Waren Dinosaurier warmblütig?

Da es so viel Verwirrung darüber gibt, was es bedeutet, dass eine Kreatur - nicht nur ein Dinosaurier - „kaltblütig“ oder „warmblütig“ ist, wollen wir unsere Analyse dieses Themas mit einigen dringend benötigten Definitionen beginnen.

Biologen verwenden eine Vielzahl von Wörtern, um den Stoffwechsel eines bestimmten Tieres zu beschreiben (dh die Art und Geschwindigkeit der chemischen Prozesse, die in seinen Zellen stattfinden). In einem (n endothermisch Kreatur, Zellen erzeugen Wärme, die die Körpertemperatur des Tieres hält, während ektothermisch Tiere nehmen Wärme aus der Umgebung auf.

Es gibt zwei weitere Begriffe, die dieses Problem weiter erschweren. Das erste ist homöothermisch, beschreibt Tiere, die eine konstante innere Körpertemperatur aufrechterhalten, und die zweite ist poikilotherm, Dies gilt für Tiere, deren Körpertemperatur je nach Umgebung schwankt. (Verwirrenderweise ist es möglich, dass eine Kreatur ektothermisch, aber nicht poikiothermisch ist, wenn sie ihr Verhalten ändert, um die Körpertemperatur in einer widrigen Umgebung aufrechtzuerhalten.)

Was bedeutet es, warmblütig und kaltblütig zu sein??

Wie Sie aus den obigen Definitionen vermutet haben, folgt daraus nicht unbedingt, dass ein ektothermes Reptil wörtlich kälteres Blut aufweist als ein endothermes Säugetier. Beispielsweise ist das Blut einer in der Sonne aalenden Wüsteneidechse vorübergehend wärmer als das eines Säugetiers ähnlicher Größe in derselben Umgebung, obwohl die Körpertemperatur der Eidechse mit Einbruch der Dunkelheit sinkt.

Wie auch immer, in der modernen Welt sind Säugetiere und Vögel sowohl endotherm als auch homöotherm (d. H. "Warmblütig"), während die meisten Reptilien (und einige Fische) sowohl ektotherm als auch poikilotherm (d. H. "Kaltblütig") sind. Was ist mit Dinosauriern??

Seit ungefähr hundert Jahren, nachdem ihre Fossilien ausgegraben worden waren, vermuteten Paläontologen und Evolutionsbiologen, dass Dinosaurier kaltblütig gewesen sein müssen. Diese Annahme scheint durch drei miteinander verflochtene Argumentationslinien befeuert worden zu sein:

1) Einige Dinosaurier waren sehr groß, was die Forscher zu der Annahme veranlasste, dass sie einen entsprechend langsamen Stoffwechsel hatten (da ein hundert Tonnen schwerer Pflanzenfresser eine enorme Energiemenge benötigt, um eine hohe Körpertemperatur aufrechtzuerhalten)..

2) Dieselben Dinosaurier hatten vermutlich extrem kleine Gehirne für ihre großen Körper, was zum Image langsamer, schwerfälliger, nicht besonders wacher Kreaturen beitrug (eher wie Galapagos-Schildkröten als schnelle Velociraptoren)..

3) Da moderne Reptilien und Eidechsen kaltblütig sind, ergab es Sinn, dass auch „eidechsenähnliche“ Wesen wie Dinosaurier kaltblütig sein müssen. (Wie Sie vielleicht erraten haben, ist dies das schwächste Argument für kaltblütige Dinosaurier.)

Diese Sichtweise auf Dinosaurier änderte sich in den späten 1960er Jahren, als eine Handvoll Paläontologen, darunter Robert Bakker und John Ostrom, ein Bild von Dinosauriern als schnelle, schlagfertige, energiegeladene Kreaturen verbreitete, die eher modernen Säugetieren ähnelten Raubtiere als die schwerfälligen Eidechsen des Mythos. Das Problem war, dass es für einen Tyrannosaurus Rex äußerst schwierig sein würde, einen so aktiven Lebensstil aufrechtzuerhalten, wenn er kaltblütig wäre - was zu der Theorie führte, dass Dinosaurier tatsächlich endotherm gewesen sein könnten.

