Как большие, очень активные динозавры не перегревались?

Были долгие споры о том, были ли динозавры экзотермами или эндотермами , но большинство недавних исследований (гипотез) ¹ показывают, что они были эндотермами. В одном из самых многообещающих недавних исследований (в 2011 г. ) к биоапатиту ( ^форма фосфат кальция в костях и зубах), который действует как термометр.

Природа физиологии и терморегуляции нептичьих динозавров является предметом споров. Ранее приводились аргументы в пользу эндотермического и экзотермического метаболизма, основанные на различных методологиях. Здесь мы использовали слипшуюся изотопную термометрию для определения температуры тела по окаменелым зубам крупных юрских зауроподов. Наши данные показывают температуру тела от 36 до 38°C, что соответствует большинству современных млекопитающих. Этот температурный диапазон на 4–7 °C ниже, чем предсказывает модель, показывающая масштабирование температуры тела динозавров в зависимости от массы, что может указывать на то, что у зауроподов были механизмы, предотвращающие достижение чрезмерно высоких температур тела из-за их гигантских размеров.

_{Температура тела динозавров, определенная по изотопному ( ¹³ C - ¹⁸ O) упорядочению в ископаемых биоминералах
^{Роберт А. Игл, Томас Тюткен, Тейлор С. Мартин, Арадна К. Трипати, Генри К. Фрике, Мелисса Коннели, Ричард Л. Чифелли, Джон М. Эйлер} http://science.sciencemag.org/content/early/2011/06/22/science.1206196
^{(выделено мной)}}

Тем не менее, исследование 2014 года утверждает, что динозавры были мезотермными ³ (что означает, что кровь не течет ни горячей, ни холодной, терморегуляторная стратегия, промежуточная по отношению к хладнокровным экзотермам и теплокровным эндотермам) на основе скорости метаболизма динозавров, рассматривая изменения в размер тела по мере того, как животные росли от рождения до взрослых особей.

На ранних изображениях динозавры медленно передвигались, волоча хвосты. Совсем недавно мы представляли, как они поднимают хвост и бегут. Вопрос сводится к тому, были ли у динозавров энергетические системы ближе к быстро метаболизирующимся млекопитающим и птицам или к системам более медленных рептилий, которые не регулируют внутреннюю температуру своего тела. Однако определение скорости метаболизма вымерших организмов — непростая задача. Грейди и др. проанализировали огромный набор данных о скорости роста как вымерших, так и живых видов, используя метод, учитывающий температуру и размеры тела.Метаболизм динозавров, по-видимому, был не быстрым и не медленным, а где-то посередине — так что динозавры не полностью регулировали свою внутреннюю температуру, но и не полностью зависели от прихотей окружающей среды; ни медленные голиафы, ни перегруженные рептилии.

_{Доказательства мезотермии у динозавров
^{Джон М. Грейди1,*, Брайан Дж. Энквист2,3, Ева Детвейлер-Робинсон1, Натали А. Райт1, Фелиса А. Смит1} http://science.sciencemag.org/content/344/6189/1268
^{(выделено мной)}}

Поскольку мы рассмотрели систему терморегуляции динозавров, мы можем начать с вопроса «Как крупные динозавры не перегревались?». Как объяснялось выше, независимо от того, были ли динозавры эндотермическими или мезотермическими, у динозавров были механизмы, регулирующие их внутреннюю температуру, чтобы они не перегревались. Существуют теории, согласно которым некоторые более крупные динозавры полагались на тень и густую флору, чтобы сохранять прохладу, или же они могли мигрировать из-за сезонных изменений. Другие теории утверждают, что они использовали органы с большой площадью поверхности (например, длинные шеи и хвосты) в качестве радиатора тепла ⁴ .

Одно из наиболее правдоподобных объяснений состоит в том, что крупные динозавры демонстрировали тахиметаболизм . Тахиметаболические животные имеют высокую скорость метаболизма в состоянии покоя, что обычно приводит к эндотермии и гомеотермии . Дальнейшее объяснение того, как крупные динозавры с тахиметаболом справлялись с высокими тепловыми нагрузками ⁵ :

БОЛЬШИЕ ТАХИМЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ДИНОЗАВРЫ ПРИГОРЕЛИСЬ НА ЖАРЕ

Миф: Поскольку скорость тахиметабола составляет W0,75, а площадь поверхности — W0,67, почти повсеместно считается, что большие эндотермы страдают от серьезного теплового стресса в тропическом климате. Крупные динозавры, особенно зауроподы, должны были иметь низкий уровень метаболизма, чтобы избежать этой ужасной участи (Martin, 1979; Regal and Gans, 1980; Spotila, 1980; Reid, 1984; Schmidt-Nielsen, 1984; Carroll, 1988; Alexander, 1989; Протеро, 1989: Рассел, 1989). Попеременно. тахиметаболические зауроподы нуждались в хорошо развитой системе охлаждения (Bakker. 1980, 1986).

