Метаболизм сделал из динозавров теплокровных

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.

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.

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

Андрей Солдатов, www.infox.ru