Горячая кровь T. rex и холодная кровь стегозавра: химические ключи раскрывают метаболизм динозавров
Ученые представили новый метод определения скорости метаболизма динозавров, анализируя молекулярные "отходы" дыхания в их костях. Исследование, опубликованное в Nature, показало, что большинство динозавров были теплокровными.
Новый метод: следы дыхания в костях
- Вместо анализа минералов или линий роста в костях, новый метод изучает побочные продукты кислорода, которые образуются при дыхании и связываются с белками, сахарами и липидами.
- Эти стабильные молекулярные "отходы" сохраняются в процессе окаменения и оставляют запись о том, сколько кислорода динозавр вдыхал, а значит, и о скорости его метаболизма.
- Для анализа темных бедренных костей, указывающих на хорошую сохранность органики, использовалась рамановская и инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье — неразрушающий метод.
Результаты: два типа метаболизма
Исследователи проанализировали бедренные кости 55 групп животных, включая динозавров, птерозавров, плезиозавров, а также современных птиц, млекопитающих и ящериц. Они сравнили количество молекулярных побочных продуктов с известными скоростями метаболизма живых животных, чтобы определить показатели вымерших.
Были выявлены две четкие группы:
- Птицетазовые динозавры (орнитоподы, цератопсы вроде Triceratops, тиреофоры вроде Stegosaurus) имели низкую скорость метаболизма, сравнимую с современными хладнокровными животными.
- Ящеротазовые динозавры, включая теропод (Velociraptor, T. rex) и зауропод (Brachiosaurus), были теплокровными или даже горячекровными. У некоторых метаболизм был сравним с современными птицами и даже выше, чем у млекопитающих.
Последствия для понимания жизни динозавров
- Холоднокровные динозавры (птицетазовые), вероятно, зависели от внешней температуры и могли использовать поведенческую терморегуляцию (например, греться на солнце). Климат мог ограничивать их ареал.
- Горячекровные гиганты-зауроподы были травоядными и нуждались в огромном количестве пищи. Их главной проблемой, вероятно, был не нагрев, а охлаждение тела.
- Высокий метаболизм у теропод развился еще до появления полета у некоторых их представителей.
Значение для науки о вымираниях
Исследование опровергает гипотезу о том, что высокий метаболизм был ключевым преимуществом для выживания после падения астероида 65 млн лет назад: многие динозавры с "птичьим" уровнем метаболизма все же вымерли.
"Мы теперь можем определять температуру тела через изотопы, стратегии роста через остеогистологию и скорость метаболизма через химические прокси", — говорит соавтор Маттео Фаббри.
Понимание физиологических реакций животных на прошлые изменения климата может помочь в сохранении биоразнообразия в условиях нынешнего, шестого массового вымирания.