воскресенье, 26 сентября 2010 г.

Теплокровные хозяева Мезозойских морей

Современниками динозавров, населявшими просторы соленых вод Юрского и Мелового периодов, были морские рептилии Ихтиозавры, Плезиозавры, Мозазавры. Родословная первых двух групп начинается еще в Триасовое время, Мозазавры же вышли на сцену в самом конце мирового господства ящеров – их расцвет пришелся на верхний Мел. Сегодня останки морских рептилий обнаруживаются на всех континентах. Кости молодого Плезиозавра (предположительно Эласмозавра (Elasmosaurus)) были найдены даже в Антарктиде! Как же ящеры смогли подняться на такие высокие широты? Неужели в те далекие времена все моря были теплые? Или что-то другое помогало им не замерзать в полярных областях?




Морские ящеры первобытных морей имели много сходного с морскими млекопитающими нашего времени. Во-первых, это сходный рацион - рыба, головоногие и двустворчатые моллюски, а также собратья по среде обитания (как нынешние касатки не прочь отведать ластоногих, так и Мозазавры охотно поедали Плезиозавров).

Схватка Мозазавра с Эласмозавром. Стая Птеранодонов слеталась поживиться

Сходна и форма тела у ящеров и морских млекопитающих. Так, Ихтиозавры сильно напоминают по внешнему виду дельфинов, а Плезиозавры – это доисторическое воплощение ластоногих.

Даже в процессе Эволюции эти две ветви животных копировали формы друг друга. Вверху - ранний нижнеюрский ихтиозавр Эвринозавр(Eurhinosaurus), внизу - один из предков современных дельфинов, миоценовый Эвринодельфин(Eurhinodelphis). Отличительной чертой обоих была сильно развитая верхняя челюсть, которая значительно превосходила по длинне нижнюю


Кроме того, как выяснила команда французских и датских палеонтологов, имелась и еще одна очень важная общая черта – способность поддерживать высокую температуру тела! Выше, чем окружающей среды!
Был проведен анализ содержания 18-го изотопа кислорода в фосфатах зубов Ихтиозавров, Плезиозавров, Мозазавров и рыб, обитавших в мезозойских морях. На концентрацию изотопа в минеральных солях костей прямое влияние оказывают две вещи: это его количество в поглощаемой воде и температура тела. Чем выше последняя, тем сильнее будет насыщаться изотопом зуб в процессе формирования. Концентрация 18-го изотопа кислорода в зубах рыб использовалась как референсная (отправная) точка, поскольку известно, что практически все рыбы холоднокровные. Значит, кислород в их фосфатах будет отражать его содержание в окружающей водной среде.

Эволюция морских ящеров в Мезозойской эре

Вычисления французского палеонтолога Орельена Бернара (Aurélien Bernard) и его коллег показали, что температура тела Ихтиозавров и Плезиозавров не следовала вслед за изменениями температуры воды, как это имело место у доисторических рыб. Она оставалась относительно постоянной и поддерживалась на достаточно высоком уровне – 33-37°С! Это говорит о том, что у животных наличествовали механизмы консервации тепла. Возможно, они имели слои жира, наподобие современных полярных млекопитающих, которые защищали их от переохлаждения. Возможно, обладали особой системой циркуляции крови. Но вполне вероятно, что они были теплокровны, как современные птицы и млекопитающие!

Триассовый ихтиозавр Миксозавр (Mixosaurus). Переходный вид, унаследовавший ряд признаков примитивных, угреподобной формы, ранних ихтиозавров, а также обзаведшийся чертами более продвинутых, дельфинообразных видов

Интересно, что ранние Триасовые ихтиозавры не могли похвастать таким достижением. То есть, примитивные Ихтиозавры и Плезиозавры (базальные Завроптеригии и Ихтиоптеригии), а уж тем более их пращуры, обитавшие на суше, были холоднокровны (пойкилотермы). И теплокровность (гомойотермия), в этих двух группах морских ящеров, явилась продуктом миллионов лет эволюции и была условием завоевания ими всего мирового океана.
Возникновение и распространение эндотермии (выработки тепла внутри организма) в живом мире – проблема сложная и до конца не изученная. Зарождение теплокровности относят к Пермскому периоду (около 300 млн лет назад), когда появились Синапсиды (звероящеры) – предки млекопитающих.

