В новой статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи пишут о том, что тираннозавры являлись теплокровными рептилиями. Из-за того, что он был теплокровным, ему удалось потеснить своих конкурентов и расселиться на достаточно большой территории.
Динозавры были полутеплокровными
| Первые млекопитающие были похожи на рептилий по скорости обмена веществ | Существует так называемая "гипотеза терморегуляции", которая предполагает, что эктотермы (хладнокровные) стареют медленнее, чем эндотермы (теплокровные), так как метаболизм. |
| Динозавры определенно были теплокровными рептилиями | Современные рептилии, или пресмыкающиеся, — это 4 группы животных: змеи и ящерицы, крокодилы, черепахи и гаттерия (единственный вид в группе). |
| Первые млекопитающие были похожи на рептилий по скорости обмена веществ | Напротив, если теплокровность возникла более 300 миллионов лет назад, еще в каменноугольный период, получается, речь шла о смене одних теплокровных зверей на. |
Динозавры определенно были теплокровными рептилиями
Из-за того, что он был теплокровным, ему удалось потеснить своих конкурентов и расселиться на достаточно большой территории. "Третий глаз" современных рептилий дает ответы на вопросы об эволюции теплокровных животных. Это связано с тем, что рептилиям не нужно производить столько энергии, сколько теплокровным животным, чтобы поддерживать температуру своего тела.
"Третий глаз" современных рептилий дает ответы на вопросы об эволюции теплокровных животных
Причудливый теропод из Мелового периода. Художница сообщества Фанерозой Наталья Смирнова. Почему птицы являются динозаврами? Если начать спрашивать у людей, что они знают про динозавров, то большинство из опрашиваемых вам расскажет про огромных тиранозавров, про быстрых велоцирапторов, про рогатых трицератопсов. И мало кто скажет, что среди динозавров подавляющее большинство не было гигантами, часть из которых содержало в себе очень много птичьих черт. Чего стоит тот же динозавр под названием фалькатакели, что родом из энанциорницевых птиц. Явные отличия от типичного современного голубя у этого динозавра отображаются в когтях на крыльях и зубах в клюве. Эх сломали мы мечты криптозоологов, найти живых динозавров, что плавают в тропическах лесах и бродят в Лохнесских Озерах, но да простит нас Ктулху. Извиняемся за возможно неуместную щепотку юмора и продолжим рассказывать про эволюцию наших рептилоидов. Итак, уже со второй половины XIX века известно, что между птицами и динозаврами есть близкая эволюционная связь.
Например, палеонтолог Альбер Годри в своём труде «Философские аспекты палеонтологии »писал следующее: «Многочисленные исследования, относящиеся к динозавровым, доказывают, что большинство их отличалось походкой бегающих птиц». Но последние открытия показывают, что связь гораздо крепче, чем мы могли подозревать. Так сейчас верным будет считать деление динозавров на 2 клады: Птицетазовые В свою очередь клада ящеротазовых распадается также на две клады: Завроподы Тероподы Поэтому, как и говорилось выше, птиц относят к тероподам, к которым также относятся такие известные хищники как тиранозавриды, аллозавр - наш любимый динозавр , спинозавр. Молодой диаблоцератопс нашёл голову павшего тираннозаврида. Рисунок художницы сообщества Фанерозой Натальи Смирновой Джон Остром был первым, кто выдвинул гипотезу о том, что птицы произошли от теропод. В 1964-м году он описал дейнониха, обнаруженного в Монтане. Палеонтолог выделил общие черты у археоптерикса и дейнониха, и их было настолько много, что не заметить эволюционную связь было невозможно. Мама - дейноних и её птенцы. Художница сообщества Фанерозой Наталья Смирнова Дерущиеся археоптериксы.
