Среди динозавров были как по-настоящему холоднокровные, так и по-настоящему теплокровные.
С одной стороны, динозавры – это рептилии, а рептилии, как мы знаем, относятся к холоднокровным животным: собственный обмен веществ греет их слабо, температура тела зависит от окружающей среды. С другой стороны, современные птицы, теплокровнейшие из теплокровных, произошли напрямую от динозавров (собственно, самих птиц сейчас так и называют – выжившими динозаврами). Какими же были сами тираннозавры, трицератопсы, стегозавры и многие, многие другие – холодно- или теплокровными?
(Фото: Lucas George Wendt / Unsplash.com)
Открыть в полном размере
У живого динозавра измерить температуру мы не можем, но зато можем оценить уровень обмена веществ. Тут есть разные методы. Например, на быстрый или медленный метаболизм указывает быстрый или медленный рост костей, и мы как-то писали об одном исследовании, по которому выходило, что динозавры не были ни истинно теплокровными, ни истинно холоднокровными, и что их стоит называть полутеплокровными. Но тут возникает трудность в том, как соотнести темпы роста, которые мы видим в костях, с уровнем метаболизма. Животные могут расти с разной скоростью в разные периоды жизни, и если у нас на руках есть только их останки, то мы рискуем сильно ошибиться на их счёт.
Другой вариант – проанализировать доли разных изотопов в тех же останках: в зависимости от обмена веществ пропорции изотопов будут меняться. Так поступили авторы другого исследования, о котором мы тоже писали; но и в этом случае динозавры оказались «как бы теплокровными». У изотопного метода измерения температуры также есть свои слабые места: например, есть вероятность, что количество изотопов в останках меняется при их окаменении.
Сотрудники Йельского университета предложили другой метод: чтобы определить уровень метаболизма, нужно оценить потребление кислорода. Чем интенсивнее обмен веществ, тем больше кислорода поглощает организм, но и тем больше появляется в нём молекулярного окисленного мусора. Кислород и его соединения неизбежно реагирует с белками, липидами, углеводами, делая их непригодными для клеточной работы – часть их разрушается и исчезает из организма, но часть всё же остаётся. Что важно, этот мусор довольно стабилен и вполне сохраняется в окаменелых останках. Такие молекулярные маркеры могут дать более достоверную информацию об обмене веществ, нежели изотопы и минералы в костях.
В статье в Nature исследователи описывают, как они с помощью рамановской и инфракрасной фурье-спектроскопии изучали накопившуюся в костях мусорную окисленную органику. Для анализа взяли образцы из нескольких десятков бедренных костей, принадлежавших как различным ископаемым ящерам, так и современным птицам, зверям и рептилиям. Динозавров делят на две большие группы, ящеротазовых и птицетазовых – в зависимости от особенностей строения лобковых костей. К птицетазовым относятся, к примеру, трицератопсы и стегозавры, и метаболизм у них был, судя по всему, как у современных холоднокровных.
А вот ящеротазовые были теплокровными, и даже очень теплокровными – у некоторых из них уровень метаболизма был схож с птичьим, а температура тела птиц, как известно, в среднем выше, чем у зверей. Может быть, это и неудивительно: к ящеротазовым относятся непосредственные предки птиц (да, птицы произошли не от птицетазовых, а от ящеротазовых). Кроме того, к теплокровным ящеротазовым относятся и хищные «тираннозавроподобные» ящеры, бегавшие на двух ногах, и огромные травоядные зауроподы – диплодоки, бронтозавры, брахиозавры и пр. Если бы нам пришлось потрогать тираннозавра или бронтозавра, мы бы обнаружили, что они тёплые на ощупь. Такими же тёплыми были и птерозавры, которые считаются отдельной группой рептилий, достаточно далеко отстоящей от динозавров. И, скорее всего, у водных плезиозавров обмен веществ тоже шёл достаточно активно, чтобы считать их отчасти теплокровными.
Получается, птицы были далеко не первыми среди динозавров, кто стал по-настоящему теплокровным. Травоядные гиганты зауроподы не летали, не махали крыльями и вообще вряд ли вели слишком энергичный образ жизни, тем не менее, уровень метаболизма был у них довольно высок. Теплокровность появилась у них ввиду каких-то других эволюционных причин. Точно так же нельзя сказать, что птичья линия динозавров спаслась во время вымирания благодаря теплокровности – многие ящеры с птичьим уровнем метаболизма тогда благополучно вымерли.
Новые данные помогают также понять некоторые экологические особенности разных групп динозавров. Например, очевидно, что холоднокровные ящеры должны были искать места для жизни, где потеплее, и, скорее всего, они даже мигрировали на время сезонных холодов. А у бронтозавров и диплодоков должна была быть исключительно эффективная пищеварительная система, иначе бы они при своей теплокровности не вырастали бы до таких размеров.