Как оказалось, подавляющее большинство хищных динозавров и значительная часть травоядных ящеров, а также почти все летающие и водоплавающие рептилии были теплокровными. Урок по теме Общая характеристика класса Пресмыкающиеся, или Рептилии. Являются ли рептилии теплокровными или холоднокровными?
Класс Пресмыкающиеся
И как минимум некоторые из них показали остатки перьевого покрова, помогающего сохранить тепло. В 2015 году внезапно выяснилось, что давно известный вид хищных рыб красноперый опах весом до 270 килограммов тоже эндотермен и поддерживает постоянную температуру всего тела. Однако ученые продолжали считать, что эндотермия динозаров и остальных группы живых существ — просто конвергентная эволюцию, то есть эволюция организмов к сходным системам поддержания постоянной температуры тела. В подтверждение независимого возникновения эндотермии приводили и такой довод: у птиц температура тела поддерживается за счет скелетных мышц, а у млекопитающих — за счет бурого жира, который есть только у них. Авторы новой работы в Biological Reviews обобщили современные биологические знания по этому вопросу и выступили с иной точкой зрения. Они обратили внимание на то, что у однопроходных млекопитающих утконос, ехидна , сумчатых и даже некоторых плацентарных наиболее распространенных млекопитающих, таких, как мы сами бурой жировой ткани тоже нет. Как отметили ученые, биохимические процессы, стоящие за поддержанием стабильной внутренней температуры, довольно похожи и у млекопитающих, и у птиц, и даже у некоторых рыб кроме красноперого опаха некоторые рыбы имеют эндотермию некоторых частей тела. Это ставит под сомнение, насколько независимо возникла эндотермия у разных групп животных. В связи с этим возникает вопрос о том, что эндотермия всего тела могла появиться еще до разделения амниотов на синапсид и завропсид.
И, похоже, ученым удалось это выяснить По температуре тела всех животных делят на теплокровных и холоднокровных. Первые — это птицы и млекопитающие, которые поддерживают постоянную температуру тела независимо от температуры окружающей среды. Для таких животных характерен быстрый обмен веществ, высокое потребление кислорода и немалый расход энергии. Температура тела холоднокровных животных непостоянна и зависит от состояния окружающей среды. Их образ жизни требует меньше энергетических трат, но «плата» за это — зависимость от внешних условий. Среди позвоночных холоднокровными являются рыбы, земноводные, пресмыкающиеся и рептилии. У них, как правило, более медленный обмен веществ по сравнению с теплокровными. Как известно, в процессе эволюции теплокровность появилась у птиц и млекопитающих независимо. А что насчет динозавров? С одной стороны, они были «предками» птиц, с другой — их ближайшими живыми «родственниками» являются и холоднокровные рептилии, крокодилы и аллигаторы.
Исследователи также отмечают, что костные останки многих древних видов, ранее считавшихся неэндотермными, несут явные следы большой скорости прижизненного метаболизма, типичной для высокой и стабильной температуры тела. В целом большой размер тела наземного существа, равно как и способность подолгу передвигаться на двух ногах, действительно невозможны без стабильно высокого артериального давления. А то, в свою очередь, малореально без высокоскоростного метаболизма, типичного для теплокровных с четырехкамерным сердцем у нетеплокровных четырехкамерных сердец нет. Изотопный состав костей множества древних видов также указывает на постоянную и высокую температуру тела. Вопрос о том, насколько эндотермными были древние сухопутные существа, имеет не только теоретическое значение. На сегодня ясно, что уже к моменту великого пермского вымирания, четверть миллиарда лет назад, многие примитивные млекопитающие были эндотермными. После их гибели на планете расцвели динозавры и некоторые другие пресмыкающиеся. Если исходить из идей о том, что они были нетеплокровными, трудно объяснить их крупный и продолжительный эволюционный успех. Напротив, если теплокровность возникла более 300 миллионов лет назад, еще в каменноугольный период, получается, речь шла о смене одних теплокровных зверей на других, что в целом нормально для биологической эволюции.
Ранее некоторые учёные высказывали подобные предположения, но доказательства были найдены только сейчас. Проведённый палеонтологами анализ показал, что особенности обмена веществ вымерших рептилий нехарактерны для животных, питающихся растительной пищей. Это удалось определить благодаря следам окисления в костях, которые за счёт этого как раз и смогли хорошо сохраниться спустя тысячи лет.
рептилии тепло, кровь да или нет?
