معلومات

هل كانت الديناصورات دافئة؟

هل كانت الديناصورات دافئة؟

نظرًا لوجود الكثير من الالتباس حول ما يعنيه لأي مخلوق - وليس مجرد ديناصور - أن يكون "بدم بارد" أو "بدماء دافئة" ، فلنبدأ تحليلنا لهذه المشكلة ببعض التعاريف التي تشتد الحاجة إليها.

يستخدم علماء الأحياء مجموعة متنوعة من الكلمات لوصف استقلاب حيوان معين (أي طبيعة وسرعة العمليات الكيميائية التي تحدث داخل خلاياه). في ماص للحرارة مخلوق ، الخلايا تولد الحرارة التي تحافظ على درجة حرارة جسم الحيوان ، في حين ectothermic الحيوانات تمتص الحرارة من البيئة المحيطة.

هناك نوعان من المصطلحات الفنية التي تزيد من تعقيد هذه القضية. الأول هو homeothermic، ووصف الحيوانات التي تحافظ على درجة حرارة الجسم ثابتة الداخلية ، والثاني هو متغير الحرارةالذي ينطبق على الحيوانات التي تتقلب درجة حرارة جسمها وفقًا للبيئة. (بشكل مربك ، من الممكن أن يكون المخلوق كائناً للحرارة ، وليس كآخر ، إذا كان يعدل سلوكه من أجل الحفاظ على درجة حرارة الجسم عند مواجهة بيئة معاكسة.)

ماذا يعني أن تكون دماء دافئة وذات دم بارد؟

نظرًا لأنك ربما تكون قد فاجأت من التعريفات المذكورة أعلاه ، فلا يعني ذلك بالضرورة أن الزواحف الخارقة للحرارة تحتوي على دم أبرد بدرجة حرارة أعلى من ثدييات ماصة للحرارة. على سبيل المثال ، ستكون دم سحلية الصحراء التي تشمس في الشمس أكثر دفئًا مؤقتًا من دم الثدييات المماثلة الحجم في نفس البيئة ، على الرغم من انخفاض درجة حرارة جسم السحلية مع حلول الظلام.

على أي حال ، في العالم الحديث ، الثدييات والطيور على حد سواء ماص للحرارة ومثلية الحرارة (على سبيل المثال ، "ذوات الدم الحار") ، في حين أن معظم الزواحف (وبعض الأسماك) على حد سواء ectothermic و poikilothermic على حد سواء (أي "بدم بارد"). ماذا عن الديناصورات؟

لمدة مائة عام أو نحو ذلك بعد أن بدأت حفرياتها في الحفر ، افترض علماء الحفريات وعلماء الأحياء التطوريين أنه يجب أن تكون الديناصورات بدم بارد. يبدو أن هذا الافتراض قد غذته ثلاثة خطوط منطقية متشابكة:

1) كانت بعض الديناصورات كبيرة جدًا ، مما دفع الباحثين إلى الاعتقاد بأن لديهم أيضًا بطيئًا بالمقابل (حيث يتطلب الأمر قدرًا هائلاً من الطاقة لنبات الأعشاب الذي يبلغ وزنه مائة طن للحفاظ على درجة حرارة الجسم مرتفعة).

2) كان من المفترض أن هذه الديناصورات نفسها لديها أدمغة صغيرة للغاية لأجسامها الكبيرة ، والتي ساهمت في صورة مخلوقات بطيئة ، متثاقلة ، ليست مستيقظة بشكل خاص (أشبه بسلاحف غالاباغوس أكثر من Velociraptors السريعة).

3) بما أن الزواحف والسحالي الحديثة بدم بارد ، فمن المنطقي أن الكائنات "الشبيهة بالسحلية" مثل الديناصورات يجب أن تكون بدم بارد أيضًا. (هذا ، كما قد تفكر ، هو أضعف حجة لصالح الديناصورات بدم بارد.)

بدأت هذه النظرة التي تلقتها الديناصورات في التغير في أواخر الستينيات ، عندما بدأت حفنة من علماء الحفريات ، من بينهم روبرت باكر وجون أوستروم ، في نشر صورة للديناصورات مثل المخلوقات السريعة سريعة الحركة والحيوية ، أقرب إلى الثدييات الحديثة الحيوانات المفترسة من السحالي المتثاقلة من الأسطورة. كانت المشكلة هي أنه سيكون من الصعب للغاية على الديناصور ريكس الحفاظ على نمط حياة نشط إذا كان بدم بارد - مما أدى إلى نظرية أن الديناصورات قد تكون ، في الواقع ، من الحرارة الداخلية.

