Американские ученые предложили новый метод определения особенностей метаболизма вымерших животных. С его помощью они выяснили, что стегозавры, например, были холоднокровными, а тираннозавры и брахиозавры — теплокровными. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Метаболизм, или обмен веществ, характеризует то, насколько эффективно организм может превращать кислород в химическую энергию. Животные с высокой скоростью обмена веществ теплокровные. Теплокровные животные, такие как птицы и млекопитающие, вдыхают кислород в больших количествах. Им нужно сжигать много калорий, чтобы поддерживать температуру тела и быть активными. Холоднокровные животные, такие как рептилии, меньше едят и дышат. Их образ жизни менее энергозатратный, чем у теплокровных, но при этом они зависят от окружающей среды. До сих пор не было понятно, к какой из этих категорий относятся динозавры. Птицы — это эволюционировавшие динозавры, выжившие в массовом вымирании в конце мелового периода, и они теплокровные. Но динозавры также технически являются рептилиями, их ближайшие родственники — холоднокровные крокодилы и аллигаторы. Ранее ученые пытались определить скорость обмена веществ динозавров путем химического и остеогистологического анализа. Они изучали изотопный состав, а также скорость роста организма. Но у обоих методов есть ограничения: в первый вносится погрешность за счет процессов фоссилизации, а скорость роста во втором может больше говорить об особенностях фазы жизни животного, а не о его метаболизме.
Американские исследователи предложили новый метод, который может помочь установить скорость обмена веществ в ископаемых животных. С помощью него можно определить потребление кислорода. Когда животные дышат, образуются побочные продукты, которые реагируют с липидами, белками и углеводами. Эти «отходы» очень стабильны и нерастворимы в воде, поэтому они сохраняются в ископаемых останках. В своей работе ученые рассмотрели бедренные кости 55 разных групп животных, включая динозавров, птерозавров (летающие родственники динозавров), плезиозавров (морские родственники динозавров), современных птиц, млекопитающих и рептилий. Эксперты исследовали именно бедренные кости, так как они отличаются более темной окраской, что свидетельствует о большой концентрации органических молекул.
Чтобы определить количество побочных продуктов дыхания, исследователи использовали рамановскую и ИК-Фурье спектроскопию. Далее ученые сравнили скорости метаболизма ископаемых и современных животных. Скорость метаболизма динозавров была довольно высокой. Но среди них можно выделить две крупные группы — птицетазовые и ящеротазовые (к последним относятся тероподы и завроподы). У птицетазовых динозавров, к которым относятся трицератопс и стегозавр, был довольно медленный метаболизм по сравнению с современными холоднокровными животными. Ящеротазовые динозавры, среди которых тираннозавры, велоцирапторы и брахиозавры, были теплокровными. Причем у некоторых из них скорость обмена веществ была сравнима с птицами, то есть она значительно выше, чем у современных млекопитающих.
Эти результаты позволяют сделать выводы насчет образа жизни динозавров и их физиологии. Так как холоднокровные динозавры зависели от окружающей температуры, им, возможно, приходилось мигрировать в места с более теплым климатом в холодное время года. Теплокровные динозавры вели более активный образ жизни и больше питались. Гигантские завроподы были теплокровными травоядными, поэтому им, видимо, приходилось поедать много растительной массы. Но у них была очень эффективная пищеварительная система, а из-за размера им, похоже, было труднее «охладиться», чем поднять температуру тела. А тероподы, другая группа динозавров, в которую относят тираннозавров и современных птиц, стали теплокровными еще до того, как научились летать.
Ученые отметили, что их результаты могут помочь лучше понять и современный мир. Динозавры вымерли 65 млн лет назад в ходе массового вымирания, но птицы выжили. Ранее предполагалось, что высокая скорость обмена веществ — это преимущество, которое помогло птицам выжить. Однако теперь очевидно, что у некоторых динозавров скорость обмена веществ была даже выше, чем у птиц, и это им не помогло. Сейчас происходит шестое массовое вымирание, которое является результатом деятельности человека. Понимание того, как ископаемые и современные животные реагировали на изменение климата и окружающей среды, поможет в сохранении биологического разнообразия в будущем.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
