Градусник для динозавра и суета вокруг варана

Юрий Угольников
Юрий Угольников

Динозавры привлекают внимание и потому, что это самые большие существа, когда-либо жившие на суше, и потому, что время нептичьих динозавров закончилось ровно перед началом кайнозоя — эры господства млекопитающих, то есть нас с вами. Несмотря, однако, на неослабевающий интерес и колоссальный рост наших знаний о динозаврах за последнее время, многое в их экологии и физиологии еще вызывает споры. Например, не прекращаются дискуссии о том, были ли какие-нибудь нептичьи динозавры теплокровны, какие именно из них и когда могли перейти к эндотермии, а какие нет и за счет чего они поддерживали высокую температуру. Долгое время эти споры оставались довольно умозрительными: в прошлое на машине времени с градусником не слетаешь. И все-таки прогресс не стоит на месте. Новые методы позволяют и о таких эфемерных вопросах, как температура тела ископаемого животного, говорить более-менее предметно.

Недавно опубликованная в журнале Nature статья Fossil biomolecules reveal an avian metabolism in the ancestral dinosaur [1] не ставит, конечно, точку в многолетних дискуссиях, но изложенные в ней данные довольно интересны. Как они были получены и в чем состоит новаторство подходов авторов работы (Ясмины Виманн из Йельского университета и ее коллег), я здесь говорить не буду: отечественные научно-популярные СМИ уже успели крайне оперативно отреагировать и подробно ее осветить [2], [3], [4].

Я попробую сказать о том, в чем эти новые сведения требуют корректировки и где они могут быть неточны.

Рамановская спектроскопия действительно позволяет обнаруживать сложные органические молекулы, но что их можно выявлять и в столь древних остатках организмов, вызывает у ряда специалистов большие сомнения. Вполне возможно, исследователи видят не реальную картину, а то, что хотят увидеть, хотя авторы работы и говорят, что тщательно выбирали образцы, чтобы избежать постороннего биологического загрязнения.

Картина, полученная авторами, во многом подтверждает выводы уже имеющихся исследований: в очередной раз установлена теплокровность морских мезозойских рептилий — плезиозавров, подтверждена теплокровность летающих родичей динозавров — птерозавров. То, что тероподы (к ним относятся двуногие и преимущественно плотоядные динозавры) оказались в числе эндотермных животных, тоже предсказуемо. Лично я бы предположил, что у ранних динозавров, в том числе даже тероподов, все-таки был менее развитый метаболизм, но это сугубо мое мнение, а сейчас не о нем речь: эндотермия тероподов вполне ожидаема.

С другой стороны, получены и результаты менее предсказуемые. Так, в число эндотермов попали и крупнейшие из динозавров — зауроподы, у которых часто подозревают гигантотермию (инерциальную гомойотермию) — то есть обычно считается, что им удавалось поддерживать стабильно высокую температуру просто за счет огромных размеров тела.

Филогенетическое древо амниот с указанием типов терморегуляции (теплыми цветами показана более высокая скорость метаболизма) [1]
Филогенетическое древо амниот с указанием типов терморегуляции (теплыми цветами показана более высокая скорость метаболизма) [1]
Еще более неожиданно, что в числе холоднокровных существ оказались многие птицетазовые динозавры — орнитисхии, в том числе гадрозавры и цератопсиды, представители которых жили и в конце мелового периода в бореальных широтах и даже за полярным кругом (в это время местный климат уже был достаточно суров и температура могла падать ниже 0 °C). Кроме того, сами авторы статьи отмечают, что такая скорость роста, которую демонстрируют гадрозавры, скорее характерна для животных теплокровных.

Совсем уж неожиданно, что в число эндотермов попадают вымершие представители ящериц-варанидов из рода Saniwa; авторы робко называют это факультативной эндотермией. Кажется, эта странность прямо указывает на ограниченность использованного метода. В организме выявляются окисленные молекулы, которые должны свидетельствовать о том, что метаболизм животного достаточно развит, чтобы вырабатывать тепло самостоятельно, — по сути, мы узнаём об интенсивности использования животным кислорода. Конечно, это важно, но само по себе увеличение аэробной способности еще не означает, как мы видим в случае с варанами и их родичами, что существо действительно эндотермно.

У варанов (как минимум некоторых) более совершенный, чем у других лепидозавров, тип дыхания, в чем-то напоминающий птичий (но, естественно, без воздушных мешков намного менее эффективный, чем у пернатых). Я упоминал в своей (не слишком, к сожалению, удавшейся) книге «Динозавры против млекопитающих», что такой тип дыхания вероятен как минимум для двух видов варанов; возможно, сейчас есть данные и по каким-то еще видам. Впрочем, и без этих отдельных исключений дыхание у варанов довольно совершенное по рептильным меркам: ситуация «бежит — дышит» для варанов нормальна, так как у них в дыхании участвует не только грудная клетка, но и подъязычный аппарат. У варанов также более сложно, чем у большинства рептилий, устроено сердце и довольно специфически устроены митохондрии [5], [6]. Но главное — всё это еще не делает варанов по-настоящему теплокровными.

