Var dinosaurene varmblodige?

Fordi det er så mye forvirring om hva det betyr for enhver skapning - ikke bare en dinosaur - å være "Kaldblodig" eller "varmblodig", la oss starte vår analyse av dette problemet med litt sårt tiltrengt definisjoner.

Biologer bruker en rekke ord for å beskrive et gitt dyrs metabolisme (det vil si arten og hastigheten til de kjemiske prosessene som foregår inne i cellene). I en endoterm skapning, celler genererer varme som opprettholder dyrets kroppstemperatur, mens ectothermic dyr tar opp varme fra omgivelsene.

Det er to kunstuttrykk til som kompliserer dette problemet ytterligere. Den første er homeothermic, som beskriver dyr som holder konstant indre kroppstemperatur, og det andre er vekselvarme, som gjelder dyr der kroppstemperaturen svinger i henhold til omgivelsene. (Forvirrende er det mulig for en skapning å være ektotermisk, men ikke poikiothermisk, hvis den endrer oppførselen sin for å opprettholde kroppstemperaturen når den står overfor et ugunstig miljø.)

Som du kanskje har antatt deg fra de ovennevnte definisjonene, følger det ikke nødvendigvis at et ektotermisk reptil bokstavelig talt har kaldere blod, temperaturmessig, enn et endotermisk pattedyr. For eksempel vil blodet fra en ørkenödling som soler seg i solen midlertidig være varmere enn blodet fra en pattedyr av lignende størrelse i samme miljø, selv om øddelens kroppstemperatur vil falle med nightfall.

Uansett, i den moderne verden er pattedyr og fugler både endotermiske og hjemmekotiske (dvs. “Varmblodet”), mens de fleste krypdyr (og noen fisker) begge er ektotermiske og poikilotermiske (dvs. "kaldblodige"). Så hva med dinosaurer?

I hundre eller så år etter at fossilene deres begynte å bli gravd ut antok paleontologer og evolusjonsbiologer at dinosaurene må ha vært kaldblodige. Denne antakelsen ser ut til å ha vært drevet av tre sammenflettede begrunnelseslinjer:

1) Noen dinosaurer var veldig store, noe som fikk forskere til å tro at de hadde tilsvarende sakte stoffskifte (siden det vil ta en enorm mengde energi for hundre tonn planteeter å opprettholde høy kropp temperatur).

2) Disse samme dinosaurene ble antatt å ha ekstremt mye små hjerner for de store kroppene deres, noe som bidro til bildet av trege, klodrende, ikke særlig våkne skapninger (mer som Galapagos skilpadder enn raske Velociraptors).

3) Siden moderne krypdyr og øgler er kaldblodige, ga det mening at "øgle-lignende" skapninger som dinosaurer også må ha kaldblodige. (Dette, som du kanskje har gjettet, er det svakeste argumentet til fordel for kaldblodige dinosaurer.)

Dette mottatte synet om dinosaurer begynte å endre seg på slutten av 1960-tallet, da en håndfull paleontologer, sjef blant dem Robert Bakker og John Ostrom, begynte å kunngjøre et bilde av dinosaurer som raske, hurtigkledde, energiske skapninger, mer beslektet med moderne pattedyr-rovdyr enn mytens lumrende øgler. Problemet var at det ville være ekstremt vanskelig for en Tyrannosaurus Rex å opprettholde en så aktiv livsstil hvis den var kaldblodig - noe som førte til teorien om at dinosaurer faktisk kan ha vært endotermer.

Fordi det ikke er noen levende dinosaurer som kan dissekeres (med ett mulig unntak, som vi får til nedenfor), stammer det meste av beviset for varmblodsmetabolisme fra moderne teorier om dinosaur oppførsel. Her er de fem hovedargumentene for endotermiske dinosaurer (noen av dem blir utfordret nedenfor, i delen "Argumenter mot").

• I det minste noen dinosaurer var aktive, smarte og raske. Som nevnt ovenfor, er hoveddrivkraften for den varmblodige dinosaurteorien at noen dinosaurer stilte ut "Pattedyr" oppførsel, som innebærer et energinivå som (antagelig) bare kan opprettholdes av en varmblodig metabolisme.
• Dinosaurben viser tegn på endoterm metabolisme. Mikroskopisk analyse har vist at beinene til noen dinosaurer vokste i en hastighet som kan sammenlignes med moderne pattedyr, og har flere funksjoner til felles med bein fra pattedyr og fugler enn de gjør med beina fra dagens tid reptiler.
• Mange dinosaurfossiler er funnet på høye breddegrader. Kaldblodige vesener er mye mer sannsynlig å utvikle seg i varme regioner, hvor de kan bruke miljøet for å opprettholde kroppstemperaturen. Høyere breddegrader medfører kaldere temperaturer, så det er usannsynlig at dinosaurene var kaldblodige.
• Fugler er endotermer, så dinosaurer må ha vært det også. Mange biologer anser fugler for å være "levende dinosaurer", og grunner til at varmblodigheten til moderne fugler er et direkte bevis for varmblodsmetabolismen til dinosaurfedrene.
• Dinosaurs sirkulasjonssystemer krevde en varmblodsmetabolisme. Hvis en kjempe sauropod som Brachiosaurus holdt hodet i en vertikal stilling, som en sjiraff, som ville ha stilt enorme krav til hjertet - og bare en endoterm metabolisme kunne gi drivstoff i sirkulasjonssystemet.

