Древние морские ящеры плезиозавры и ихтиозавры, возможно, были теплокровными, показало исследование, основанное на анализе изотопного состава их зубов.
Первые млекопитающие были похожи на рептилий по скорости обмена веществ
Самый известный пример — базилозавр, который при ближайшем рассмотрении оказался доисторическим китом. Синапсиды и правда считались рептилиями — в начале XX века, на заре научного знания. Но с тех пор учёные разобрались, кто есть кто, и теперь Synapsida помещён на заслуженное место самостоятельного класса, который не входит в класс рептилий, как раньше. Синапсиды и завропсиды, к которым относятся современные рептилии и птицы, — это сестринские группы животных, а не родительские.
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.
Проблема в том, что каждый из этих признаков довольно трудно изучить по сохранившимся останкам, и они не имеют четкой привязки к температуре организма. Однако международной команде ученых под руководством палеонтологов из Музея естественной истории Лондона удалось найти способ, позволивший датировать обретение древними млекопитающими теплокровности. Дать ответ помогло исследование их внутреннего уха. Внутреннее ухо — часть органа слуха и равновесия, из-за своей сложной формы оно называется лабиринтом. Важной частью внутреннего уха являются так называемые полукружные каналы, которые перпендикулярны друг другу, и заполнены полупрозрачной студенистой жидкостью, называемой эндолимфой. При движении головы жидкость за счет своей инерции начинает переливаться, это движение фиксируют волоски вестибулярного нерва, что позволяет нам ориентироваться в пространстве и сохранять равновесие. Поэтому у разных организмов толщина каналов соответствует определенной вязкости жидкости, а значит — температуре тела. Так, у холоднокровных организмов эндолимфа более вязкая, и для нормального ее перетекания требуются более широкие каналы. Жидкость у теплокровных организмов менее вязкая, поэтому каналы внутреннего уха человека совсем не крупные.
Большинство современных рептилий и рыб — холоднокровные. Однако температура тела дельфинов, китов и тунца, например, почти не зависит от температуры окружающей среды. Биологи уверены, что нынешние данные помогут учёным изучить эволюцию гомойотермии. 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.
Reinke из Северо-восточного университета Иллинойса решила проверить эти предположения. Для этого они проанализировали литературные сведения о том, как долго живут представители 107 диких популяций рептилий и амфибий, относящихся к 77 видам. Эта информация была собрана путем мечения и повторного отлова животных, а исследования длились от четырех до шестидесяти лет. Для каждой популяции Рейнке с соавторами рассчитали скорость старения производную от кривой смертности и продолжительность жизни то есть число лет, по прошествии которых в выборке умирает 95 процентов взрослых особей. 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.
"Третий глаз" современных рептилий дает ответы на вопросы об эволюции теплокровных животных
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.
Кроме того, на температуру тела рептилии могут влиять такие факторы, как влажность и ветер. Из-за важности окружающей среды рептилии часто встречаются в определенных местах обитания, которые обеспечивают им подходящие условия для выживания. Сравнение холоднокровных и теплокровных животных. Есть несколько различий между хладнокровными и теплокровными животными.
Одно из основных отличий заключается в том, что теплокровные животные могут поддерживать постоянную внутреннюю температуру, а хладнокровные - нет. Кроме того, теплокровные животные имеют более высокую скорость метаболизма, а это означает, что им нужно чаще есть, чтобы поддерживать уровень энергии. Однако теплокровные животные также более активны при более низких температурах и лучше подходят для среды с более широким диапазоном температур. Связь между хладнокровием и метаболизмом Хладнокровие часто связано с более медленным метаболизмом. Это связано с тем, что рептилиям не нужно производить столько энергии, сколько теплокровным животным, чтобы поддерживать температуру своего тела. Однако эта более медленная скорость метаболизма также означает, что рептилиям нужно меньше еды и воды, чтобы выжить.
Кроме того, некоторые виды рептилий, например змеи, могут подолгу обходиться без еды, поскольку они способны замедлять свой метаболизм для сохранения энергии. Как рептилии выживают в холодном климате? Хотя рептилии обычно обитают в более теплом климате, некоторые виды приспособились к выживанию в более холодных условиях. Например, некоторые виды змей и черепах впадают в спячку в зимние месяцы, замедляя свой метаболизм и сохраняя энергию.
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. Ранее уже было показано, что у всех позвоночных содержание этого изотопа зависит как от температуры тела, так и от изотопного состава воды, которую потребляет животное. 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.
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. 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.
Динозавры были полутеплокровными
Теплокровные, наоборот, могут поддерживать постоянную температуру тела независимо от того, тепло ли вокруг или холодно, благодаря более активному метаболизму. Вначале были обнаружены первые холоднокровные млекопитающие (голые землекопы), а потом была найдена полноценно теплокровная рыба (обыкновенный опах). Существуют ли теплокровные рептилии? Почти все рептилии на земле хладнокровные, или экзотермические. Но динозавры технически рептилии — кроме птиц, их ближайшими живыми родственниками являются крокодилы и аллигаторы. Теплокровные динозавры могли эволюционировать в человекоподобную рептилию около 40 млн лет назад.
Первые млекопитающие были похожи на рептилий по скорости обмена веществ
– В отличие от теплокровных рептилии не могут поддерживать постоянную температуру своего тела и, когда наступают холода, их метаболизм замедляется. Статья рассказывает о теплокровных рептилиях, которые являются промежуточным звеном между холоднокровными и теплокровными животными. Теплокровные динозавры должны были быть очень активны, причем быстрый обмен веществ появился у них еще до того, как их представители научились летать. Ученым впервые удалось выяснить, когда предки современных млекопитающих обрели теплокровность, говорится в статье, опубликованной 20 июля в журнале Nature. Вопрос о том, были ли динозавры теплокровными, как млекопитающие и птицы, или хладнокровными, как рептилии и рыбы, обсуждается уже очень давно.
Nature: Тираннозавры были активными теплокровными рептилиями
стеноптеригия, обнаруженные в Германии, позволили обнаружить следы подкожного жира, что в свою очередь позволяет сделать предположение о теплокровности. Некоторые древние морские рептилии обладали температурой тела на 20 °C выше температуры воды, в которой они плавали. 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. Вначале были обнаружены первые холоднокровные млекопитающие (голые землекопы), а потом была найдена полноценно теплокровная рыба (обыкновенный опах). «Третий глаз» у рептилий закрыт полупрозрачной кожей, поэтому дает возможность различать только свет или темноту. Из-за того, что он был теплокровным, ему удалось потеснить своих конкурентов и расселиться на достаточно большой территории.