Диметродон (Dimetrodon) – весьма характерный синапсид в плане развития терморегуляции в животном мире. Большой «парус» на спине позволял 200 килограмовому звероящеру разогреваться с 26 до 32°С за 80 минут, без него у животного на это ушло бы в 2,5 раза больше времени!

Наличие теплокровности предполагают также у ряда представителей динозавров, птерозавров и предков крокодилов.
В современном мире, эндотермией наделены не только птицы с млекопитающими. Способность к терморегуляции отмечается даже у насекомых и растений! Например, такое растение как Скунсова капуста (или Вонючий симплокарпус) способно поддерживать температуру своего початка относительно постоянной при колебании окружающей температуры в довольно широком диапазоне (от -10°С до +27°С). При этих колебаниях температура початка меняется лишь на 3,5 градуса!

Скунсова капуста

Так называемая «региональная эндотермия» отмечена и у активных морских охотников – тунцов и сельдевых акул. Региональная эндотермия – это способность консервировать метаболическое (вырабатываемое в организме за счет обмена веществ) тепло в красных мышцах и других участках тела (например, сетчатке глаз). Такое изобретение позволяет данным рыбам минимизировать температурные барьеры и заселять полярные моря.

Стеноптеригий

Палеонтологи полагают, что похожая же физиологическая особенность могла быть присуща и поздним Ихтиозаврам и Плезиозаврам. Канадский профессор Риосуке Мотании (Ryosuke Motani), в частности, вычислил, что скорость метаболизма у Ихтиозавра Стеноптеригия (Stenopterygius) была сопоставима с таковой у тунцов. Как и в случае современных региональных эндотермов, это имело исключительное значение в расширении ареала обитания древних ящеров. Покорении ими новых температурных ниш в глубинах вод и на высоких (арктических) широтах.

Офтальмозавр (ophthalmosaurus) – глубоководный охотник. Был способен погружаться на 600 и более метров

Мозазавры, также отличавшиеся высокой температурой тела (37-41°С), придерживались иной стратегии сохранения тепла, чем Ихтиозавры с Плезиозаврами. Скорее всего, она была подобна той, что имеется у ныне живущей кожистой морской черепахи. Гигантотермия. Это сохранение накопленного при инсоляции (солнечном облучении) тепла за счет больших размеров тела, без дополнительной его генерации внутри организма. Так, данные Орельена Бернара показывают, что наиболее «теплыми» были огромные представители Мозазавров, такие как Тилозавры (Tylosaurus), при том что сосуществовавшие более мелкие собратья, оказывались градусов на 5 холоднее. Кроме того, было отмечено, что Мозазавры испытывали проблемы с теплоотдачей. То есть, при увеличении температуры окружающей воды, их тела также нагревались.

Тилозавры, охотящиеся на акулу

Вероятно, разница стратегий в теплообеспечении объясняется разницей в образе жизни морских ящеров. Активные, скоростные хищники Ихтиозавры и Плезиозавры, осуществлявшие многокилометровые миграции в открытом море, в том числе, во время охоты за рыбой, не могли довольствоваться даже частичной зависимостью от температуры окружающего моря. Обитавших же вдоль побережий Мозазавров, с их засадным типом охоты, это вполне устраивало.

Мозазавр, напавший на более мелкого сородича

В конце хочется-таки заметить, что величины температур тел древних ящеров, приведенные в работе французских и датских палеонтологов, актуальны лишь в том случае, если концентрации 18-го изотопа кислорода были одинаковы в Мезозойских водах повсеместно - на всех широтах и глубинах.

Публикация-источник (2002)
Публикация-источник (2010)
Публикация-источник (2010)

2 комментария:

  1. Анонимный3 марта 2011 г., 4:09

    Ничего не сказано о плиозаврах.

    ОтветитьУдалить
  2. Анонимный3 марта 2011 г., 4:27

    Извиняюсь. Они же относятся к отряду плезиозавры.

    ОтветитьУдалить