Потепление динозавров
Какая температура тела была у динозавров? На первый взгляд, в этом вопросе нет никакого подвоха: динозавры относятся к рептилиям, а рептилии — холодно-кровные животные. Впрочем, лучше говорить не холоднокровные, а эктотермные, то есть такие, чья температура зависит от температуры окружающей среды. Чтобы жить полной жизнью, им должно быть тепло вокруг, и неудивительно, что динозавров мы представляем себе разгуливавшими среди тропической растительности под ярким экваториальным солнцем.
Однако ископаемые остатки динозавров находят и в высоких широтах. Каким бы тёплым земной климат в целом ни был, температурная разница между экватором и полярным кругом есть всегда. Динозавры явно не стремились жить только там, где температура была постоянной днём и ночью, зимой и летом. Кроме того, сейчас мы знаем, что птицы — это прямые потомки динозавров; и вообще многие исследователи прямо называют птиц выжившими динозаврами. А ведь птицы — существа теплокровные, точнее, эндотермные, температура тела у них более или менее постоянная и от окружающей среды не зависит.
Получается, что некоторые из динозавров как-то умели оставаться тёплыми, когда окружающая среда их не очень грела. Может быть, и теплокровность птиц возникла на каких-то ранних этапах эволюции, когда пернатых как таковых ещё не было, а были только их предки-динозавры?
Теплокровные не остывают на холоде благодаря метаболической «топке»: часть энергии, которая высвобождается в реакциях обмена веществ, превращается в тепло*. Это же тепло поддерживает температурный оптимум для биохимических реакций и физиологических процессов: даже когда вокруг холодно, теплокровные энергичны и бодры. У холоднокровных в обмене веществ нет ухищрений, которые позволяли бы греть самих себя, поэтому их обмен веществ зависит от внешней температуры, а вслед за ним от неё же зависит и общая активность.
* Есть дополнительные механизмы самообогрева, например, мышечная дрожь, когда химическая энергия, заключённая в специальных молекулах, превращается в кинетическую, согревающую тело.
Выявить особенности метаболизма динозавров напрямую не получится — от них остались одни кости. Но есть косвенные признаки. Например, от интенсивности обмена веществ зависит, быстро будет расти животное или медленно. А скорость роста можно оценить по строению костей. Костная ткань нарастает слоями, отражая скорость метаболизма**. Если взять современных животных, то, например, интенсивность обмена веществ у зверей в 10 раз выше, чем у рептилий, и растут млекопитающие в 10 раз быстрее, чем ящерицы, змеи и т. д. Естественно, в таких сравнениях учитывают и общие размеры животных, и изменения размеров от рождения до зрелого возраста.
** Нечто похожее проделывают в ботанике, когда по годовым кольцам на спиле ствола определяют, хорошим или не очень был тот или иной год для дерева: если кольцо широкое, значит, условия были благоприятными и дерево росло быстро.
Метод применили к динозаврам, и оказалось, что вымершие ящеры — это нечто среднее: их нельзя назвать ни истинно теплокровными, ни истинно холоднокровными. Как такое может быть? На самом деле, у «полутеплокровности» есть вполне живые примеры. Большая белая акула, акула мако, тунец, кожистая черепаха, ехидна, даман и голый землекоп, некоторые насекомые — их называют мезотермными животными: они могут поднимать свою температуру, но не могут удерживать её постоянной, оставаясь зависимыми от окружающей среды. Скажем, когда тунец уходит на большую глубину, его температура падает, но всё равно остаётся выше, чем у воды вокруг. На мезотермность влияют размеры: потери тепла зависят от соотношения объёма тела и его поверхности, и чем животное крупнее, тем больше ему удаётся удерживать тепла в себе (и тогда говорят об особом типе терморегуляции — гигантотермии). Например, большая кожистая черепаха может позволить себе быть мезотермной, тогда как более мелкая зелёная черечерепаха — обычная холоднокровная рептилия. Зависимость здесь не стопроцентная: акула мако — мезотермная рыба, а китовая акула, при своих огромных размерах, остаётся холоднокровной. Но, говоря о динозаврах, трудно отказаться от мысли, что некоторые из них — как, скажем, диплодоки и аргентинозавры, — могли оставаться тёплыми благодаря своим колоссальным размерам.