Идею Джона Острома поддерживал Роберт Беккэр, написавший знаменитую книгу «Ереси о динозаврах» Помимо него в пользу птиц-динозавров высказывались палеонтологи Даррен Нэйш и Пол Баррет в своей книге «Динозавры. Начиная с 1990-х годов было найдено множество окаменелостей, доказывающих эту гипотезу и показывающих общие анатомические признаки у птиц и птицеподобных манирапторов. Представитель овираптозаврид Incisivosaurus gauthieri. Художница Наталья Смирнова Троодонит Hesperornithoid miessler. Художница Наталья Смирнова Представитель дромеозаврид. Художница, Наталья Смирнова. Художница сообщества Фанерозой Наталья Смирнова На основании этого в кладе теропод птиц относят к манирапторам. Палеонтологи даже по отношению к динозаврам, которые не являются птицами, начали употреблять термин: нептичьи динозавры. Более того, окаменелости показывают постепенную эволюцию птиц: например, то, как зубастая морда превратилась в беззубый клюв.
Особые, уникальные черты, отличающие птиц от других теропод начали появляться ещё в раннем меловом периоде.
Так что именно благодаря их генам вы можете пообедать, не задерживая дыхание. Главы об этих созданиях сопровождаются картинками с разнообразными зубастыми грузными существами, которые напоминают помесь варана с бегемотом и носят интригующие названия мосхопсы, листрозавры и тетрацератопсы. Прочитав такие слова, большинство людей сочтёт этих животных какими-то динозаврами, а стало быть, пресмыкающимися. Но это неверно. Латинское слово «завр» sauria , «ящер», не обязательно указывает на то, что перед вами рептилия. В начале XIX века им вообще обзывали почти каждый откопанный скелет, потому что с тем уровнем развития науки тяжело было разобраться, динозавр это или кто-то ещё.
Самый известный пример — базилозавр, который при ближайшем рассмотрении оказался доисторическим китом. Синапсиды и правда считались рептилиями — в начале XX века, на заре научного знания.
Даже с этими адаптациями дыхание никогда полностью не осуществляется без лёгких [71]. Смена воздуха в лёгких у каждой основной группы рептилий осуществляется по-разному. У чешуйчатых лёгкие вентилируются почти исключительно осевой мускулатурой. Это та же самая мускулатура, которая используется при передвижении. Из-за этого ограничения большинство чешуйчатых вынуждены задерживать дыхание во время интенсивных пробежек.
Некоторые, однако, нашли способ обойти это. Вараниды и некоторые другие виды ящериц используют буккальное сцеживание как дополнение к их обычному «аксиальному дыханию». Это позволяет животным полностью наполнять свои лёгкие во время бега и, таким образом, длительное время оставаться аэробно активными. Известно, что у ящериц тегу имеется протодиафрагма , отделяющая лёгочную полость от висцеральной. Хотя на самом деле он не способен к движению, он позволяет сильнее раздувать лёгкие, снимая вес внутренних органов с них [72]. Поскольку тело покрыто чешуйками, кожное дыхание у пресмыкающихся отсутствует исключение составляют мягкотелые черепахи и морские змеи , и лёгкие являются единственным дыхательным органом. У видов, живущих в воде, могут появляться специализированные адаптации, для того чтобы обходиться дольше без атмосферного воздуха, например у морских змей это слизистая выстилка рта, а у черепах это и полость рта и специальные анальные мешки, способные усваивать кислород из воды.
Крокодилы на самом деле имеют мышечную диафрагму, аналогичную диафрагме млекопитающих. Разница в том, что мышцы крокодиловой диафрагмы тянут лобковую кость часть таза, подвижную у крокодилов назад, что опускает печень, тем самым освобождая пространство для расширения лёгких. Этот тип диафрагмальной установки называют «печёночным поршнем». Дыхательные пути образуют ряд двойных трубчатых камер в каждом лёгком. При вдохе и выдохе воздух проходит через дыхательные пути в одном направлении, создавая таким образом однонаправленный поток воздуха через лёгкие. Аналогичная система обнаружена у птиц, варанов и игуан [73] [74]. У большинства рептилий нет вторичного неба, а это означает, что они должны задерживать дыхание при глотании.
