iPon Cikkek

Se meleg, se hideg – A dinoszauruszok hőszabályozása

Dátum | 2014. 06. 15.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Fél évszázaddal ezelőtt még lomha és nem kifejezetten intelligens állatoknak hittük a dinoszauruszokat. Az azóta eltelt évtizedek kutatási eredményeinek köszönhetően ez a kép mára alapvetően átformálódott, az őshüllőket aktív, gyors és ügyes állatokként képzeljük magunk elé, amelyek sok tekintetben hasonlítanak túlélő utódaikhoz, a madarakhoz. A tudományos pálfordulás jelentős részben egyetlen kulcsmomentumnak köszönhető: míg kezdetben a mai hüllőkhöz hasonlóan hidegvérű (ektoterm) állatoknak hitték a dinoszauruszokat, mára ez a kép jelentősen árnyalódott. A napjainkban élő hüllők testhőmérséklete jelentősen függ környezetüktől, a dinoszauruszok kapcsán azonban számos bizonyíték utal arra, hogy az emlősökhöz és madarakhoz hasonlóan melegvérűek (endoterm) lehettek, vagyis belső folyamataik és anatómiai sajátosságaik eredményeként jóval nagyobb mennyiségű hőt generáltak, mint a hüllők, és testhőjüket viszonylag stabilan megtartották, függetlenül a külső körülményektől. A dinoszauruszok hőszabályozásának kérdése a paleontológia legkomolyabb problémái közé tartozik. Mivel a hőháztartás jellege és az anyagcsere milyensége szorosan összefügg, a kérdés a kihalt állatokkal kapcsolatos szinte minden kutatási területre kihat. Éppen ezért a paleontológia összes szakértője véleményt nyilvánított az ügyben karrierje során legalább egyszer. A kutatók számtalan módon igyekeztek választ adni a kérdésre, vizsgálták többek közt az állatok csontjainak szerkezetét, a lábak formáját, a tüdők feltételezett alakját, a hőszigetelő tollak jelenlétét vagy hiányát és a ragadozó-zsákmány arányt is.
Az Új-Mexikói Egyetem munkatársai legújabb kutatásuk során olyan módon igyekeztek megoldást találni a problémára, hogy a dinoszauruszok növekedési sebességét vizsgálták. Az őshüllők csontjai sok szempontból hasonlítanak a fatörzsekre: keresztmetszetüket tanulmányozva gyűrűk fedezhetők fel bennük, amelyek mindegyike egy évet reprezentál. A különböző életkorukban elpusztult állatok maradványainak vizsgálata révén tehát megállapítható, hogy milyen növekedési ütemmel rendelkeztek az egyes fajok, és ehhez milyen mennyiségű energiára lehetett szükségük. A növekedés sebessége tehát információkkal szolgálhat az anyagcsere jellegével kapcsolatban is. Ez a megközelítési mód azért is nagyon vonzó, mert más vizsgált faktorokkal ellentétben a növekedés üteme könnyen számszerűsíthető és összehasonlítható, magyarázza John Grady, a kutatás vezetője. A szakértő és kollégái összesen 381 állatfaj növekedési sebességét hasonlították össze, köztük 21 dinoszauruszét, 6 kihalt krokodilfajét és egy szintén kihalt cápáét. A vizsgált fajok közt olyan állatokkal találkozhatunk, mint a Tyrannosaurus rex, az Apatosaurus, a kék bálna, az őzegér, a pörölycápa vagy a komodói sárkány. A kutatók korábbi tanulmányok, illetve saját vizsgálataik alapján meghatározták minden egyes faj növekedési ütemét, majd ebből következtettek anyagcseréjük sebességére, sok esetben teljesen átdolgozva és továbbfejlesztve a régebbi munkák matematikai modelljeit. Az elemzés alapján a dinoszauruszok a szélsőségesen ektoterm állatok és az fokozottan endotermek között félúton foglalhattak helyet. Bár nem voltak képesek olyan precízen kontrollálni és stabilan tartani testhőmérsékletüket, mint az emberek vagy a lovak, nem is függtek annyira a külső környezettől, mint a kígyók vagy a gyíkok többsége. Az adatok alapján a dinoszauruszok nem hasonlítottak sem a hüllőkre, sem az emlősökre, hanem leginkább az olyan furcsa anyagcseréjű élőlényekre ütöttek, mint a nagy fehércápák, a kérgesteknősök vagy a tonhalak, mondják a kutatók.
A nagy fehércápák és a tonhalak nagyrészt hidegvérűek, ugyanakkor jelentős izommunkát végzenek annak érdekében, hogy vérüket melegen tartsák. A halak többségének anatómiája olyan, hogy a vér az oxigén felvétele közben a kopoltyúk közelében lehűl, az említett fajokban azonban a véredények elrendezése megakadályozza ezt. Az izmokból származó meleg vér egy része speciális ereken át fut el a kopoltyúkig, felmelegítve az oxigénfelvétel során lehűlő testfolyadékot. Ezek a halak tehát tetemes testhőt generálnak, és meg is tartják azt, így egyes testrészeik hőmérséklete akár 14 °C-kal is meghaladhatja a környező vizek hőmérsékletét. A kérgesteknősök hasonló „hőcserélő rendszerrel” rendelkeznek, és mivel testméretük is jelentős, könnyebben tartják meg a megtermelt hőt, mint a kisebb állatok. Grady szerint a dinoszauruszok többsége is ilyen jellegű hőszabályozással rendelkezhetett, amelyet ő összefoglalóan mezotermnek, avagy langyosvérűnek nevez. Míg az endoterm élőlények anyagcseréjük révén egy szűk tartományon belül tartják testhőmérsékletüket, az ektotermek testhője jóval szélesebb határok közt mozog, és azt csak korlátozottan képesek megváltoztatni a környezet hőjéhez képest. A mezoterm állatok saját anyagcseréjükre támaszkodva emelik meg testhőmérsékletüket, viszont azt nem képesek stabilan tartani. Belső „fűtésük” van ugyan, a termosztát viszont hiányzik. Grady a dinoszauruszokon kívül ebbe a kategóriába sorolja a nagy fehércápákat, a tonhalakat és a kérgesteknősöket is, ugyanakkor az emlősök közt is akadnak mezotermek. A tojásrakó hangyászsünök átlagos testhőmérséklete például átlagosan 31 °C körül alakul, ettől azonban felfelé és lefelé is eltérhet 10 °C-kal.