- Ученые выяснили, что большинство динозавров были теплокровными
- "Третий глаз" современных рептилий дает ответы на вопросы об эволюции теплокровных животных
- Многие динозавры, скорее всего, были теплокровными
- Есть ли теплые кровные рептилии? - On Secret Hunt
- морские рептилии, возможно, были теплокровными -
Реванш рептилий: теплокровные погибнут
По мнению ученых, холоднокровные динозавры также, возможно, должны были мигрировать в более теплые края в холодное время года, и климат, возможно, был важным фактором, определяющим их ареал. Также установлено, что динозавры-тероподы - группа, которая включает и птиц - развили высокий метаболизм еще до того, как некоторые из них научились летать.
Новый метод позволяет оценить, сколько кислорода вдыхал динозавр, и, следовательно, скорость метаболизма. Ученые проанализировали бедренные кости 55 различных групп животных, включая динозавров, летающих птерозавров, их более отдаленных морских родственников плезиозавров и современных птиц, млекопитающих и ящериц, сравнив количество связанных с дыханием молекулярных побочных продуктов с известными скоростями метаболизма живых животных и использовали эти данные для определения скорости метаболизма вымерших. Команда обнаружила, что скорость метаболизма динозавров, как правило, была высокой, однако, например, трицератопс и стегозавр являлись холоднокровными, как современные рептилии.
Мозазавры контролировали тепло в меньшей степени и больше зависели в этом от окружающей среды. Это хорошо согласуется с образом жизни рептилий: стабильная температура тела более необходима подвижным охотникам, нежели сидящим в засаде. Однако цифра в 39 градусов может показаться завышенной, отмечает в своей статье Мотани. Даже у современных дельфинов — высокоразвитых млекопитающих — температура тела приблизительно равна человеческой. Лишь птицы гораздо «теплее», от 38 до 43 градусов, но они живут совсем в другой среде.
К жизни в воде перешла также группа мозазавров — рептилий, довольно близких к современным варанам. Мозазавры, по-видимому, подкарауливали свою добычу, а вот ихтиозавры и плезиозавры были преследующими хищниками и потому были способны в течение продолжительного времени поддерживать высокую скорость передвижения. Поскольку образ жизни активного хищника требует больших энергетических затрат, некоторые исследователи уже давно высказывали предположение, что ихтиозавры и другие хищные морские рептилии могли поддерживать температуру тела более высокую, чем температура окружающей среды. Иными словами, не исключалось, что они были эндотермами, то есть организмами, способными вырабатывать тепло, необходимое как для поддержания более высокого уровня обмена веществ, так и для достижения определенной независимости от изменений температуры внешней среды. В современном мире настоящие эндотермы «теплокровные» — это только птицы и млекопитающие. Однако частичная или «неполная» эндотермия иногда встречается и среди типичных эктотермов — организмов, получающих тепло извне. Примеры можно найти среди рыб некоторые акулы и тунцы , насекомых наверное, многие видели, как шмель ранней весной разогревается, работая крыльями, прежде чем взлететь и даже растений температура цветка у раннецветущих растений может быть выше температуры окружающей среды. Теперь к этим примерам мы, видимо, можем добавить давно вымерших ихтиозавров и плезиозавров, а с несколько меньшей уверенностью — и мозазавров. А вот так, по-видимому, выглядели плезиозавры рода Elasmosaurus. Конечно, оценка температуры тела животных, обитавших на Земле десятки и даже сотни миллионов лет назад, может быть только косвенной, основанной на корреляции с температурой какого-то иного показателя, который можно измерить и сейчас, исследуя сохранившиеся скелеты этих животных. Авторы обсуждаемой работы использовали метод палеотермометра, в основе которого лежит определение содержания стабильного изотопа кислорода 18O в фосфатах костной ткани, прежде всего — в зубах животных, оставшихся в отложениях.
Зоологи не нашли различий в средней скорости старения холоднокровных и теплокровных тетрапод
Плюсы такого устройства организма очевидны: поддержание внутренней температуры стабильно высокой означало упростить себе борьбу за выживание. Минусы тоже понятны: нетеплокровные в состоянии покоя потребляют в несколько раз меньше энергии, чем теплокровные. В итоге последним нужно больше пищи. Им трудно пережить периоды, когда еды нет месяцами, в то время как неэндотермные черепахи способны не есть без летальных последствий по нескольку месяцев. В начале XXI века стало ясно, что останки динозавров указывают на их эндотермность.