Крокодилы развили костлявое вторичное нёбо, которое позволяет им продолжать дышать, оставаясь под водой и защищать свой мозг от повреждений, связанных с борьбой с добычей. Сцинки семейство Scincidae также в той или иной степени развили костное вторичное небо. Змеи использовали другой подход и вместо этого расширили свои трахеи. Их расширение трахеи торчит изо рта в виде трубки, и позволяет этим животным проглатывать крупную добычу, не страдая от удушья [75]. Система кровообращения[ править править код ] Система кровообращения пресмыкающихся Как и амфибии, большинство пресмыкающихся обладают трёхкамерным сердцем , состоящим из желудочка и двух предсердий. Желудочек разделён неполной перегородкой на две половины: верхнюю и нижнюю, и может быть условно разделён на три отдела. Однако трёхкамерное сердце рептилий развилось независимо от такового у земноводных, и различается в плане строения и иногда — функциональности у разных современных групп [76] [77].
Все лепидозавры и черепахи имеют трёхкамерное сердце, состоящее из двух предсердий, одного желудочка с переменными перегородками и двух аорт, ведущих в большой круг кровообращения. Степень смешения оксигенированной и деоксигенированной крови в трёхкамерном сердце различна в зависимости от вида и физиологического состояния. Было высказано предположение, что это изменение кровотока обеспечивает более эффективную терморегуляцию и более длительное время погружения для водных видов, но не было доказано, что оно является преимуществом и для наземных видов [78]. Сердце игуаны Будучи архозаврами, крокодилы обладают четырёхкамерным сердцем [64]. Перегородка полностью разделяет желудочек на две половины: правую — венозную и левую — артериальную, таким образом обосабливая полноценное четырёхкамерное сердце, как у млекопитающих и птиц. Лишь после образования полных перегородок у крокодилов образуется отверстие Панница в ходе эмбриогенеза, допускающее контролируемое смешивание артериальной и венозной крови, что связано со вторичным понижением уровня обмена веществ у этой группы животных [64]. Крокодилы имеют анатомически четырёхкамерное сердце, похожее на птичье, но также имеют две аорты [79].
Например, сердце игуаны, как и большинство чешуйчатых сердец, состоит из трёх камер с двумя аортами и одним желудочком, сердечными непроизвольными мышцами. Основными структурами сердца являются венозный синус, водитель ритма, левое предсердие, правое предсердие, атриовентрикулярный клапан, венозная полость, артериальная полость, лёгочная полость, мышечный гребень, вентрикулярный гребень, лёгочные вены и парные дуги аорты [80]. Некоторые виды чешуйчатых например, питоны и вараны имеют трёхкамерное сердце, которое при сокращении функционально становится четырёхкамерным. Это стало возможным благодаря мышечному гребню, который разделяет желудочек во время диастолы желудочков и полностью разделяет его во время систолы желудочков. Из-за этого гребня некоторые из этих чешуек способны создавать перепады давления в желудочках, эквивалентные тем, которые наблюдаются в сердцах млекопитающих и птиц [81]. Полного разделения на два независимых круга кровообращения у пресмыкающихся не происходит, поскольку венозная и артериальная кровь смешиваются в спинной аорте. Подобно рыбам и амфибиям, подавляющее большинство современных пресмыкающихся — холоднокровные животные.
Несмотря на это, многие пресмыкающиеся могут регулировать температуру, перемещаясь из тени на солнце и обратно или меняя цвет, становясь темнее, чтобы согреться, или светлее, чтобы остыть. Сравнительно недавно у ящериц тегу была обнаружена факультативная эндотермия — возможность повышать температуру тела во время брачного периода за счёт эндотермических химических реакций [82]. Вараны в разгар пищевой активности также могут повышать температуру тела за счёт внутренних процессов [83]. Кожистая черепаха, в свою очередь, имеет изолирующую жировую прослойку и за счёт интенсивной мышечной активности может быть примерно на 18 градусов теплее окружающей её воды [84].
