Znajdź zawartość

W czasach dinozaurów oceany przemierzały stałocieplne gady, a temperatura ich ciała była znacznie wyższa od wód, które zamieszkiwały. To wspaniałe, że da się to zbadać. Możemy zastosować technikę opracowaną przez Francuzów do przeanalizowania ewolucji ichtiozaurów, plezjozaurów i innych gadów morskich – cieszy się prof. Ryosuke Motani, paleontolog z Wydziału Geologii Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis. Artykuł Motaniego pt. "Perspektywa" ukazał się w najnowszym numerze pisma Science, gdzie towarzyszy publikacji zespołu Auréliena Bernarda z Uniwersytetu Liońskiego nt. "zębowego termometru ryb". Francuscy akademicy mierzyli stężenie izotopów tlenu w skamielinach zębów i w ten sposób określali temperaturę wymarłych zwierząt. Tlen występuje w atmosferze głównie w postaci tlenu-16 oraz jako tlen-18. Rosnąc, zwierzęta wykorzystują obie formy do budowy kości i zębów, ale wzajemny stosunek 16O i 18O zależy częściowo właśnie od temperatury ciała. Na początku naukowcy przyglądali się zębom skamieniałych ryb. Zakładając, że podobnie jak współczesne ryby były one zmiennocieplne, sygnał temperaturowy z zębów powinien odpowiadać temperaturze zamieszkiwanych wód. Następnie akademicy posłużyli się odnośnikiem w postaci rybiego termometru, by zbadać skamieliny ichtiozaurów, plezjozaurów i mozazaurów. Ichtiozaury przypominały delfiny i najprawdopodobniej przemieszczały się po głębokich wodach. Plezjozaury występowały na Ziemi od ok. 240 do 65 mln lat temu. Miały długą szyję i cztery płetwy, nic więc dziwnego, że nazywa się je płetwojaszczurami. Paleontolodzy są przekonani, że poruszały się jak lwy morskie. Mozazaury żyły w pobliżu brzegu i zaczajały się na ofiarę. Bernard ustalił, że ciepłota ciała ichtio- i plezjozaurów znacznie przewyższała temperaturę wody, a u mozazaurów się z nią zrównywała. Motani tłumaczy, że Bernardowi wyszło, że temperatury wód były przed milionami lat bardzo wysokie (39 stopni Celsjusza). W takich warunkach współczesne ryby i morskie gady nie mogłyby się rozwijać. Rybi termometr nadawał się do wyrzucenia, ponieważ zawartość tlenu-18 w atmosferze zmieniała się w ciągu tysięcy lat. Gdy Motani wziął na to poprawkę, temperatura ciała ichtiozaurów spadła do ok. 24 stopni Celsjusza. Te parametry dobrze pasują do organizmów żywych. Niektóre współczesne gady i ryby morskie także są stałocieplne. Żółwie skórzaste (Dermochelys coriacea) utrzymują stałą temperaturę wewnętrzną, ponieważ są duże i dysponują sporą warstwą tłuszczu. Tuńczyki mają zaś szybszą przemianę materii niż inne ryby. Motani uważa, że ichtiozaury i plezjozaury mogły wykorzystywać podobne strategie. Przypuszczenia na temat stałocieplności potwierdzają też doniesienia na temat ich aktywności: zwierzęta te przemierzały otwarte wody, nie ograniczając się do przybrzeżnych płycizn, gdzie można się było powygrzewać.

Dinozaury były przez długi czas uważane za zmiennocieplne gady. Analiza skamieniałości wykazała jednak, że im większy był dany gatunek, tym cieplejszą miał krew. Ostatnio niektórzy badacze wysunęli teorię, że dinozaury aktywnie regulowały temperaturę swojego ciała, podobnie jak ssaki. Zaprezentowane na łamach magazynu Plos Biology wyniki wskazują jednak, że większe dinozaury po prostu wolniej traciły ciepło i dlatego zawsze pozostawały "gorące". Ryby, płazy i gady są zwierzętami zmiennocieplnymi (inaczej mówiąc ektotermicznymi lub zimnokrwistymi). Temperatura ich ciała jest zmienna i zależy od temperatury otoczenia. Dlatego np. jaszczurki czy węże ogrzewają się na prażonych słońcem skałach. Ptaki i ssaki są stałocieplne (endotermiczne, ciepłokrwiste). Mogą regulować temperaturę swojego ciała niezależnie od wpływów zewnętrznych. Jest ona bardziej stała niż u gadów i wyższa od temperatury otoczenia. James Gillooly z University of Florida w Gainesville i jego koledzy rozpoczęli prace od równania pokazującego związki między rozmiarami ciała, temperaturą i tempem wzrostu zwierzęcia. Odwołali się do równania, którego prawdziwość wykazano w stosunku do innych gatunków. Zespół Gillooly'ego posłużył się pierścieniami rocznego przyrostu w kościach 8 gatunków dinozaurów, by oszacować tempo wzrostu i rozmiary ciała w pełni dorosłego osobnika. Te informacje mogły z kolei posłużyć do obliczenia (po przekształceniu wzoru) temperatury ciała prehistorycznych gadów. Akademicy zauważyli, że temperatura najmniejszych dinozaurów wynosiła ok. 25 stopni. Była więc bliska temperatury otoczenia i podobna do tej obserwowanej u obecnie żyjących gadów. Innymi słowy, nie mogły one aktywnie regulować temperatury swojego ciała, tak jak to czynią ssaki i ptaki. Jednak wraz ze wzrostem rozmiarów dinozaury stawały się mniej wydajne w rozpraszaniu ciepła i to przypadkowo pomogło im w utrzymywaniu stałej temperatury. Zjawisko to znane jest jako inercyjna homeotermia. Z równania naukowców wynikało np., że temperatura ciała ważącego 13 ton ogromnego zauropoda Apatosaurusa wynosiła trochę ponad 40 stopni Celsjusza. Większość zwierząt nie może tolerować temperatury ciała powyżej 45 stopni (grozi to denaturacją białka), dlatego Apatosaurus znajdował się blisko górnej granicy rozmiarów ciała dinozaurów i ogólniejszej granicy dopuszczalnej temperatury zwierzęcego organizmu. To może sugerować, iż potencjalne rozmiary dinozaurów były ograniczane przez temperaturę ciała. Na pytanie, czy dinozaury były stało-, czy zmiennocieplne nie ma prostej odpowiedzi — twierdzi dr Angela Milner z londyńskiego Muzeum Historii Naturalnej. Istnieje wielka rozmaitość stanów fizjologicznych, poczynając od gatunków znajdujących się bliżej końca ektotermicznego, które nie miały problemów z utrzymaniem ciepłoty ciała ze względu na swoje duże rozmiary, a kończąc na małych mięsożernych dinozaurach, bliskich endotermicznym ptakom. Dr Milner, która nie współpracowała z autorami niniejszego badania, wskazuje, że grupa dinozaurów znana jako hadrozaury prawdopodobnie "przełączała się" z bycia, podobnie jak ssaki i ptaki, zwierzęciem endotermicznym w dzieciństwie na inercyjną homeotermię, gdy stawały się dorosłymi osobnikami.