Grady és munkatársai következtetése nem teljesen új. A paleontológusok többsége szerint a dinoszauruszok melegvérűségéről vagy hidegvérűségéről való vita túlságosan is leegyszerűsíti a problémát. Az állatvilág más képviselőinek vizsgálata alapján a hőszabályozás módja egy folytonos skála mentén képzelhető el, amelyen az őshüllők valahol középtájt foglalnak helyet. „Több tanulmány is foglalkozott már azzal, hogy a dinoszauruszok anyagcseréje közepes ütemű” – mondja John Hutchinson, a Royal Veterinary College kutatója. Ez a munka azonban részletes adatokkal támasztja alá az elméletet, adatai világosan és tesztelhetők, ráadásul összhangban állnak a többi bizonyítékkal is, hangsúlyozza a tanulmány erényeit a szakértő. „Számomra a döntő pont az lenne, ha kiderülne, hogyan működött a sarkvidéki dinoszauruszok hőszabályozása” – mondja Hutchinson. Grady csapata elsősorban ugyanis meleg éghajlatokon élő őshüllőket vizsgált, holott számos faj élt kemény telekkel sújtott vidékeken is. Kérdéses tehát, hogy ezek is mezotermek voltak-e, vagy másfajta hőszabályozással éltek. „Rendkívül fontos és integratív tanulmányról van szó, amely új alapot teremt a kihalt állatok növekedési ütemének kutatásához” – mondja Gregory Erickson, a Floridai Állami Egyetem kutatója. „Az információk fényében még alaposabban összehasonlíthatjuk, hogy milyen gyorsan növekedtek az első madarak a többi dinoszauruszhoz képest, és ennek fényében milyen lehetett az anyagcseréjük.”
Mieke Köhler, a Katalán Őslénytani Intézet munkatársa ugyanakkor úgy véli, hogy a kutatás túlságosan összemossa a mezotermnek nevezett állatokat, holott a hangyászsün, a tonhal és a kérgesteknős nagyon eltérő módokon szabályozzák testhőmérsékletüket. „Teljesen eltérő metabolikus gépezetekre támaszkodnak. Nem egy egységes csoport tagjai, hanem különféleképpen specializálódott élőlények, amelyek élettani állapotukat a szélsőségek felé tolták el” – mondja a kutató. A dinoszauruszok hasonló összemosása elfedi, hogy milyen eltérő körülmények között és milyen eltérő módon éltek. Holott nagyon is sokszínű csoportot alkottak. A dinoszauruszok 185 millió éven keresztül uralták a Földet, és a Stegosaurus valamint a Tyrannosaurus megjelenése közt több idő telt el, mint a Tyrannosaurus és az ember felbukkanása közt. Ez idő alatt számtalan méretű és jellegű fajuk alakult ki, voltak köztük tollasak és toll nélküliek, egyaránt megéltek a trópusokon és a sarkvidéken, illetve a szárazföldön és a tengerben is. Valószínűleg ennek megfelelően hőszabályozásuk is nagyon eltérően működött, és ha többségük mezoterm volt is, különböző módszerekkel érhették el ezt. Mindez megmagyarázhatja azt is, hogy miért bukkannak fel egymással ellentmondó bizonyítékok, ami az őshüllők élettanát illeti: az állatok egyáltalán nem alkotnak olyan egységes csoportot, mint a mai madarak vagy a hüllők.
Grady kutatócsoportjának vizsgálata szerint valószínűleg a madarak egyik közvetlen ősének tekintett Archaeopteryx is mezoterm lehetett, ami őszintén meglepte a szakértőket. „Ez a szárnyas, tollas, madárszerű állat növekedési ütemét tekintve nem sokban különbözött négylábú rokonaitól” – mondja Grady. Az Archaeopteryx kifejezetten lassan nőtt: nagyjából két év alatt érte el teljes nagyságát, holott egy hasonló méretű ölyv alig hat hét alatt felnő. „Energiafelhasználása messze a mai madaraké alatt maradt, ugyanakkor tollak borították, így elképzelhető, hogy alacsony anyagcsereszintű endoterm volt, vagy a hangyászsünhöz hasonló mezoterm. Egyelőre nem tudjuk a pontos választ” – mondja a szakértő. Hutchinson szerint ezek az adatok számos érdekes kérdést vetnek fel. Érdekes lenne kideríteni például, hogy a madarak anyagcseréje mikor és milyen okból gyorsult fel a mai szintre. A mezoterm hőszabályozás a kutatócsoport véleménye szerint megmagyarázhatja azt is, hogyan voltak képesek olyan hosszan fennmaradni a dinoszauruszok. Testhőmérsékletük megemelése révén ideiglenesen fel tudtak gyorsulni, így vadászat vagy menekülés közben hatékonyabbak lehettek. A cápák és a tonhalak pontosan így tesznek ma is. A kardhalak pedig agyuk és szemük hőmérsékletének megemelésére is képesek, így vadászat közben gyorsabban tudják feldolgozni a vizuális információkat. Az átmeneti hőszabályozás révén a dinoszauruszok tehát szükség esetén profitálhattak a magasabb testhőmérsékletből, ugyanakkor nem kellett annyi energiát felhasználniuk, ami a melegvérűséghez szükséges.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

