Ископаемые биомолекулы указали на теплокровность большинства динозавров

Ученые при помощи спектроскопии проанализировали химический состав окаменелостей вымерших животных и пришли к выводу, что общий предок динозавров был эндотермом (теплокровным), так как эндотермия была обнаружена у ящеротазовых (в том числе у тираннозавра и зауропод) и у части птицетазовых динозавров. Однако в процессе эволюции некоторые птицетазовые (например, трицератопс) стали эктотермными, то есть холоднокровными. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Эндотермами называют животных, которые могут сами поддерживать постоянную температуру тела, в то время как у эктотермов температура тела зависит от условий окружающей среды. Среди современных животных эндотермия характерна для млекопитающих и птиц, причем возникла она у них независимо. Кроме того, эндотермия всего тела обнаружена и у рыбы Lampris guttatus, хотя в ее случае источник тепла не метаболические реакции, а работа грудных плавников.

Палеонтологов давно занимает вопрос, когда именно возникла эндотермия в линии, ведущей к птицам. В последние годы все больше данных указывает на то, что нептичьи динозавры были эндотермами: это и довольно высокая скорость роста (ее определяют при помощи палеогистологических методов), и перьевой покров у многих динозавров, и находки их окаменелостей в полярных широтах. В одном из последних исследований палеонтологи при помощи анализа стабильных изотопов в скорлупе яиц выяснили, что эндотермия была характерна для всех основных групп динозавров, даже для зауропод, которых многие считали гигантотермами (так называют животных, которые поддерживают постоянную температуру тела за счет своих размеров).

Палеонтологи и химики из Испании и США во главе с Ясминой Виманн (Jasmina Wiemann) из Йельского университета решили выяснить уровень метаболизма вымерших животных при помощи анализа ископаемых биомолекул. Ученые сосредоточились на конечных продуктах перекисного окисления липидов (advanced lipoxidation end-products, ALE), которое вызывается активными формами кислорода. Последние, в свою очередь, образуются в результате биохимических процессов, генерирующих тепло, — поэтому количество ALE в ископаемых костях может говорить об уровне метаболизма. Кроме того, эти биомолекулы достаточно стабильны, поэтому хорошо сохраняются на протяжении миллионов лет.

Исследователи проанализировали химический состав костей, зубов и скорлупы яиц динозавров, птерозавров и других вымерших животных, а также — для сравнения — современных млекопитающих, птиц и рептилий. Для этого ученые воспользовались методами рамановской микроспектроскопии и инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. Исследователи действительно обнаружили следы ALE в образцах, но лучше всего они сохранились в ископаемых костях, поэтому ученые сосредоточились на них. На основе полученных данных специалисты рассчитали скорость метаболизма животных — и затем использовали результаты при построении филогенетического дерева и реконструкции предковых состояний.

Эндотермами оказались большинство динозавров: тероподы (в том числе тираннозавр), зауропод из семейства диплодоцид и некоторые птицетазовые (орнитопод дриозавр, пахицефалозавр и панцирный динозавр нодозавр). Но другие птицетазовые — стегозавр, трицератопс и гадрозавр — оказались эктотермами. При этом изначально для динозавров все же была характерна эндотермия — то есть эти птицетазовые вторично утратили ее. Более того, высокий уровень метаболизма был характерен и для общего предка динозавров и птерозавров.

Эндотермию обнаружили и у морских рептилий плезиозавров, а также у варановых (включая ископаемый вид Saniwa ensidens). Вараны обычно считаются эктотермами, но авторы считают, что их можно назвать факультативными эндотермами, и отмечают, что это неудивительно, так как для варанов характерен довольно высокий метаболизм.

Авторы считают, что их метод точнее, чем определение уровня метаболизма по изотопному составу окаменелостей (при фоссилизации может измениться соотношение изотопов) или при помощи палеогистологии (скорость роста лишь косвенно указывает на уровень метаболизма).

Не так давно ученые обнаружили, что ящерицы тегу Salvator merianae в сезон размножения становятся эндотермными.

Семён Морозов