūsdienu zīdītājiem, un Viņiem ir vairāk kopīgu pazīmju kā zīdītāju un putnu kauliem nekā mūsdienu kauliem rāpuļi.
• Augstos platuma grādos ir atrastas daudzas dinozauru fosilijas. Aukstasiņu būtnes daudz biežāk attīstās siltos reģionos, kur viņi var izmantot vidi, lai uzturētu ķermeņa temperatūru. Augstākajos platuma grādos ir aukstāka temperatūra, tāpēc maz ticams, ka dinozauri bija aukstasiņu.
• Putni ir endotermas, tāpēc arī dinozauriem tā ir bijis. Daudzi biologi putnus uzskata par “dzīviem dinozauriem”, un tie uzskata, ka mūsdienu putnu siltākainība ir tiešs pierādījums viņu dinozauru senču siltasiņu metabolismam.
• Dinozauru asinsrites sistēmām bija nepieciešama siltasiņu metabolisms. Ja milzis sauropod piemēram Brachiosaurus turēja galvu vertikālā stāvoklī, līdzīgi kā žirafe, kas tās sirdij būtu izvirzījusi milzīgas prasības - un tikai endotermiskais metabolisms varētu uzpildīt tās asinsrites sistēmu.

Pēc dažu evolūcijas biologu domām, nepietiek ar to teikt, jo daži dinozauri varbūt bija ātrāki un gudrāki, nekā tika pieņemts iepriekš, visiem dinozauriem bija siltasiņu metabolisms - un tas ir īpaši sarežģīti, lai secinātu metabolismu no domājamās uzvedības, nevis no faktiskās fosilijas ieraksts. Šeit ir pieci galvenie argumenti pret siltasiņu dinozauriem.

• Daži dinozauri bija pārāk lieli, lai nebūtu endotermi. Pēc dažu ekspertu domām, 100 tonnu sauropods ar siltasiņu metabolismu, iespējams, būtu pārkarsis un miris. Pie šī svara aukstasinīgs dinozaurs varēja būt tā sauktais “inerciālā homeoterma” - tas ir, tas lēnām uzsildījās un lēnām atdzisa, ļaujot tai saglabāt vairāk vai mazāk nemainīgu ķermeni temperatūra.
• Jurassic un krīta laiki bija karsti un netīri. Tā ir taisnība, ka daudzas dinozauru fosilijas ir atrastas lielā augstumā, taču pirms 100 miljoniem gadu pat 10 000 pēdu augsta kalnu virsotne varēja būt samērā mierīga. Ja klimats bija karsts visu gadu, tas dotu priekšroku aukstasiņu dinozauriem, kas paļāvās uz ārējo temperatūru, lai uzturētu ķermeņa siltumu.
• Mēs nezinām pietiekami daudz par dinozauru pozu. Par to nav pārliecības Barosaurus pacēla galvu, lai uzzinātu pļavu; daži eksperti domā, ka lieli zālēdāju dinozauri savus garos kaklus turēja paralēli zemei, izmantojot astes kā q pretsvaru. Tas vājinātu argumentu, ka šiem dinozauriem vajadzēja siltasiņu metabolismus, lai asinis sūknētu viņu smadzenēm.
• Kaulu pierādījumi tiek pārvērtēti. Var būt taisnība, ka daži dinozauri pieauga straujāk nekā iepriekš ticēja, taču tas, iespējams, nav pierādījums par labu siltasiņu metabolismam. Viens eksperiments parādīja, ka mūsdienu (aukstasiņu) rāpuļi pareizajos apstākļos var ātri radīt kaulu.
• Dinozauriem trūka elpošanas turbinātu. Lai apgādātu vielmaiņas vajadzības, siltasiņu radības elpo apmēram piecas reizes biežāk kā rāpuļi. Zemes gabala endotermām galvaskausos ir struktūras, ko sauc par “elpošanas turbīnām”, kas palīdz saglabāt mitrumu elpošanas procesa laikā. Līdz šim neviens nav atradis pārliecinošus pierādījumus par šīm struktūrām dinozauru fosilijās - tātad dinozauriem ir jābūt aukstasiņām (vai vismaz noteikti nav endotermām).

Tātad, ko mēs varam secināt no iepriekšminētajiem argumentiem par un pret siltasiņu dinozauriem? Daudzi zinātnieki (kuri nav saistīti ar kādu no nometnēm) uzskata, ka šīs debates ir balstītas uz nepatiesām ziņām telpas - tas ir, nav tā, ka dinozauriem vajadzēja būt vai nu siltasiņu, vai aukstasiņu, bez trešā alternatīva.

Patiesībā mēs vēl pietiekami nezinām, kā darbojas metabolisms vai kā tas var potenciāli attīstīties, lai izdarītu konkrētus secinājumus par dinozauriem. Tas ir iespējams dinozauri nebija ne siltasiņu, ne aukstasiņu, bet tām bija “starpposma” metabolisma veids, kas vēl nav piespiests. Ir arī iespējams, ka visi dinozauri bija siltasiņu vai aukstasiņu, bet dažas atsevišķas sugas attīstījās pielāgošanās virzienā citā virzienā.

Ja šī pēdējā ideja izklausās mulsinoša, paturiet prātā, ka ne visi mūsdienu zīdītāji ir tieši tāpat kā siltāda. Ātram, izsalkušam gepardam ir klasiska siltasiņu vielmaiņa, bet salīdzinoši primitīvais pīļknābis noregulēta vielmaiņa, kas daudzējādā ziņā ir tuvāka salīdzinoši liela ķirzaka, nevis citas vielmaiņai zīdītāji. Vēl vairāk sarežģot jautājumus, daži paleontologi apgalvo, ka lēnām kustīgiem aizvēsturiskiem zīdītājiem (piemēram, Myotragus, Alu kaza) bija patiesi aukstasiņu metabolismi.

Mūsdienās lielākā daļa zinātnieku piekrīt siltasiņu dinozauru teorijai, taču šī svārs varētu pagriezties pretējā virzienā, jo tiek atklāts vairāk pierādījumu. Pagaidām jebkuriem noteiktiem secinājumiem par dinozauru metabolismu būs jāgaida nākotnes atklājumi.