4. benczeb90
2014.06.15. 10:55
Jó kis cikk. Bizony nem minden vagy fekete (XY elméletét bizonygatva) vagy fehér (VW elméletét bizonygatva). Úgy látszik itt is előbb egy elmélet kellett, hogy azt (a megjelenésekori fogadtatásától függetlenül) valaki ellenőrizhesse és alátámaszthassa.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. chris-v
2014.06.16. 11:39
Azért az mindig elgonolkoztat, hány évig éltek ezek az álatok a földön. Elképesztő, hogy 185 millió évig itt sétálgattak. Rengeteg idő!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. benczeb90
2014.06.16. 21:12
az. akár még értelmesek is lehettek vmennyire. idő volt rá elvileg.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. zorrd023
2014.06.19. 00:05
Miért ne lehettek volna értelmesek? HA piramisokat építettek volna se maradna meg ennyi ideig, mert minimum annyira eldeformálódna nem ismernénk fel. Vagy jó emberi szokásként a régi építményeket elhordjuk aztán építünk belőle mást

Már x éve is benne volt dinós természet filmekben hogy a nagyobb testűek "langyos" vérűek voltak. De voltak rendes melegvérűek is. Szóval ez nem annyira új.

Az meg hogy a növények tovább élnek mint a legtöbb állat úgy igaz. De hogy tovább az nem biztos. Van egy medúza faj ami biológiailag halhatatlan. Baktériumok / vírusok ha nem is össze tettek de tízezer éveket kibírnak. Vírus milliókat.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!