Комодский варан. Фото Mark Dumont / Flickr: There Be Dragons
Комодский варан. Фото Mark Dumont / Flickr: There Be Dragons

Если мы хотим подтвердить хотя бы факультативную теплокровность, то на сегодняшний день обнаружена она только у черно-белых тегу, которые действительно периодически (в период размножения) способны поддерживать температуру выше температуры окружающей среды. Они ни разу не вараны. Однако у нас нет данных, позволяющих утверждать, что такая факультативная теплокровность сказывается на накоплении в организме продуктов окисления жиров и сахаров, и если сказывается, мы не знаем, в какой степени. Быть может, в отличие от варанов, тегу показали бы накопление окисленных молекул, более похожее на обнаруженное у обычных экзотермных существ.

Полагаю, некоторые животные, определенные в исследовании как теплокровные, могли иметь лишь уровень метаболизма близкий к тому, который мы наблюдаем у современных варанов.

Кроме того, важна не только возможность накопления окисленных молекул, но и то, идет ли это накопление на самом деле: пища того или иного животного могла быть богата веществами, препятствующими их накоплению (столь активно рекламируемыми сегодня антиоксидантами). В таком случае останки организма с активным метаболизмом будут иметь меньше окисленных молекул, чем следовало бы ожидать, и его можно будет записать в холоднокровные (да, это крайне маловероятно, почти невозможно, но всё же не исключено).

Несмотря на приведенную критику, данные, полученные Ясминой Виманн и ее коллегами, кажутся мне весьма интересными и важными для понимания экологии мезозоя (хотя и нуждающимися в корректировке). Мне не кажется невозможным, что часть орнитисхий действительно могла в какой-то степени замедлить свой метаболизм: в начале крайне теплого мелового периода низкий уровень метаболизма мог дать даже какие-то эволюционные преимущества. В конце концов, и среди современных млекопитающих есть один очень известный вид, для которого поддерживать высокую температуру оказалось себе дороже: голый землекоп. От эндотермии землекопы отказались. Да, землекоп — случай исключительный, но можно привести и другие примеры замедления метаболизма у млекопитающих. Так, родичи современных двупалых ленивцев (входят с ними в одно семейство) мегалониксы еще не так давно (по геологическим меркам) жили на Аляске (считайте, что это происходило почти сегодня, а климат нынешней Аляски представить не трудно). Да, мегалониксы большие, и уже поэтому им проще сохранять тепло, но даже если мы увеличим современного ленивца до размера мегалоникса и будем беспрерывно снабжать его вкусными листьями, то в климатических условиях современной Аляски, сохранив нынешний неспешный метаболизм, он ну никак не выживет. Дело не только в том, что гигантские ленивцы были именно гигантскими, но и в том, что неспешный образ жизни их современных родственников в тропических и экваториальных лесах не требует не только суеты, но и лишнего обогрева. Ленивцам сейчас не нужен интенсивный метаболизм. Если уж вполне эндотермные существа могут отказаться от эндотермности или по крайней мере заметно замедлить темпы метаболизма, то для существ, чей метаболизм мог не сильно отличаться от метаболизма современных варанов (если такая корректировка полученных данных верна), это было и того проще.

Возможно и то, что зауроподы действительно поддерживали высокую температуру не только за счет размеров, хотя мы пока и не понимаем, какие именно специфические факторы позволяли мезозойским экосистемам выдерживать давление многотонных теплокровных гигантов, которым в этом случае постоянно требовалось просто колоссальное количество растительной пищи.

Еще раз: в целом данные, полученные Виманн и соавторами, кажутся мне правдоподобными, но всё же они нуждаются в корректировках и дополнениях и окончательную точку в истории изучения метаболизма динозавров не ставят. И конечно, нам еще предстоит осмыслить в их свете экологию мезозоя в целом.

Юрий Угольников

Автор благодарит за помощь в создании, а главное сокращении этого текста А. Журавлёва, К. Еськова и Л. Каташук

1. nature.com/articles/s41586-022-04770-6

2. nkj.ru/news/43954

3. nplus1.ru/news/2022/05/27/fossil-biomolecules

4. polit.ru/news/2022/05/26/ps_hot_blooded

5. scientificrussia.ru/articles/uchenye-imkb-so-ran-sovmestno-s-zarubezhnymi-kollegami-rasshifrovali-genom-komodskogo-varana

6. link.springer.com/article/10.1007/BF00738417

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

См. также:
Подписаться
Уведомление о
guest

0 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (2 оценок, среднее: 4,50 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: