Znajdź zawartość

Choć badanie szczątków dinozaurów jest jedną z najważniejszych gałęzi paleontologii, badaczom do dziś nie udało się jednoznacznie ustalić, czy zwierzęta te były za życia stałocieplne, czy zmiennocieplne. W czasopiśmie PLoS ONE pojawiła się jednak interesująca praca, dostarczająca nowych danych uzyskanych dzięki zupełnie nowemu spojrzeniu na to zagadnienie. Główny autor pracy, dr Herman Pontzer z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, zajmuje się na co dzień badaniem układu ruchu u człowieka. Kiedy jednak uświadomił sobie, że stosowane przez niego metody można zastosować także w odniesieniu do dinozaurów, skontaktował się z dr. Johnem Hutchinsonem - ekspertem z zakresu motoryki ciał pradawnych gadów. Wspólnie badacze stworzyli matematyczny model, który pozwolił na określenie prawdopodobieństwa występowania stałocieplności u dinozaurów. Podstawowa forma metody opracowanej wiele lat temu przez dr. Pontzera opiera się na istnieniu zależności pomiędzy długością nogi oraz siłą, którą jest ona w stanie wytworzyć, i masą ciała, którą może ona unieść. Model ten pozwala na dokładne ustalenie energetycznego kosztu poruszania się dla większości gatunków, lecz na wszelki wypadek wzbogacono go dodatkowo o ustalenie objętości mięśni, które musiałyby zostać uruchomione, by umożliwić dinozaurowi chodzenie. Uzbrojeni w zestaw równań, badacze przystąpili do pomiarów kości należących do 13 gatunków dinozaurów. Jak się okazało, obie metody obliczeniowe - podstawowa oraz ulepszona - wykazały, że mięśnie gadów najprawdopodobniej wytwarzały podczas swojej pracy tak wiele ciepła, że wystarczało ono do utrzymania stałej ciepłoty ciała. Mało tego - po uwzględnieniu ewolucyjnych zależności pomiędzy badanymi gatunkami uznano za bardzo prawdopodobne, że stałocieplność mogła wyewoluować bardzo wcześnie, być może na samym początku wyodrębniania się linii rozwojowej dinozaurów. Czy zebrane informacje zakończą raz na zawsze debatę na temat energetyki organizmów dinozaurów? Najprawdopodobniej nie, skoro nie wierzą w to nawet sami autorzy najnowszych badań. Wiedza, którą podzielili się ze światem, będzie jednak istotna dla zwolenników tezy o stałocieplności wielkich gadów.

Czy ciepłota ciała organizmów zmiennocieplnych jest całkowicie zależna od temperatury otoczenia? Niezupełnie. Okazuje się, że nawet zwierzęta tak proste jak nicienie potrafią aktywnie dostosować tempo własnego metabolizmu do ciepła pożywki, w której są hodowane. Co więcej, mogą w ten sposób kontrolować... tempo własnego starzenia. Zgodnie z uznaną powszechnie teorią, tempo metabolizmu organizmów zmiennocieplnych jest całkowicie zależne od ilości docierającego do nich ciepła i przypomina przebeg prostych reakcji chemicznych zachodzących w środowisku nieożywionym. Zwiększenie temperatury, w której żyją proste zwierzęta, powinno więc prowadzić do szybszego "zużywania się" komórek nicieni, czyli ich starzenia. Jak się jednak okazuje, zależność ta jest bardziej złożona, niż myślano. Przez wiele lat liczne badania przynosiły pozorne "dowody" na poparcie popularnej tezy. Wiadomo było na przykład, że nicienie Caenorhabditis elegans przebywające w temperaturze 25°C umierają szybciej od osobników żyjących w temperaturze 20 stopni. Okazuje się jednak, że opisywane zjawisko jest bardziej skomplikowane, niż mogłoby się wydawać. Hipotezę o całkowitej pasywności C. elegans wobec zmian temperatury obalili badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Odkryli oni, że receptory badające temperaturę otoczenia pozwalają tym prostym zwierzętom na aktywną reakcję na ciepłotę otoczenia. Mechanizm ten nie daje co prawda pełnej kontroli nad równowagą pomiędzy ilością ciepła zatrzymywanego przez organizm i oddawanego do otoczenia, lecz wystarcza on do regulowania tempa niektórych reakcji wchodzących w skład metabolizmu. Nicień może w ten sposób wpływać na ilość ciepła wytwarzanego przez jego ciało. Jak ustalili badacze z Kalifornii, reakcja organizmu na temperaturę otoczenia jest wyzwalana dzięki wydzielaniu sterydów. Dowiedziono tego na podstawie eksperymentów, w których nicienie modyfikowano genetycznie w taki sposób, by nie wytwarzały hormonów z tej grupy. Zakończyły się one upośledzeniem reakcji na ciepłotę pożywki, w której hodowano zwierzęta. Podobne efekty dało niszczenie receptorów ciepła. Dalsze badania wykazały, że podgrzanie pożywki prowadziło do aktywacji genu daf-9. Jego aktywność prowadzi do spowolnienia metabolizmu, dzięki czemu czas życia zwierzęcia ulega wydłużeniu. Niestety, dotychczas nie udało się zidentyfikować analogicznych mechanizmów u ludzi. Badania na myszach wykazały jednak, że jeśli "oszuka się" ich organizmy, by reagowały na normalną temperaturę otoczenia jak na temperaturę znacznie podwyższoną, starzenie zachodziło u nich znacznie wolniej. Być może pewnego dnia podobna technika zostanie dostosowana do potrzeb metabolizmu człowieka...