Var dininosaurerne varmblodige?

Fordi der er så meget forvirring om, hvad det betyder for enhver væsen - ikke kun en dinosaur - at være "Koldblodige" eller "varmblodige", lad os starte vores analyse af dette problem med nogle meget tiltrængte definitioner.

Biologer bruger en række ord for at beskrive et givent dyrs stofskifte (det vil sige arten og hastigheden af ​​de kemiske processer, der finder sted inde i dets celler). I en endoterm væsen, celler genererer varme, der opretholder dyrets kropstemperatur, mens ectothermic dyr optager varme fra det omgivende miljø.

Der er to kunstudtryk til, som yderligere komplicerer dette spørgsmål. Den første er homøtermisk, der beskriver dyr, der opretholder konstant indre kropstemperatur, og det andet er vekselvarme, der gælder for dyr, hvis kropstemperatur svinger i henhold til miljøet. (Forvirrende er det muligt for en skabning at være ectotermisk, men ikke poikiothermisk, hvis den ændrer sin opførsel for at opretholde sin kropstemperatur, når den står over for et ugunstigt miljø.)

Som du måske har antaget ud fra de ovennævnte definitioner, følger det ikke nødvendigvis, at et ectotermisk krybdyr bogstaveligt talt har koldere blod, temperaturmæssigt, end et endotermisk pattedyr. F.eks. Vil blodet fra en ørkenödde, der soler sig i solen, midlertidigt være varmere end blodet fra en pattedyr i lignende størrelse i det samme miljø, selvom firbenens kropstemperatur vil falde med Skumring.

Uanset hvad, i den moderne verden er pattedyr og fugle både endotermiske og homoterme (dvs. "Varmblodet"), mens de fleste krybdyr (og nogle fisk) både er ektotermiske og poikiloterme (dvs. "kold blodet"). Så hvad med dinosaurer?

I hundrede år siden, efter at deres fossiler begyndte at blive udgravet, antog paleontologer og evolutionsbiologer, at dinosaurier må have været koldblodige. Denne antagelse ser ud til at være drevet af tre sammenflettede resonnementsgrænser:

1) Nogle dinosaurer var meget store, hvilket fik forskere til at tro, at de havde tilsvarende langsomt stofskifte (da det ville tage en enorm mængde energi for hundrede ton planteædere at opretholde en høj krop temperatur).

2) Det antages, at disse samme dinosaurer havde ekstremt små hjerner for deres store kroppe, som bidrog til billedet af langsomme, klodsede, ikke særlig vågne væsener (mere som Galapagos-skildpadder end hurtige velociraptors).

3) Da moderne krybdyr og firben er koldblodige, gav det mening at ”firbenlignende” væsener som dinosaurier også skal have koldblodige. (Dette, som du måske har gætt, er det svageste argument til fordel for koldblodige dinosaurier.)

Dette modtagne syn på dinosaurerne begyndte at ændre sig i slutningen af ​​1960'erne, da en håndfuld paleontologer, chef blandt dem Robert Bakker og John Ostrom, begyndte at promulgere et billede af dinosaurer som hurtige, hurtigt vittige, energiske væsener, mere beslægtede med moderne pattedyrs rovdyr end de myldrende lider. Problemet var, det ville være ekstremt vanskeligt for en Tyrannosaurus rex at opretholde en sådan aktiv livsstil, hvis den var koldblodig - hvilket førte til teorien om, at dinosaurer faktisk kan have været endotermer.

Fordi der ikke er nogen levende dinosaurer der skal dissekeres (med en mulig undtagelse, som vi får til nedenfor) stammer det meste af beviset for varmblodsmetabolisme fra moderne teorier om dinosaur opførsel. Her er de fem vigtigste argumenter for endotermiske dinosaurer (hvoraf nogle udfordres nedenfor, i afsnittet "Argumenter imod").

• I det mindste nogle dinosaurer var aktive, smarte og hurtige. Som nævnt ovenfor er den største drivkraft for den varmblodede dinosaurteori, at nogle dinosaurier udstillede "Pattedyr" opførsel, som indebærer et energiniveau, som (formodentlig) kun kan opretholdes af en varmblodet stofskifte.
• Dinosaurknogler viser tegn på endoterm metabolisme. Mikroskopisk analyse har vist, at knoglerne fra nogle dinosaurer voksede i en hastighed, der kan sammenlignes med moderne pattedyr, og har flere funktioner til fælles med knoglerne hos pattedyr og fugle end de gør med knoglerne i nutiden krybdyr.
• Der er fundet mange dinosaurfossiler på høje breddegrader. Koldblodede væsener er meget mere tilbøjelige til at udvikle sig i varme regioner, hvor de kan bruge miljøet til at opretholde deres kropstemperatur. Højere breddegrader medfører koldere temperaturer, så det er usandsynligt, at dinosaurier blev koldblodige.
• Fugle er endotermer, så dinosaurier må have været det også. Mange biologer betragter fugle som ”levende dinosaurer” og begrunder, at moderne fugles varmblodhed er direkte bevis for den varmblodige stofskifte af deres dinosaurforfædre.
• Dinosaurs 'kredsløb krævede en varmblodsmetabolisme. Hvis en kæmpe sauropod synes godt om Brachiosaurus holdt hovedet i en lodret position, ligesom en giraff, der ville have stillet enorme krav til hjertet - og kun en endoterm metabolisme kunne brændstof i dets cirkulationssystem.