Argumente für warmblütige Dinosaurier

Da es keine lebenden Dinosaurier gibt, die präpariert werden könnten (mit einer möglichen Ausnahme, auf die wir weiter unten eingehen werden), stammen die meisten Beweise für den Warmblutstoffwechsel aus modernen Theorien über das Verhalten von Dinosauriern. Hier sind die fünf Hauptargumente für endotherme Dinosaurier (von denen einige unten im Abschnitt "Argumente gegen" in Frage gestellt werden).

• Zumindest einige Dinosaurier waren aktiv, schlau und schnell. Wie oben erwähnt, ist der Hauptimpuls für die Warmblut-Dinosaurier-Theorie, dass einige Dinosaurier „Säugetier“ -Verhalten zeigten, was ein Energieniveau mit sich bringt, das (vermutlich) nur durch einen Warmblut-Stoffwechsel aufrechterhalten werden kann.
• Dinosaurierknochen zeigen Hinweise auf einen endothermen Stoffwechsel. Die mikroskopische Analyse hat gezeigt, dass die Knochen einiger Dinosaurier mit einer Geschwindigkeit wuchsen, die mit denen moderner Säugetiere vergleichbar ist, und mehr Gemeinsamkeiten mit den Knochen von Säugetieren und Vögeln aufweisen als mit den Knochen moderner Reptilien.
• Viele Dinosaurierfossilien wurden in hohen Breiten gefunden. Kaltblütige Kreaturen entwickeln sich viel häufiger in warmen Regionen, in denen sie die Umgebung nutzen können, um ihre Körpertemperaturen aufrechtzuerhalten. Höhere Breiten haben niedrigere Temperaturen zur Folge, so dass es unwahrscheinlich ist, dass Dinosaurier kaltblütig waren.
• Vögel sind Endothermen, also müssen es auch Dinosaurier gewesen sein. Viele Biologen betrachten Vögel als "lebende Dinosaurier" und begründen, dass die Warmblutigkeit moderner Vögel ein direkter Beweis für den Warmblutstoffwechsel ihrer Dinosaurier-Vorfahren ist.
• Das Kreislaufsystem der Dinosaurier erforderte einen warmblütigen Stoffwechsel. Wenn ein riesiger Sauropode wie Brachiosaurus seinen Kopf in einer vertikalen Position gehalten hätte, wie eine Giraffe, hätte dies enorme Anforderungen an sein Herz gestellt - und nur ein endothermer Stoffwechsel könnte sein Kreislaufsystem befeuern.

Argumente gegen warmblütige Dinosaurier

Einigen Evolutionsbiologen zufolge reicht es nicht aus zu sagen, dass einige Dinosaurier schneller und intelligenter waren als bisher angenommen. Alle Dinosaurier hatten warmblütige Metabolismen - und es ist besonders schwierig, den Metabolismus aus vermutetem Verhalten und nicht aus dem vermuteten Verhalten abzuleiten tatsächlicher Fossilienbestand. Hier sind die fünf Hauptargumente gegen warmblütige Dinosaurier.

