Waren Dinosaurier warmblütig?

Weil es so viel Verwirrung darüber gibt, was es für eine Kreatur bedeutet - nicht nur für einen Dinosaurier - zu sein "Kaltblütig" oder "warmblütig", beginnen wir unsere Analyse dieses Problems mit einigen dringend benötigten Definitionen.

Biologen verwenden eine Vielzahl von Wörtern, um den Stoffwechsel eines bestimmten Tieres zu beschreiben (dh die Art und Geschwindigkeit der chemischen Prozesse, die in seinen Zellen stattfinden). In einem (n endothermisch Kreatur erzeugen Zellen Wärme, die die Körpertemperatur des Tieres aufrechterhält, während ektotherm Tiere nehmen Wärme aus der Umgebung auf.

Es gibt zwei weitere Kunstbegriffe, die dieses Problem weiter erschweren. Das erste ist homöothermbeschreibt Tiere, die eine konstante innere Körpertemperatur aufrechterhalten, und die zweite ist poikilothermDies gilt für Tiere, deren Körpertemperatur je nach Umgebung schwankt. (Verwirrenderweise ist es möglich, dass eine Kreatur ektotherm, aber nicht poikiotherm ist, wenn sie ihr Verhalten ändert, um ihre Körpertemperatur in einer widrigen Umgebung aufrechtzuerhalten.)

Wie Sie vielleicht aus den obigen Definitionen vermutet haben, folgt daraus nicht unbedingt, dass ein ektothermes Reptil in Bezug auf die Temperatur buchstäblich kälteres Blut hat als ein endothermes Säugetier. Zum Beispiel ist das Blut einer Wüstenechse, die sich in der Sonne aalt, vorübergehend wärmer als das einer Säugetiere ähnlicher Größe in derselben Umgebung, obwohl die Körpertemperatur der Eidechse mit sinkt Einbruch der Dunkelheit.

Wie auch immer, in der modernen Welt sind Säugetiere und Vögel sowohl endotherm als auch homöotherm (d. H. "Warmblütig"), während die meisten Reptilien (und einige Fische) sowohl ektotherm als auch poikilotherm sind (d. H. "kaltblütig"). Was ist also mit Dinosauriern?

Paläontologen und Evolutionsbiologen gingen etwa hundert Jahre lang, nachdem ihre Fossilien ausgegraben worden waren, davon aus, dass Dinosaurier kaltblütig gewesen sein müssen. Diese Annahme scheint durch drei miteinander verflochtene Argumentationslinien befeuert worden zu sein:

1) Einige Dinosaurier waren sehr groß, was die Forscher zu der Annahme veranlasste, dass sie entsprechend langsam waren Stoffwechsel (da ein hundert Tonnen schwerer Pflanzenfresser eine enorme Menge an Energie benötigen würde, um einen hohen Körper zu erhalten Temperatur).

2) Es wurde angenommen, dass dieselben Dinosaurier extrem sind kleine Gehirne für ihre großen Körper, die zum Bild langsamer, schwerfälliger, nicht besonders wacher Kreaturen beitrugen (eher wie Galapagos-Schildkröten als wie schnell Velociraptoren).

3) Da moderne Reptilien und Eidechsen kaltblütig sind, machte es Sinn, dass „eidechsenähnliche“ Kreaturen wie Dinosaurier auch kaltblütig sein müssen. (Dies ist, wie Sie vielleicht vermutet haben, das schwächste Argument für kaltblütige Dinosaurier.)

Diese erhaltene Sicht auf Dinosaurier begann sich in den späten 1960er Jahren zu ändern, als eine Handvoll Paläontologen, darunter auch Chef Robert Bakker und John Ostrombegann ein Bild von Dinosauriern als schnelle, schlagfertige, energiegeladene Kreaturen zu verbreiten, die eher modernen Säugetier-Raubtieren ähnelten als den schwerfälligen Eidechsen des Mythos. Das Problem war, es wäre extrem schwierig für einen Tyrannosaurus Rex einen so aktiven Lebensstil aufrechtzuerhalten, wenn er kaltblütig war - was zu der Theorie führte, dass Dinosaurier tatsächlich Endothermen gewesen sein könnten.

Weil es keine lebenden Dinosaurier gibt, die seziert werden könnten (mit einer möglichen Ausnahme, die wir bekommen werden bis unten) stammen die meisten Beweise für einen warmblütigen Stoffwechsel aus modernen Theorien über Dinosaurier Verhalten. Hier sind die fünf Hauptargumente für endotherme Dinosaurier (von denen einige unten im Abschnitt "Argumente gegen" in Frage gestellt werden).

• Zumindest einige Dinosaurier waren aktiv, klug und schnell. Wie oben erwähnt, ist der Hauptimpuls für die Theorie der warmblütigen Dinosaurier, dass einige Dinosaurier ausgestellt haben "Säugetier" -Verhalten, das ein Energieniveau beinhaltet, das (vermutlich) nur von einem Warmblütigen aufrechterhalten werden kann Stoffwechsel.
• Dinosaurierknochen zeigen Hinweise auf einen endothermen Stoffwechsel. Mikroskopische Analysen haben gezeigt, dass die Knochen einiger Dinosaurier mit einer Geschwindigkeit wuchsen, die mit modernen Säugetieren vergleichbar ist haben mehr Gemeinsamkeiten mit den Knochen von Säugetieren und Vögeln als mit den Knochen der heutigen Zeit Reptilien.
• Viele Dinosaurierfossilien wurden in hohen Breiten gefunden. Kaltblütige Kreaturen entwickeln sich viel häufiger in warmen Regionen, in denen sie die Umgebung nutzen können, um ihre Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Höhere Breiten führen zu kälteren Temperaturen, daher ist es unwahrscheinlich, dass Dinosaurier kaltblütig waren.
• Vögel sind Endothermen, also müssen es auch Dinosaurier gewesen sein. Viele Biologen betrachten Vögel als „lebende Dinosaurier“ und begründen, dass die Warmblutigkeit moderner Vögel ein direkter Beweis für den warmblütigen Stoffwechsel ihrer Dinosaurier-Vorfahren ist.
• Das Kreislaufsystem der Dinosaurier erforderte einen warmblütigen Stoffwechsel. Wenn ein Riese Sauropod mögen Brachiosaurus hielt seinen Kopf in einer vertikalen Position, wie eine Giraffe, die enorme Anforderungen an sein Herz gestellt hätte - und nur ein endothermer Stoffwechsel könnte sein Kreislaufsystem befeuern.

Laut einigen Evolutionsbiologen reicht es nicht aus, dies zu sagen, da einige Dinosaurier möglicherweise schneller und intelligenter waren als bisher angenommen. Alle Dinosaurier hatten einen warmblütigen Stoffwechsel - und es ist besonders schwierig, den Stoffwechsel eher aus dem vermuteten Verhalten als aus dem tatsächlichen Fossil abzuleiten Aufzeichnung. Hier sind die fünf Hauptargumente gegen warmblütige Dinosaurier.

• Einige Dinosaurier waren zu groß, um Endothermen zu sein. Nach Ansicht einiger Experten wäre ein 100-Tonnen-Sauropod mit warmblütigem Stoffwechsel wahrscheinlich überhitzt und gestorben. Bei diesem Gewicht könnte ein kaltblütiger Dinosaurier eine sogenannte "Trägheitshomöothermie" gewesen sein - das heißt, es erwärmte sich langsam und kühlte langsam ab, so dass es einen mehr oder weniger konstanten Körper beibehielt Temperatur.
• Das Jura und Kreidezeiten waren heiß und schwül. Es ist wahr, dass viele Dinosaurierfossilien in großen Höhen gefunden wurden, aber vor 100 Millionen Jahren war sogar ein 10.000 Fuß hoher Berggipfel möglicherweise relativ mild. Wenn das Klima das ganze Jahr über heiß wäre, würde dies kaltblütige Dinosaurier bevorzugen, die sich auf Außentemperaturen stützten, um ihre Körperwärme aufrechtzuerhalten.
• Wir wissen nicht genug über die Haltung von Dinosauriern. Das ist nicht sicher Barosaurus hob den Kopf, um nach Maden zu suchen; Einige Experten glauben, dass große, pflanzenfressende Dinosaurier ihre langen Hälse parallel zum Boden hielten und ihre Schwänze als Gegengewicht verwendeten. Dies würde das Argument schwächen, dass diese Dinosaurier warmblütigen Stoffwechsel benötigten, um Blut in ihr Gehirn zu pumpen.
• Der Knochenbeweis wird überbewertet. Es mag sein, dass einige Dinosaurier schneller wuchsen als bisher angenommen, aber dies ist möglicherweise kein Beweis für einen warmblütigen Stoffwechsel. Ein Experiment hat gezeigt, dass moderne (kaltblütige) Reptilien unter den richtigen Bedingungen schnell Knochen erzeugen können.
• Dinosauriern fehlten Atemturbinaten. Warmblüter atmen etwa fünfmal so oft wie Reptilien, um ihren Stoffwechsel zu befriedigen. Landwohnendothermen haben Strukturen in ihren Schädeln, die als "Atemturbinaten" bezeichnet werden und dabei helfen, die Feuchtigkeit während des Atmungsprozesses zu speichern. Bis heute hat niemand schlüssige Beweise für diese Strukturen in Dinosaurierfossilien gefunden - daher müssen Dinosaurier kaltblütig gewesen sein (oder zumindest definitiv keine Endothermen).

Was können wir aus den obigen Argumenten für und gegen warmblütige Dinosaurier schließen? Viele Wissenschaftler (die mit keinem der beiden Lager verbunden sind) glauben, dass diese Debatte auf falsch basiert Räumlichkeiten - das heißt, es ist nicht so, dass Dinosaurier entweder warmblütig oder kaltblütig sein mussten, ohne dritte Alternative.

Tatsache ist, wir wissen noch nicht genug darüber, wie der Stoffwechsel funktioniert oder wie er sich möglicherweise entwickeln kann, um endgültige Schlussfolgerungen über Dinosaurier zu ziehen. Es ist möglich dass Dinosaurier waren weder warmblütig noch kaltblütig, hatten aber einen „intermediären“ Stoffwechsel, der noch nicht festgelegt wurde. Es ist auch möglich, dass alle Dinosaurier warmblütig oder kaltblütig waren, aber einige einzelne Arten entwickelten Anpassungen in die andere Richtung.

Wenn diese letzte Idee verwirrend klingt, denken Sie daran, dass nicht alle modernen Säugetiere genauso warmblütig sind. Ein schneller, hungriger Gepard hat einen klassischen warmblütigen Stoffwechsel, aber das relativ primitive Schnabeltier trägt a Der Stoffwechsel ist in vielerlei Hinsicht dem einer Eidechse vergleichbarer Größe näher als dem einer anderen Säugetiere. Einige Paläontologen behaupten, dass sich langsam bewegende prähistorische Säugetiere (wie Myotragus, die Höhlenziege) einen echten kaltblütigen Stoffwechsel hatten.

Heutzutage schließt sich die Mehrheit der Wissenschaftler der Theorie der warmblütigen Dinosaurier an, aber dieses Pendel könnte in die andere Richtung schwingen, wenn mehr Beweise gefunden werden. Vorerst müssen alle endgültigen Schlussfolgerungen über den Stoffwechsel von Dinosauriern auf zukünftige Entdeckungen warten.