И как минимум некоторые из них показали остатки перьевого покрова, помогающего сохранить тепло. В 2015 году внезапно выяснилось, что давно известный вид хищных рыб красноперый опах весом до 270 килограммов тоже эндотермен и поддерживает постоянную температуру всего тела. Однако ученые продолжали считать, что эндотермия динозаров и остальных группы живых существ — просто конвергентная эволюцию, то есть эволюция организмов к сходным системам поддержания постоянной температуры тела. В подтверждение независимого возникновения эндотермии приводили и такой довод: у птиц температура тела поддерживается за счет скелетных мышц, а у млекопитающих — за счет бурого жира, который есть только у них.
Это хорошо согласуется с образом жизни рептилий: стабильная температура тела более необходима подвижным охотникам, нежели сидящим в засаде. Однако цифра в 39 градусов может показаться завышенной, отмечает в своей статье Мотани. Даже у современных дельфинов — высокоразвитых млекопитающих — температура тела приблизительно равна человеческой. Лишь птицы гораздо «теплее», от 38 до 43 градусов, но они живут совсем в другой среде. Он предложил, что в метод закралась неучтенная ошибка, связанная с изменением изотопного состава атмосферы Земли.
В прошлом ученые считали, что ключевые признаки млекопитающих, в том числе и их теплокровность, возникли примерно в одно и то же время.
Мы выяснили, что несмотря на сложно устроенный мозг и продвинутые формы поведения, эти животные жили долго и неторопливо, как рептилии, а не быстро и недолго, как современные млекопитающие. Элис Ньюэм, один из авторов работы, палеонтолог из Бристольского университета в Великобритании Палеонтологи из Бристольского университета в Великобритании и Хельсинкского университета в Финляндии впервые изучили с помощью мощного синхротронного рентгеновского излучения крохотные, размером с булавочную головку, зубы двух самых ранних млекопитающих — Morganucodon и Kuehneotherium, живших на территории современного Южного Уэльса 200 миллионов лет назад, в ранней юре. Структура зубов самых древних из известных науке примитивных млекопитающих говорит, что древнейшие предки человека были небольшими существами и питались насекомыми и фруктами. Долгое время исследователи считали, что млекопитающие начали «расти» и занимать новые экологические ниши уже после вымирания динозавров Однако последние исследования показывают, что это начало происходить еще за 20 млн лет до падения астероида, который уничтожил динозавров.
На большинство рептилий сегодня хладнокровные , что означает, что их температура тела определяется тем, насколько тепло или холодно их окружение. Хладнокровное животное имеет температуру тела, которая меняется вместе с температурой на открытом воздухе, а хладнокровный человек-это тот, кто, кажется, не чувствует эмоций. Могут ли холодные животные замерзнуть до смерти? Какое животное не холодно?
Истинные гибернаторы проходят и выходят из оцепенения в течение зимы. Животные, которые не могут генерировать внутреннюю тепло, известны как poikilotherms Poy-kil-ah-therms или холодные животные. Насекомые, черви, рыба, амфибии и рептилии попадают в эту категорию — все существа, кроме млекопитающих и птиц. Люди тепло кровь? Это также может быть названо термическим гомеостазом. Люди также являются эндотермами, поэтому они могут производить внутреннюю тепло в отличие от эктотермы. Важное изменение температуры будет смертоносным для членов этой группы. Змея — холодное животное?
Nature: Тираннозавры были активными теплокровными рептилиями
Это хорошо согласуется с образом жизни рептилий: стабильная температура тела более необходима подвижным охотникам, нежели сидящим в засаде. Однако цифра в 39 градусов может показаться завышенной, отмечает в своей статье Мотани. Даже у современных дельфинов — высокоразвитых млекопитающих — температура тела приблизительно равна человеческой. Лишь птицы гораздо «теплее», от 38 до 43 градусов, но они живут совсем в другой среде. Он предложил, что в метод закралась неучтенная ошибка, связанная с изменением изотопного состава атмосферы Земли.
Собственно говоря, найденные недавно палеонтологами из Университета Южного Уэльса останки датируются 17 миллионами лет. Ученые честно признались, что сначала череп Malleodectes их очень сильно озадачил — они не могли понять, зачем этому небольшому зверьку такие крупные передние коренные зубы. Обычно подобное гиперразвитие данных зубов происходит у крупных хищников, которым нужно дробить ими твердые кости жертв. Но молотозуба таковым назвать нельзя — скорее всего, те, кем он питался, вряд ли были крупнее мыши.
И тут один из исследователей заметил, что очень похожая картина наблюдается в пасти совсем других жителей Австралии — тиликв Джеррарда Cyclodomorphus gerrardii. Эти крупные, до 40 сантиметров в длину, ящерицы, относящиеся к семейству сцинковых Scincidae , ныне обитают лишь в тропических лесах Квинсленда, питаясь, как и в старину, в основном сухопутными улитками. Собственно говоря, крупные зубы в середине челюсти им нужны для того, чтобы дробить их твердые раковины. Интересно, что в рассматриваемое нами время они были распространены практически по всему востоку Австралии. И было это незадолго до появления этого странного сумчатого существа. Судя по всему, зверек с огромными зубами, только появившись, нагло влез в их экологическую нишу — лесного пожирателя брюхоногих моллюсков. Из-за того, что он был теплокровным, ему удалось потеснить своих конкурентов и расселиться на достаточно большой территории. И если бы не одно непредвиденное обстоятельство, в настоящее время именно тиликвы считались бы вымершими животными.
Но… Дело в том, что в процессе постоянно идущего и, честно говоря, мало предсказуемого дрейфа континентов подробнее об этом процессе читайте в статье " Европа ползет под Африку. В результате этого смещения климат в данной части суши стал более аридным то есть засушливым и леса и саванны на огромной территории сменились пустынями. И здесь-то теплокровному молотозубу пришлось достаточно худо — как мы знаем, высокая температура внутренней среды, вкупе с тонкой, пропускающей влагу кожей млекопитающих, ставят его хозяина перед проблемой экономии влаги и перегрева.
Новости России и мира Тираннозавры были подвижными теплокровными рептилиями Палеонтологи Америки и Испании, открытие которых опубликовано в журнале Nature, впервые нашли доказательства того, что тираннозавры были теплокровными рептилиями. Анализ показал, что выявленная особенность обмена веществ была совсем не характерна для динозавров с растительным рационом. Метаболизм зависит от содержания продуктов окисления в костях, которые отличаются хорошей сохранностью спустя тысячелетия.
В связи с этим возникает вопрос о том, что эндотермия всего тела могла появиться еще до разделения амниотов на синапсид и завропсид. Амниоты — группа, включающая как завропсид пресмыкающиеся и птицы , так и синапсид млекопитающие и их вымершие древние родственники.
Иными словами, авторы новой работы предполагают, что эндотермия древнее 300 миллионов лет назад и уходит корнями в каменноугольный период. Возникновение первых синапсид и завропсид относят к моменту не позднее 306-312 миллионов лет назад. Ясно, что если теплокровность возникла до разделения, то она явно древнее этой даты. Исследователи также отмечают, что костные останки многих древних видов, ранее считавшихся неэндотермными, несут явные следы большой скорости прижизненного метаболизма, типичной для высокой и стабильной температуры тела. В целом большой размер тела наземного существа, равно как и способность подолгу передвигаться на двух ногах, действительно невозможны без стабильно высокого артериального давления. А то, в свою очередь, малореально без высокоскоростного метаболизма, типичного для теплокровных с четырехкамерным сердцем у нетеплокровных четырехкамерных сердец нет. Изотопный состав костей множества древних видов также указывает на постоянную и высокую температуру тела.
Класс пресмыкающиеся
Для активных мышечных сокращений необходим предварительный разогрев на солнце. Основным преимуществом холоднокровных является возможность обходиться без пищи длительное время. Так крокодилы могут провести без пищи до одного месяца. Скорость метаболизма теплокровных и соответственно потребность в пище и кислороде в 10-12 раз больше, чем у холоднокровных. Таким образом, прожорливые, выносливые и сильные теплокровные должны были стать господствующим классом животных на Земле еще 230 млн.
Однако, млекопитающие получили широкое распространение только 70 млн. Для интенсивных мышечных нагрузок пробежать, прыгнуть или полететь требуется запас глюкозы, хранящейся в форме гликогена в мышцах и печени.
Исследователи искали эти частицы молекулярных отходов в ископаемых бедренных костях.
Команда проанализировала бедренные кости 55 различных групп животных: динозавров, их летающих родственников птерозавров, более дальних морских родственников плезиозавров, современных птиц, млекопитающих и ящериц. Ученые сравнили количество молекулярных побочных продуктов со скоростью метаболизма живых животных. Выяснилось, что скорость метаболизма динозавров в целом была высокой.
Есть две большие группы динозавров — ящеротазовые и птицетазовые. Ящеротазовые динозавры, такие как трицератопс и стегозавр, имели низкую скорость метаболизма, сравнимую с таковой у холоднокровных современных животных. Более похожие на птиц динозавры, такие как велоцираптор, тираннозавр, гигантские травоядные с длинной шеей, были тепло- или даже горячокровными.
Исследователи были удивлены, обнаружив, что скорость метаболизма некоторых динозавров намного выше, чем у современных млекопитающих. Эти результаты, говорят исследователи, могут дать принципиально новое представление о том, на что была похожа жизнь динозавров.
О различии температуры тела и окружающей среды биологи судили, сравнивая содержание кислорода-18 в скелетах рептилий и рыб из тех же мест и того же временного периода. Судя по всему, метаболические процессы в теле этих существ шли быстрее, чем у современных рептилий, и позволяли древним животным преследовать добычу, опускаться на большие глубины, а также мигрировать на дальние расстояния. Учёные предполагают, что температуру тела рептилиям удавалось поддерживать при помощи какого-то внутреннего процесса выработки тепла, а удерживать его помогал слой жира.
Иными словами, авторы новой работы предполагают, что эндотермия древнее 300 миллионов лет назад и уходит корнями в каменноугольный период. Возникновение первых синапсид и завропсид относят к моменту не позднее 306-312 миллионов лет назад. Ясно, что если теплокровность возникла до разделения, то она явно древнее этой даты. Исследователи также отмечают, что костные останки многих древних видов, ранее считавшихся неэндотермными, несут явные следы большой скорости прижизненного метаболизма, типичной для высокой и стабильной температуры тела. В целом большой размер тела наземного существа, равно как и способность подолгу передвигаться на двух ногах, действительно невозможны без стабильно высокого артериального давления. А то, в свою очередь, малореально без высокоскоростного метаболизма, типичного для теплокровных с четырехкамерным сердцем у нетеплокровных четырехкамерных сердец нет. Изотопный состав костей множества древних видов также указывает на постоянную и высокую температуру тела. Вопрос о том, насколько эндотермными были древние сухопутные существа, имеет не только теоретическое значение. На сегодня ясно, что уже к моменту великого пермского вымирания, четверть миллиарда лет назад, многие примитивные млекопитающие были эндотермными.
Почему рептилии хладнокровны?
В течение нескольких десятилетий ученые обсуждают вопрос, были ли динозавры теплокровными, как птицы, или холоднокровными, как рептилии. Пресмыкающиеся, такие как рептилии и амфибии, не являются истинно теплокровными организмами. Первым "теплокровную" черепаху обнаружил верующий учёный доктор Уэйн Фрэйр, в начале 1970х годов прошлого века. Ученым впервые удалось выяснить, когда предки современных млекопитающих обрели теплокровность, говорится в статье, опубликованной 20 июля в журнале Nature. Современные млекопитающие и птицы относятся к теплокровным животным, рыбы, рептилии и амфибии – к холоднокровным.
Тираннозавры были подвижными теплокровными рептилиями
Теплокровные динозавры должны были быть очень активны, причем быстрый обмен веществ появился у них еще до того, как их представители научились летать. Интерфакс: Американские и испанские палеонтологи использовали новый метод, чтобы определить, какие из динозавров были теплокровными, как млекопитающие и птицы, а какие. Чтобы удовлетворить свои метаболические потребности, теплокровные существа дышат примерно в пять раз чаще, чем рептилии. Некоторые древние морские рептилии обладали температурой тела на 20 °C выше температуры воды, в которой они плавали.
Смотрите также
- Древние морские рептилии были теплокровными | Новости общества | Известия | 16.06.2010
- Реванш рептилий: теплокровные погибнут
- Динозавры не вымерли. Рептилоиды среди нас / Хабр
- Ученые выяснили, что большинство динозавров были теплокровными
- Реванш рептилий: теплокровные погибнут
- Обнаружена первая в мире теплокровная ящерица
"Третий глаз" современных рептилий дает ответы на вопросы об эволюции теплокровных животных
Существует так называемая "гипотеза терморегуляции", которая предполагает, что эктотермы (хладнокровные) стареют медленнее, чем эндотермы (теплокровные), так как метаболизм. Энергетические исследования некоторых рептилий показали, что их активные способности равны или превосходят возможности теплокровных животных аналогичного размера[90][91]. Некоторые древние морские рептилии обладали температурой тела на 20 °C выше температуры воды, в которой они плавали. – В отличие от теплокровных рептилии не могут поддерживать постоянную температуру своего тела и, когда наступают холода, их метаболизм замедляется. Уникальный образец ихтиозавра юрского периода сохранил остатки мягких тканей, которые указали на теплокровность этих морских рептилий. Разбираемся, от кого произошли млекопитающие, в том числе человек, на самом деле и родственники ли мы с динозаврами и рептилиями.