• Einige Dinosaurier waren zu groß, um endotherm zu sein. Nach Ansicht einiger Experten wäre ein 100 Tonnen schwerer Sauropod mit einem warmblütigen Stoffwechsel wahrscheinlich überhitzt und gestorben. Bei diesem Gewicht könnte ein kaltblütiger Dinosaurier eine so genannte Trägheitshomeotherme gewesen sein - das heißt, er wurde langsam erwärmt und kühlte langsam ab, sodass er eine mehr oder weniger konstante Körpertemperatur aufrechterhalten konnte.
• Die Jura- und Kreidezeit war heiß und schwül. Es ist wahr, dass viele Dinosaurierfossilien in großer Höhe gefunden wurden, aber vor 100 Millionen Jahren war vielleicht sogar ein 300 Meter hoher Berg relativ mild. Wenn das Klima das ganze Jahr über heiß wäre, würden kaltblütige Dinosaurier bevorzugt, die auf Außentemperaturen angewiesen sind, um ihre Körperwärme aufrechtzuerhalten.
• Wir wissen nicht genug über die Haltung der Dinosaurier. Es ist nicht sicher, ob Barosaurus den Kopf erhoben hat, um nach Grub zu suchen. Einige Experten glauben, dass große, pflanzenfressende Dinosaurier ihre langen Hälse parallel zum Boden hielten und ihre Schwänze als q Gegengewicht verwendeten. Dies würde das Argument schwächen, dass diese Dinosaurier warmblütigen Stoffwechsel benötigten, um Blut in ihr Gehirn zu pumpen.
• Der Knochenbeweis ist überbewertet. Es mag sein, dass einige Dinosaurier schneller wuchsen als bisher angenommen, aber dies ist möglicherweise kein Beweis für einen warmblütigen Stoffwechsel. Ein Experiment hat gezeigt, dass moderne (kaltblütige) Reptilien unter den richtigen Bedingungen schnell Knochen erzeugen können.
• Dinosauriern fehlten Atemturbinate. Warmblüter atmen etwa fünfmal so oft wie Reptilien, um ihren Stoffwechsel zu decken. Endothermen in Landgebieten haben Strukturen in ihren Schädeln, die als "Atemturbinaten" bezeichnet werden und dazu beitragen, die Feuchtigkeit während des Atmungsprozesses zu speichern. Bisher hat niemand schlüssige Beweise für diese Strukturen in Dinosaurierfossilien gefunden - daher müssen Dinosaurier kaltblütig gewesen sein (oder zumindest definitiv nicht endothermisch).

Wo die Dinge heute stehen

Was können wir also aus den obigen Argumenten für und gegen warmblütige Dinosaurier schließen? Viele Wissenschaftler (die mit keinem der beiden Lager verbunden sind) glauben, dass diese Debatte auf falschen Prämissen beruht - das heißt, Dinosaurier mussten weder warmblütig noch kaltblütig sein, und es gab keine dritte Alternative.

Tatsache ist, wir wissen noch nicht genug darüber, wie der Stoffwechsel funktioniert oder wie er sich möglicherweise entwickeln kann, um endgültige Schlussfolgerungen über Dinosaurier zu ziehen. Es ist möglich, dass Dinosaurier weder warmblütig noch kaltblütig waren, sondern einen „mittleren“ Stoffwechseltyp hatten, der noch nicht festgelegt wurde. Es ist auch möglich, dass alle Dinosaurier warmblütig oder kaltblütig waren, aber einige einzelne Arten entwickelten Anpassungen in die andere Richtung.

Wenn diese letzte Idee verwirrend klingt, denken Sie daran, dass nicht alle modernen Säugetiere genauso warmblütig sind. Ein schneller, hungriger Gepard hat einen klassischen warmblütigen Stoffwechsel, aber das relativ primitive Schnabeltier hat einen reduzierten Stoffwechsel, der in vielerlei Hinsicht dem einer vergleichbar großen Eidechse ähnlicher ist als dem anderer Säugetiere. Erschwerend kommt hinzu, dass einige Paläontologen behaupten, dass sich langsam bewegende prähistorische Säugetiere (wie Myotragus, die Höhlenziege) einen wirklich kaltblütigen Stoffwechsel hatten.

Heutzutage schließt sich die Mehrheit der Wissenschaftler der warmblütigen Dinosaurier-Theorie an, aber dieses Pendel könnte in die andere Richtung schwingen, wenn mehr Beweise gefunden werden. Für den Moment müssen alle definitiven Schlussfolgerungen über den Dinosaurier-Stoffwechsel auf zukünftige Entdeckungen warten.