Исследование возглавили Джон Эйлер, профессор геологии и профессор геохимии Роберта П. Шарпа, и Роб Игл, бывший научный сотрудник Калифорнийского технологического института, ныне работающий в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Статья с описанием исследования опубликована в номере журнала Nature Communications от 13 октября.
В текущем исследовании изучалась яичная скорлупа зауроподов, группы, в которую входят некоторые из самых больших динозавров, когда-либо существовавших, называемых титанозаврами, а также яичная скорлупа птицеподобных динозавров-овирапторид размером примерно с человека. Яичная скорлупа была проанализирована, чтобы определить, в какой степени углерод-13 и кислород-18 — редкие, встречающиеся в природе изотопы (различные формы элементов, различающиеся числом нейтронов) — группируются вместе в структуре минерала. Ранее было показано, что такое «скопление» редких изотопов зависит от температуры роста минералов.
Данные о яичной скорлупе сравнивались с результатами предыдущего исследования этой же группы, в которой использовались аналогичные методы для изучения температуры роста динозавров зауроподов, включая жирафоподобного жирафатитана и гигантского травоядного животного, известного как камаразавр.Изотопный состав яичной скорлупы показал, что меньшие динозавры-овирапторы имели температуру тела 32 градуса по Цельсию, что явно ниже, чем у современных млекопитающих и птиц. Температура тела более крупных динозавров-титанозавров составляла 38 градусов по Цельсию, что неотличимо от предыдущих результатов исследования зубов жираффатитана и аналогично современным млекопитающим.
Этот вывод о том, что более крупные динозавры поддерживают температуру тела, как у нас, в то время как более мелкие более напоминают современных рептилий, имеет значение для нашего понимания физиологии динозавров.Современные млекопитающие считаются теплокровными, если они регулируют собственную температуру, как если бы они настраивали внутренний термостат. В процессе, называемом эндотермией, теплокровные млекопитающие используют тепло, генерируемое их собственными внутренними функциями, вместо того, чтобы извлекать тепло из окружающей среды, как это делают хладнокровные змеи или ящерицы, греясь на солнце.
Эндотермия относительно похожа у многих млекопитающих разных размеров, от мышей до людей и китов.«Измерение более низких температур у маленьких динозавров — первое свидетельство того, что по крайней мере некоторые из них имели более низкий базальный метаболизм, чем большинство современных млекопитающих и птиц, и поэтому появление современных механизмов эндотермии у этих динозавров не произошло», — говорит Эйлер. .Картина не столь ясна для исследованных более крупных динозавров. Хотя Эйлер и его коллеги обнаружили, что у них теплая температура тела, как у современных млекопитающих, неизвестно, действительно ли у животных был эндотермический метаболизм или они были теплыми просто из-за их огромных размеров — явление, известное как гигантотермия. Гигантотермы имеют небольшую площадь поверхности по сравнению с их большими объемами и, следовательно, имеют меньшую площадь, через которую они могут терять тепло.
Таким образом, тепло удерживается внутри. «Если вы весите 80 тонн, ваша проблема не в том, чтобы оставаться в тепле, а в том, чтобы не загореться», — говорит Эйлер.Широкий диапазон высоких температур, обнаруженный среди различных видов динозавров, исследованных в ходе исследования, предполагает, что «либо у них был ряд различных метаболических стратегий, либо у всех был низкий базальный метаболизм, а у больших — только теплый из-за гигантотермии», — сказал Эйлер. говорит.
Метод, используемый для определения температуры тела животных, был впервые разработан и использован группой Эйлера в 2011 году на окаменелостях зубов динозавров и связан с методами, которые они ранее разработали для небиологических минералов и молекул. Метод, называемый методом слипшихся изотопов, основан на измерениях редких изотопов в биоапатите или биологически выращенном карбонате кальция, минерале, присутствующем в костях, зубах, яичной скорлупе и других окаменелостях. В 2006 году лаборатория Эйлера количественно определила степень, в которой углерод-13 и углерод-18 сгруппированы вместе в разной степени в биоминерале, в зависимости от температуры во время образования минерала; впоследствии эта взаимосвязь была исследована для многих типов минералов группой Эйлера в Калифорнийском технологическом институте и в других лабораториях.«Есть крутая идея, что если бы у меня был ископаемый скелет, я мог бы составить карту температуры тела всего существа и придумать физиологическую модель того, как оно перераспределяет тепло внутри своего тела», — говорит Эйлер. «Нет никаких причин, по которым вы не можете этого сделать, за исключением того, что кость не очень хорошо сохранилась».
Следующим шагом команды будет сравнение окаменелостей одного и того же вида на разных стадиях созревания. «Возможно, у некоторых динозавров разная метаболическая стратегия на разных этапах жизни», — говорит Эйлер.
