Палеонтологи из Испании и США использовали новый метод, чтобы определить, какие из динозавров теплокровными, как птицы, а какие — холоднокровными, как рептилии. Рептилии это животные теплокровные или холоднокровные. Современные млекопитающие и птицы относятся к теплокровным животным, рыбы, рептилии и амфибии – к холоднокровным. Статья рассказывает о теплокровных рептилиях, которые являются промежуточным звеном между холоднокровными и теплокровными животными.
Ихтиозавры и плезиозавры, по-видимому, были теплокровными
Теплокровные динозавры должны были быть очень активны, причем быстрый обмен веществ появился у них еще до того, как их представители научились летать. 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. Урок по теме Общая характеристика класса Пресмыкающиеся, или Рептилии.
Почему рептилии хладнокровны?
В новой статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи пишут о том, что тираннозавры являлись теплокровными рептилиями. Статья рассказывает о теплокровных рептилиях, которые являются промежуточным звеном между холоднокровными и теплокровными животными. Существуют ли теплокровные рептилии? Почти все рептилии на земле хладнокровные, или экзотермические. 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. "Самым оптимальным выбором для аллергиков станут холоднокровные животные, такие как черепахи, хамелеоны и другие рептилии. Если говорить про теплокровных.
Тираннозавры были подвижными теплокровными рептилиями
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. Вероятно, именно эволюционное преимущество в виде теплокровности позволило этим животным целых 185 миллионов лет властвовать в морях и океанах.
У мезотермных животных, в отличие от гигантотермных, всё же есть свои ресурсы, чтобы поддерживать температуру тела в определённых рамках. Возвращаясь к динозаврам, можно сказать, что мезотермность позволяла им двигаться, расти и размножаться быстрее по сравнению с обычными холоднокровными рептилиями. Это, кстати, могло быть одной из причин невероятного эволюционного успеха динозавров во времена мезозойской эры. С другой стороны, их уровень метаболизма был всё-таки ниже, чем если бы они были теплокровными, что позволяло многим из них достигать гигантских размеров. То есть, например, если бы тираннозавр был теплокровным, он бы просто не смог обеспечивать себя нужным количеством энергии и оставаться хищником. Одновременно авторы работы подчёркивают, что динозавры — группа очень разнообразная, и, скорее всего, далеко не все из них были мезотермными. Другая трудность связана с тем, что относительно некоторых вымерших видов трудно сказать, были ли они мезотермными или просто не очень активными теплокровными.
Например, если взять археоптерикса, одного из самых известных кандидатов на роль предка птиц, то он достигал зрелости через два года, тогда как сходные с ним по размеру ястребы вырастают во взрослых птиц за шесть недель. Вероятно, археоптерикс был не таким уж теплокровным, как его потомки. Вообще же происхождение теплокровности у птиц и зверей до сих пор остаётся одной из самых больших эволюционных загадок, и авторы работы надеются, что их результаты смогут эту тайну хоть немного прояснить.
А что насчет динозавров?
С одной стороны, они были «предками» птиц, с другой — их ближайшими живыми «родственниками» являются и холоднокровные рептилии, крокодилы и аллигаторы. Ученые давно пытаются определить характеристики обмена веществ динозавров на основе изучения их ископаемых останков. Современные методы изотопной геохимии позволяют изучить минеральную структуру окаменелостей и понять, при каких температурах она сформировалась. Однако пока неясно, как сам процесс окаменения влияет на изотопные сигналы, что затрудняет сравнение данных, полученных при исследовании окаменелостей и костей современных животных. Скорость метаболизма можно также оценить по скорости роста животного, которая, в свою очередь, отражается на структуре его костной ткани.
Так, на поперечном срезе кости динозавра можно увидеть линии, похожие на годичные кольца деревьев: их число и ширина покажут, сколько лет и как быстро росла данная особь. С другой стороны, скорость роста связана не только с обменом, но и с возрастом: молодые животные растут быстрее. Недавно американо-шведская группа ученых под руководством специалистов из Йельского университета США успешно применили новый метод изучения скорости обмена веществ динозавров. С помощью рамановской спектроскопии и инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье они измерили в останках динозавров количество молекул окисленных липидов — побочных продуктов кислородного метаболизма.