I følge noen få evolusjonsbiologer er det ikke nok å si at fordi noen dinosaurer kan ha vært raskere og smartere enn tidligere antatt, alle dinosaurer hadde varmblodsmetabolismer - og det er spesielt vanskelig å utlede stoffskifte fra antatt atferd, snarere enn fra den faktiske fossilen. ta opp. Her er de fem hovedargumentene mot varmblodige dinosaurer.

• Noen dinosaurer var for store til å være endotermer. Ifølge noen eksperter ville en 100 tonn sauropod med varmblodsmetabolisme sannsynligvis ha overopphetet og dødd. Med den vekten kunne en kaldblods dinosaur ha vært det som kalles en "treghetshjemoterm" - det vil si den varmet sakte opp og avkjølte seg sakte, slik at den kunne opprettholde mer eller mindre konstant kropp temperatur.
• De Jurassic og krittperioder var varme og krusete. Det er sant at mange dinosaurfossiler er funnet i store høyder, men for 100 millioner år siden kan til og med en 10.000 fot høy fjelltopp ha vært relativt svak. Hvis klimaet var varmt året rundt, ville det favorisere kaldblodige dinosaurier som stolte på utetemperaturer for å opprettholde kroppsvarmen.
• Vi vet ikke nok om dinosaurholdning. Det er ikke sikkert det Barosaurus løftet hodet for å fôre etter grub; noen eksperter tror store, urteaktige dinosaurer holdt sine lange nakker parallelt med bakken og bruker halene som q motvekt. Dette ville svekke argumentet om at disse dinosaurene trengte varmblodsmetabolismer for å pumpe blod til hjernen.
• Bevisene på bein er overvurdert. Det kan være sant at noen dinosaurer vokste med en raskere klipp enn tidligere antatt, men dette er kanskje ikke bevis for en varmblodsmetabolisme. Et eksperiment har vist at moderne (kaldblodige) krypdyr raskt kan generere bein under de rette forholdene.
• Dinosaurer manglet luftveiene. For å tilfredsstille deres metabolske behov puster varmblodige skapninger omtrent fem ganger så ofte som krypdyr. Landterminaler har strukturer i hodeskallene som kalles ”respirasjonsturbinater”, som hjelper til med å opprettholde fuktighet under respirasjonsprosessen. Til dags dato har ingen funnet endelige bevis på disse strukturene i dinosaurfossiler - dinosaurer må derfor ha vært kaldblodige (eller i det minste absolutt ikke endotermer).

Så, hva kan vi konkludere med de ovennevnte argumentene for og mot varmblodige dinosaurer? Mange forskere (som ikke er tilknyttet en av leirene) mener at denne debatten er basert på usant lokaler - det vil si at det ikke er slik at dinosaurer trengte å være hverken varmblodige eller kaldblodige, uten tredje alternativ.

Faktum er at vi ennå ikke vet nok om hvordan metabolisme fungerer, eller hvordan det potensielt kan utvikle seg, til å trekke noen klare konklusjoner om dinosaurer. Det er mulig det dinosaurer var verken varmblodige eller kaldblodige, men hadde en "middels" type metabolisme som ennå ikke er festet. Det er også mulig at alle dinosaurene var varmblodige eller kaldblodige, men noen individuelle arter utviklet tilpasninger i den andre retningen.

Hvis denne siste ideen høres forvirrende ut, husk at ikke alle moderne pattedyr er varmblodige på nøyaktig samme måte. En rask, sulten gepard har en klassisk varmblodsmetabolisme, men den relativt primitive platypusen sport a avstemt stoffskifte som på mange måter er nærmere en øgle med sammenlignelig størrelse enn for andre pattedyr. Ytterligere kompliserende saker hevder noen paleontologer at saktebevegende forhistoriske pattedyr (som Myotragus, hulemagen) hadde ekte kaldblodsmetabolismer.

I dag abonnerer flertallet av forskere på den varmblodige dinosaurteorien, men den pendelen kan svinge den andre veien ettersom flere bevis blir avdekket. Foreløpig vil noen klare konklusjoner om dinosaur metabolisme måtte vente på fremtidige funn.