_{Рисунок 5На этом графике показано время, которое требуется эндотермам высокого уровня для перегрева, если они накапливают всю внутреннюю теплопродукцию и исключают внешнее тепло, позволяя температуре своего тела подняться до максимально допустимого уровня. Диапазон масс приблизительно соответствует диапазону массы взрослых динозавров (включая зайцехвостых), при этом также указаны самые высокие массы млекопитающих: обратите внимание, что гигантские эндотермические динозавры были бы более устойчивы к перегреву, чем гигантские млекопитающие! Емкость запаса энергии выражена в ккал при повышении температуры тела на 6-8°С (до 46,5°С), при этом на каждый 1°С повышения температуры тела запасается 0,83 ккал/кг; общая скорость активного метаболизма либо в 2,0 раза превышает эндотермическую стандартную выработку энергии за бой, либо только в 1,3 раза превышает нормальную стандартную скорость метаболизма из-за подавленных уровней активности и / или стандартной скорости метаболизма.}


Реальность: это серьезное заблуждение (Costanzo and Paul, 1978; Paul, 1988a, 1990a). Многие тропические млекопитающие достигли веса от 1 до 20 тонн, но ни одна классическая рептилия не достигла этого, что прямо противоположно предсказанному образцу. У слонов отсутствуют хорошо развитые системы испарительного охлаждения. Слоны, обитающие в безлесных местообитаниях, не падают замертво от теплового удара даже в самых опасных условиях экстремально жаркой засухи, когда нет возможности сбросить лишнее тепло излучением или испарительным охлаждением в первую очередь, а тень недоступна. Наоборот, самые высокие показатели выживаемости в таких условиях имеют крупные слоны-быки, что опять-таки противоречит предсказанному образцу (Owen-Smith, 1988).и другие. , 1957; Тейлор. 1969, 1970. 1972: Гордон. 1972 год; Финч и Рохертшоу, 1979: Шмидт-Нильсен. 1984). Накопившееся тепло затем выгружается в прохладное ночное небо. Это делает крупных эндотермов практически неуязвимыми для перегрева в самых суровых условиях, мелкие эндотермы вынуждены искать убежища или быстро погибают от теплового удара или обезвоживания. Большой размер динозавров мог быть адаптацией для лучшей адаптации к высоким тепловым нагрузкам с тахиметаболическим уровнем теплопродукции (рис. 5).

---

_{Использованная литература:}

_{1. Доказательства эндотермии у динозавров — десять основных гипотез http://www.ucmp.berkeley.edu/diapsids/endothermy.html}

_{2. Реконструкция палеоклимата с использованием изотопной термометрии слипшихся карбонатов (Джон М. Эйлер) https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S027737911100268X}

_{3. Почему динозавры были похожи на тунца, больших белых и ехидн http://phenomena.nationalgeographic.com/2014/06/12/dinosaurs-tuna-great-whites-echidnas/}

_{4. Шеи зауроподов: действительно ли они предназначены для потери тепла? (Дональд М. Хендерсон)
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0077108}

_{5. Исследования динозавров — в ознаменование 150-летия книги Ричарда Оуэна «Динозаврия» (Л. Б. Холстед)}

---

_{Дальнейшие чтения (поддерживающие вышеуказанные теории или другие теории):}

• _{GEOL 104 Динозавры: естественная история — Мэрилендский университет — факультет геологии — https://www.geol.umd.edu/~tholtz/G104/lectures/104endo.html}

• _{Температура тела у динозавров: что нам могут рассказать кривые роста? (Ева Мария Грибелер)
  http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0074317}

• _{Экология и поведение мезозойских рептилий (Джон Л. Клаудсли-Томпсон)}

• _{Палеобиология динозавров (Стивен Л. Брусатте)}

• _{Динозаврия (под редакцией Дэвида Б. Вайшампеля, Питера Додсона, Хальски Осмольской)}

• _{Полный динозавр (под редакцией Джеймса Орвилла Фарлоу, MK Бретт-Сурман)}

• _{Энциклопедия динозавров (под редакцией Филипа Дж. Карри, Кевина Падиана)}

• _{Покровы тираннозавров обнаруживают противоречивые модели гигантизма и эволюции перьев (Фил Р. Белл, Николас Э. Кампионе, В. Скотт Персонс IV, Филип Дж. Карри, Питер Л. Ларсон, Даррен Х. Танке, Роберт Т. Баккер) - http: //rsbl.royalsocietypublishing.org/content/13/6/20170092}

• _{Динозавры использовали носовые ходы для охлаждения мозга - https://phys.org/news/2015-10-dinosaurs-nasal-passages-brains-cool.html}