Однако в 2016 году ученые наткнулись на разновидность ящерицы под названием аргентинская ящерица. Это первый и единственный известный вид ящериц во всем царстве рептилий, способный повышать температуру своего тела в брачный период. Говорят, что ящерица поднимает температуру своего тела на 10 градусов выше, чем температура окружающей среды. Это явление происходит только в брачный период, когда температура обычно повышается. В другие сезоны ящерицы тегу ведут себя так же, как и любые другие рептилии, чтобы поддерживать температуру своего тела. Поэтому это конкретное исключение было довольно шокирующим для научного сообщества, когда оно было обнаружено впервые.
Ученым еще предстоит выяснить, почему именно эта ящерица тегу является единственной, кто пренебрег своим званием хладнокровной рептилии, чтобы стать чем-то новым. Ученые предполагают, что это повышение температуры могло произойти из-за гормональных изменений у этих ящериц, происходящих во время брачного периода. Эти гормоны помогают согреть их тела, когда их ткани работают намного больше, чем обычно. В чем разница между хладнокровными и теплокровными? С научной точки зрения, холоднокровных животных называют экзотермическими, а теплокровных — эндотермическими. Холоднокровные животные зависят от внешних факторов, таких как изменения окружающей среды и колебания температуры, чтобы регулировать температуру своего тела. В категорию хладнокровных животных входят многие амфибии, птицы и рыбы, а также большинство рептилий, таких как змеи, ящерицы, черепахи и черепахи. Теплокровные животные вырабатывают тепло внутри своего тела с помощью физиологических систем, таких как обмен веществ. Этот процесс метаболизма генерирует тепло и энергию, которые помогают теплокровным животным и видам функционировать. Температура их тела не колеблется в зависимости от прохладной или жаркой погоды, она остается неизменной.
Большинство видов на земле теплокровные, например, все млекопитающие и человек, а также птицы, рыбы и многие земноводные теплокровные.
Класс Пресмыкающиеся
| морские рептилии, возможно, были теплокровными | Первым "теплокровную" черепаху обнаружил верующий учёный доктор Уэйн Фрэйр, в начале 1970х годов прошлого века. |
| Первые млекопитающие были похожи на рептилий по скорости обмена веществ | Теплокровные динозавры могли эволюционировать в человекоподобную рептилию около 40 млн лет назад. |
Многие динозавры, скорее всего, были теплокровными
В новой статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи пишут о том, что тираннозавры являлись теплокровными рептилиями. Интерфакс: Американские и испанские палеонтологи использовали новый метод, чтобы определить, какие из динозавров были теплокровными, как млекопитающие и птицы, а какие. Уникальный образец ихтиозавра юрского периода сохранил остатки мягких тканей, которые указали на теплокровность этих морских рептилий. Например, титанозавры были склонны к теплокровности, а хищные овирапторы отличались низкой температурой тела. Уникальный образец ихтиозавра юрского периода сохранил остатки мягких тканей, которые указали на теплокровность этих морских рептилий.
Теплокровные и холоднокровные животные
Из лёгочной артерии кровь направляется в лёгкие, где обогащается кислородом. От правой дуги аорты, содержащей артериальную кровь, отходят сонные артерии, несущие богатую кислородом кровь к голове. Затем обе дуги аорты — правая и левая — загибаются назад и, обогнув сердце, соединяются в непарную спинную аорту. Таким образом, в ней объединяются артериальная кровь из правой дуги и смешанная кровь из левой дуги аорты. Спинная аорта ветвится на артерии, снабжающие смешанной кровью с преобладанием артериальной все остальные органы тела. Движение крови в камерах сердца у амфибий а и рептилий б Выделительная система представлена тазовыми почками, мочеточниками и мочевым пузырём. У рептилий основным конечным продуктом белкового обмена является мочевая кислота. Для выведения этого вещества требуется в 200 раз меньше воды, чем для выведения мочевины. Тазовые почки, или вторичные почки, или метанефрос от др. Выделительные канальцы тазовых почек, в отличие от канальцев туловищных почек мезонефроса , не имеют открывающихся в полость тела воронок.
Они начинаются мальпигиевыми тельцами — капсулами с клубочками кровеносных капилляров внутри. Наружный конец каждого выделительного канальца открывается в собирательные трубочки, а они, в свою очередь, впадают в особый вырост задней части вольфова канала — вторичный метанефрический мочеточник. Тазовые почки имеют более сложное строение почечных канальцев, чем туловищные почки. Канальцы удлинены, в них идёт не только обратное всасывание реабсорбция воды, сахаров и солей натрия из первичной мочи, но и выделение мочевины и мочевой кислоты в просвет канальца секреторными клетками его стенок. В результате концентрация этих веществ во вторичной моче на выходе из канальца становится в 20 раз выше, чем в крови. Таким образом, благодаря тазовым почкам из организма выводится максимально концентрированная моча. Нервная система и органы чувств у рептилий более развиты, чем у земноводных. В головном мозге 5 отделов. Передний мозг состоит из двух больших полушарий, от которых отходят обонятельные доли.
Поверхность больших полушарий абсолютно гладкая. Хорошо развит мозжечок, обеспечивающий координацию сложных движений. У пресмыкающихся по сравнению с земноводными возрастает способность к образованию условных рефлексов, быстрее устанавливаются новые связи с внешней средой. Схема строения мозга рептилий. Зрение для пресмыкающихся имеет решающее значение среди органов чувств. Глаза защищены от высыхания наружными веками и мигательной перепонкой. У змей и некоторых ящериц веки срастаются, формируя прозрачный роговой покров. Сетчатка глаза может содержать рецепторы двух типов: палочки и колбочки. Колбочки отвечают за цветовое зрение.
У ночных видов колбочки отсутствуют. У рептилий, птиц и млекопитающих аккомодация от лат. При сокращении специальной аккомодационной мышцы расслабляются связки, на которых подвешен хрусталик, и он становится более выпуклым. Увеличение кривизны хрусталика позволяет чётко видеть близко расположенные объекты, а уменьшение кривизны — удалённые объекты. Таким образом, рептилии, птицы и звери обладают более зоркими глазами и хорошо видят предметы, находящиеся на разных расстояниях. Хорошо развито обоняние и осязание. Пресмыкающиеся способны воспринимать инфракрасные тепловые лучи: орган тепловой чувствительности находится на лицевой ямке между глазом и носом с каждой стороны головы. Этот орган особенно развит у змей, он позволяет определять источник теплового излучения, например любое мелкое теплокровное животное. Орган слуха устроен так же, как у амфибий: он содержит внутреннее ухо и среднее ухо, снабжённое барабанной перепонкой, слуховой косточкой стремечком и евстахиевой трубой.
Роль слуха в жизни пресмыкающихся невелика. Змеи не имеют барабанной перепонки и воспринимают только звуковые колебания, распространяющиеся в плотной среде по грунту или в воде. Размножение и развитие Пресмыкающиеся раздельнополы. У некоторых видов развит половой диморфизм.
Высокая скорость метаболизма свидетельствует о вероятной теплокровности, низкая — о эктотермности, или холоднокровности.
Тепло — побочный продукт распада жиров и сахаров. Получаемая в результате химическая энергия участвует в образовании аденозинтрифосфатов в ходе окислительного фосфорилирования во внешней мембране митохондрии. При окислительном фосфорилировании образуются АФК, которые проникают в мембрану митохондрий, взаимодействуют с липидами и формируют реактивные карбонильные соединения. Эти соединения реагируют с аминокислотами клеточных и внеклеточных белков. Этот каскад окислительных реакций известен как «метаболический стресс».
Авторы проверили гипотезу, что КПЛ можно детектировать в окаменелостях. В анализе использовали бедренные кости темного цвета — он означает, что в окаменелости сохранилось много органики.
Вероятно, именно эволюционное преимущество в виде теплокровности позволило этим животным целых 185 миллионов лет властвовать в морях и океанах. 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.
Однако те по-прежнему нагревались в предрассветные часы. Принцип работы этого природного механизма учеными до конца не выяснен. Они предполагают, что тепло генерируют быстрые сокращения мышц и органов, вызванные выделением неустановленного на данный момент гормона. Подобным способом временно повышать свою температуру могут и другие рептилии. Так, например, самки питонов с помощью мышечных сокращений нагревают яйца. Но если в других случаях речь идет о краткосрочном изменении температуры на несколько градусов, то особи обоих полов тегу могут нагреваться сразу и многократно.