Проведённые в ходе исследования замеры подтвердили теплокровность многих видов динозавров, также есть большая вероятность того, что тираннозавры были теплокровными, пернатыми и довольно активными, в отличие от классических рептилий. Ранее ГЛАС писал о том, что группа исследователей во Вьетнаме смогла обнаружить самую маленькую в мире наземную улитку , которая, как оказалось, способна даже поместиться в одной песчинке.
Большинство динозавров были теплокровными, говорят ученые
Рептилии это животные теплокровные или холоднокровные. Энергетические исследования некоторых рептилий показали, что их активные способности равны или превосходят возможности теплокровных животных аналогичного размера[90][91]. Ученым впервые удалось выяснить, когда предки современных млекопитающих обрели теплокровность, говорится в статье, опубликованной 20 июля в журнале Nature. Как полагают ученые, южноамериканские ящерицы представляют собой промежуточное звено между холоднокровными и теплокровными животными. Являются ли рептилии теплокровными или холоднокровными? Палеонтологи Америки и Испании, открытие которых опубликовано в журнале Nature, впервые нашли доказательства того, что тираннозавры были теплокровными рептилиями.
Динозавры определенно были теплокровными рептилиями
Теплокровные динозавры могли эволюционировать в человекоподобную рептилию около 40 млн лет назад. У теплокровных животных много стойкости, поскольку вырабатываемая ими энергия обусловлена высокой скоростью метаболизма. Хищные рептилии, обитавшие в морях 175–70 миллионов лет назад, вели активный образ жизни и, по-видимому, были теплокровными — к такому выводу пришли французские ученые. Существуют ли теплокровные рептилии? Почти все рептилии на земле хладнокровные, или экзотермические. Так исследователи отвергли ключевой аргумент гипотезы, согласно которой динозавры, возможно, были хладнокровными рептилиями.
Nature: Тираннозавры были активными теплокровными рептилиями
В новой статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи пишут о том, что тираннозавры являлись теплокровными рептилиями. Урок по теме Общая характеристика класса Пресмыкающиеся, или Рептилии. "Третий глаз" современных рептилий дает ответы на вопросы об эволюции теплокровных животных. 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. Если вам понравились наши предложения о том, являются ли рептилии хладнокровными, то почему бы не взглянуть на то, являются ли птицы теплокровными или хладнокровными.
Глюкоза могла быть причиной обретения теплокровности у рептилий
Наши с ними эволюционные пути разошлись около 320 миллионов лет назад, в каменноугольном периоде. В общем, взгляните на схему и поймёте. Примерно вот так эволюция и работает. Изображение: Wikimedia Commons Мы, синапсиды впредь можете именовать так всех млекопитающих, в том числе свою собаку , с завропсидами рептилии и птицы произошли от группы древних животных, называющихся базальными амниотами. Амниотам же начало дали амфибии, которые, в свою очередь, вывелись из древних кистепёрых рыб. В общем, если вас спросят, от кого произошли млекопитающие, не говорите «от рептилий» и уж тем более «от динозавров», или поставите себя в неловкое положение. Ответьте: «Мы, синапсиды, произошли от базальных амниот», и все удивятся вашей эрудированности. Ну, или скажут «Не умничай!
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.
Но динозавры технически рептилии — кроме птиц, их ближайшими живыми родственниками являются крокодилы и аллигаторы. Новый метод рассматривает один из самых основных признаков метаболизма: использование кислорода. Когда животные дышат, образуются побочные продукты, которые взаимодействуют с белками, сахарами и жирами, оставляя после себя молекулярные «отходы». Эти отходы чрезвычайно стабильны и нерастворимы в воде, поэтому сохраняются в процессе окаменения. Так что в костях можно прочитать «записи» о том, сколько кислорода вдыхал динозавр и, следовательно, предположить скорость его метаболизма. 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.
