Многие динозавры, скорее всего, были теплокровными

В течение нескольких десятилетий ученые обсуждают вопрос, были ли динозавры теплокровными, как птицы, или холоднокровными, как рептилии. Зная это, можно делать предсказания об их поведении и уровне активности. Изотопная геохимия не дала однозначного ответа, потому что ученые недостаточно знают о процессе образования окаменелостей, как не внес ясности и анализ линий роста. В новой работе, опубликованной в Nature, исследователи из США изучили скорость метаболизма динозавров и птиц — объем вдыхаемого кислорода за час на грамм массы тела. Они использовали рамановскую и инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье для анализа скоплений продуктов окисления липидов. Эти методы обладают еще и тем преимуществом, что не повреждают образец. Высокая скорость метаболизма свидетельствует о вероятной теплокровности, низкая — о эктотермности, или холоднокровности.

Тепло — побочный продукт распада жиров и сахаров. Получаемая в результате химическая энергия участвует в образовании аденозинтрифосфатов в ходе окислительного фосфорилирования во внешней мембране митохондрии. При окислительном фосфорилировании образуются АФК, которые проникают в мембрану митохондрий, взаимодействуют с липидами и формируют реактивные карбонильные соединения. Эти соединения реагируют с аминокислотами клеточных и внеклеточных белков. Этот каскад окислительных реакций известен как «метаболический стресс». В результате образуются конечные продукты липоксидации (КПЛ) — N-, O- и S-гетероциклы и (тио)эфиры. Авторы проверили гипотезу, что КПЛ можно детектировать в окаменелостях.

В анализе использовали бедренные кости темного цвета — он означает, что в окаменелости сохранилось много органики. Авторы изучили останки динозавров, птерозавров, плезиозавров, а также современных млекопитающих, птиц и ящериц. Сигналы, которые исходят от КПЛ, использовали в качестве метаболических маркеров. Сравнив количества КПЛ с известной скоростью метаболизма современных животных, авторы оценили скорость метаболизма вымерших животных.

Динозавры часто имели высокую скорость метаболизма. Но птицетазовые, например, Triceratops и Stegosaurus, имели низкую скорость метаболизма, сравнимую с современными холоднокровными. Ящеротазовые Velociraptor, Tyrannosaurus rex и Brachiosaurus, скорее всего, были теплокровными. У некоторых динозавров скорость метаболизма была сравнима с таковой у птиц, что было удивительно для исследователей.

Джасмина Виеманн, молекулярный палеобиолог из Йельского университета и первый автор исследования, делает предположения о поведении динозавров на основании новых данных. От птицетазовых с низкой скоростью метаболизма можно было ожидать «поведенческой» терморегуляции, как у ящериц и черепах, которые греются на солнце. Возможно, они также мигрировали в теплую местность в холодные сезоны. Теплокровные динозавры могли быть более подвижными. Травоядным гигантским зауроподам приходилось бы поглощать большое количество пищи для поддержания высокого метаболизма, а их пищеварительная система должна была быть очень эффективной. Из-за их размеров охлаждение представляло для них большую проблему, чем нагрев тела.