Ifølge nogle få evolutionære biologer er det ikke nok at sige, at fordi nogle dinosaurer måske har været hurtigere og smartere end tidligere antaget, alle dinosaurier havde varmblodsmetabolismer - og det er især vanskeligt at udlede stofskifte fra formodet opførsel snarere end fra den faktiske fossil optage. Her er de fem vigtigste argumenter mod varmblodige dinosaurer.

• Nogle dinosaurer var for store til at være endotermer. Ifølge nogle eksperter ville en 100 ton sauropod med en varmblodsmetabolisme sandsynligvis have overophedet og døde. I denne vægt kunne en koldblods dinosaur have været det, der kaldes en "inertial homeotherm" - det vil sige det opvarmes langsomt og afkøles langsomt, så det kan opretholde en mere eller mindre konstant krop temperatur.
• Det Jurassic og kridttider var varme og krusede. Det er sandt, at der er fundet mange dinosaurfossiler i store højder, men for 100 millioner år siden kunne endda en 10.000 fodhøj bjergtop have været relativt skrald. Hvis klimaet var varmt året rundt, ville det favorisere koldblodige dinosaurier, der var afhængige af udetemperaturer for at bevare deres kropsvarme.
• Vi ved ikke nok om dinosaurholdning. Det er det ikke sikkert BAROSAURUS løftede hovedet til foder efter grub; nogle eksperter synes store, urteagtige dinosaurier holdt deres lange halse parallelt med jorden og brugte deres haler som q modvægt. Dette ville svække argumentet om, at disse dinosaurier havde brug for varmblodsmetabolismer for at pumpe blod til deres hjerner.
• Bevis på knogler er overvurderet. Det kan være sandt, at nogle dinosaurer voksede ved en hurtigere klip end tidligere antaget, men dette er muligvis ikke bevis for en varmblodsmetabolisme. Et eksperiment har vist, at moderne (koldblodige) krybdyr hurtigt kan generere knogler under de rette forhold.
• Dinosaurer manglede luftvejsturbinater. For at imødekomme deres metaboliske behov indånder varmblodede væsener cirka fem gange så ofte som krybdyr. Landboende-endotermer har strukturer i deres kranier, der kaldes ”åndedræts-turbinater”, som hjælper med at fastholde fugt under respirationsprocessen. Indtil videre har ingen fundet afgørende bevis for disse strukturer i dinosaurfossiler - derfor må dinosaurier have været koldblodige (eller i det mindste bestemt ikke endoterme).

Så hvad kan vi konkludere med ovenstående argumenter for og imod varmblodige dinosaurier? Mange forskere (som ikke er tilknyttet en af ​​lejrene) mener, at denne debat er baseret på falsk lokaler - det er, det er ikke tilfældet, at dinosaurer skulle være hverken varmblodige eller koldblodige uden tredje alternativ.

Faktum er, at vi endnu ikke ved nok om, hvordan metabolisme fungerer, eller hvordan det potentielt kan udvikle sig, til at drage nogen konkrete konklusioner omkring dinosaurier. Det er muligt dinosaurer var hverken varmblodige eller koldblodige, men havde en "mellemliggende" type stofskifte, som endnu ikke er fastgjort. Det er også muligt, at alle dinosaurer var varmblodige eller koldblodige, men nogle individuelle arter udviklede tilpasninger i den anden retning.

Hvis denne sidste idé lyder forvirrende, skal du huske, at ikke alle moderne pattedyr varmblodige på nøjagtigt samme måde. En hurtig, sulten gepard har en klassisk varmblodsmetabolisme, men den relativt primitive platypus sport a afstemt metabolisme, der på mange måder er tættere på en sammenlignet størrelse firben end den for andre pattedyr. Yderligere komplicerede spørgsmål hævder nogle paleontologer, at langsomt bevægende forhistoriske pattedyr (som Myotragus, hulen ged) havde ægte koldblodsmetabolismer.

I dag abonnerer flertallet af forskere på den varmblodede dinosaur-teori, men denne pendel kan svinge den anden vej, efterhånden som mere bevis afsløres. For øjeblikket er alle klare konklusioner omkring dinosaur metabolisme nødt til at afvente fremtidige opdagelser.