Исследователи обнаружили, что в каждом попавшем в выборку отряде амфибий и рептилий есть хотя бы один вид с пренебрежимым старением. В данном случае это означает, что с возрастом у таких видов не увеличивается смертность и не снижается плодовитость авторы ориентируются на два из трех критериев Финча; для сравнения, создатели базы данных Anage также учитывают ряд физиологических показателей организма. Скорость старения черепах оказалась самой медленной — в среднем 0,04. Гаттерии стареют так же медленно, как черепахи скорость старения у них составила 0,005. У крокодилов и саламандр этот процесс идет быстрее 0,14 и 0,18 соответственно , скорость старения чешуйчатых рептилий, таких как ящерицы и змеи, составляет 0,55, а бесхвостых амфибий — 0,41. Средняя продолжительность жизни черепах составила 39 лет, а гаттерий — 137 лет. У других рептилий и амфибий эти показатели оказались намного скромнее: 21 год у крокодилов, 12 лет у чешуйчатых рептилий, десять лет у саламандр и восемь лет у лягушек. Вопреки традиционным представлениям, авторы не обнаружили подтверждений, что пойкилотермные тетраподы в среднем стареют медленнее и живут дольше, чем гомойотермные теплокровные. Вместо этого оказалось, что одни виды амфибий и рептилий стареют медленнее и живут дольше по сравнению со средними значениями для птиц и млекопитающих, а другие — наоборот, стареют быстрее и живут меньше. И среди пойкилотермных, и среди гомойотермных животных была выявлена отрицательная корреляция между скоростью старения и продолжительностью жизни. Рейнке и ее коллеги также обнаружили, что скорость старения холоднокровных животных зависит от температуры. Рептилии при высоких температурах стареют быстрее, а амфибии — медленнее.
Класс Пресмыкающиеся
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. Вопрос о том, насколько эндотермными были древние сухопутные существа, имеет не только теоретическое значение.
По прогнозам ученых, рептилии должны уйти в спячку после 27 сентября, когда столбики термометров в ночные часы установятся на отметке ниже 10 градусов Цельсия. В это время змеи и ящерицы будут отыскивать подходящее место для сна. Например, ужи любят пережидать зиму в навозных кучах, гадюки зачастую сбиваются в группы и зимуют кучками в норах, оставленных животными.
Несмотря на это, их активность осенью снижена, и они уязвимы перед хищниками, поэтому не нужно их тревожить и тем более убивать.
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. Легкодоступных для теплокровных источников глюкозы 230 млн.
Сахарный тростник, сладкие корнеплоды, все ягоды, фрукты, овощи и даже зеленая трава - цветковые растения, первые представители которых появились только 140 млн. В природе получать глюкозу из целлюлозы могут только некоторые виды бактерий, которые заселяют желудки современных травоядных. Следует также отметить, что некоторые донные жители морей - оболочники, улитки, ракообразные используют туницин - животную целлюлозу для создания оболочек своих тел.
Однако сама по себе оценка количества 18O в останках рептилий еще ни о чём не говорит. Дело в том, что у нас нет надежных данных о температуре воды в местах обитания этих животных.
А если температура рептилий была примерно такая же, как температура окружающей воды, и следовала за ее изменениями, то нет оснований говорить и об эндотермии. Кроме того, в силу ряда причин содержание в морской воде изотопа 18O могло существенно меняться во времени. Схема родственных связей и существования в разные периоды основных групп хищных морских рептилий: ихтиозавров, плезиозавров и мозазавров. Видно, что произошли они от разных наземных предков и, соответственно, теплокровность их возникала совершенно независимо. По вертикальной оси — миллионы лет назад.
Выделены периоды: триас Triassic , юра Jurassic , мел Cretaceous. Из статьи: Ryosuke Motani. Warm-Blooded «Sea Dragons»? Такой оценкой температуры среды стали данные по содержанию изотопа 18O в костях ископаемых рыб, которые в то же время обитали в тех же морях и останки которых попадали в те же осадочные породы.