الحجج لصالح الديناصورات ذوات الدم الحار

نظرًا لعدم وجود تشريح للديناصورات الحية (مع استثناء محتمل واحد ، والذي سنحصل عليه أدناه) ، فإن معظم الأدلة على الأيض ذي الدم الدافئ تنبع من النظريات الحديثة حول سلوك الديناصورات. فيما يلي الحجج الرئيسية الخمسة للديناصورات الماصّة للحرارة (يتم تحدي بعضها أدناه ، في قسم "الحجج ضد").

  • على الأقل كانت بعض الديناصورات نشطة وذكية وسريعة. كما ذكر أعلاه ، فإن الدافع الرئيسي لنظرية الديناصورات ذوات الدم الحار هو أن بعض الديناصورات أظهرت سلوكًا "ثدييًا" ، وهو ما يستلزم مستوى من الطاقة (من المفترض) لا يمكن الحفاظ عليه إلا عن طريق التمثيل الغذائي ذا الدم الدافئ.
  • تظهر عظام الديناصورات دليل على الأيض الماص للحرارة. أظهر التحليل المجهري أن عظام بعض الديناصورات نمت بمعدل مماثل للثدييات الحديثة ، ولديها ميزات مشتركة مع عظام الثدييات والطيور أكثر من عظام الزواحف الحديثة.
  • تم العثور على العديد من أحافير الديناصورات في خطوط العرض العليا. من المحتمل أن تتطور الكائنات ذات الدم البارد في المناطق الدافئة ، حيث يمكن استخدام البيئة للحفاظ على درجات حرارة الجسم. تستلزم خطوط العرض العليا درجات حرارة أكثر برودة ، لذلك من غير المرجح أن تكون الديناصورات بدم بارد.
  • الطيور هي endotherms ، لذلك يجب أن يكون الديناصورات أيضا. يعتبر العديد من علماء الأحياء أن الطيور "ديناصورات حية" ، والسبب في أن سفك الدماء الحار للطيور الحديثة دليل مباشر على عملية الأيض ذات الدم الدافئ لأسلافهم الديناصورات.
  • تتطلب أنظمة الدورة الدموية للديناصورات عملية استقلاب ذوات الدم الحار. إذا كان الصربوب العملاق مثل براشيوسوروس أبقى رأسه في وضع عمودي ، مثل الزرافة ، كان من شأنه أن يضع مطالب هائلة على قلبه - وأيضٍ مسبب للحرارة يمكن أن يغذي نظام الدورة الدموية.

الحجج ضد الديناصورات ذوات الدم الحار

وفقًا لعدد قليل من علماء الأحياء التطوريين ، لا يكفي القول إنه نظرًا لأن بعض الديناصورات ربما كانت أسرع وأكثر ذكاءً مما كان مفترضًا سابقًا ، كانت جميع الديناصورات لها استقلاب ذي دم دافئ - ومن الصعب للغاية استنتاج عملية التمثيل الغذائي من السلوك المفترض ، وليس من الديناصورات سجل الأحفوري الفعلي. فيما يلي الحجج الرئيسية الخمسة ضد الديناصورات ذات الدم الدافئ.

  • كانت بعض الديناصورات أكبر من أن تكون درجة حرارة عالية. وفقًا لبعض الخبراء ، من المحتمل أن يكون الصربوب الذي يبلغ وزنه 100 طن مع عملية الأيض ذات الدم الدافئ قد زاد من درجة الحرارة ومات. عند هذا الوزن ، كان يمكن أن يكون الديناصور البارد هو ما يسمى "بالحرارة المنزلية بالقصور الذاتي" - أي أنه تم تسخينه ببطء وتبريده ببطء ، مما يسمح له بالحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة أو أقل.
  • كانت فترات العصر الجوراسي والطباشيري حارًا وحار. صحيح أنه تم العثور على العديد من أحافير الديناصورات على ارتفاعات عالية ، ولكن قبل 100 مليون عام ، ربما كانت ذروة الجبل التي يصل ارتفاعها إلى 10000 قدم مشوهة نسبيًا. إذا كان المناخ حارًا على مدار السنة ، فسيفضل ذلك ديناصورات بدم بارد تعتمد على درجات الحرارة الخارجية للحفاظ على حرارة الجسم.
  • لا نعرف ما يكفي عن موقف الديناصورات. ليس من المؤكد أن باروسوروس رفع رأسه إلى العلف من أجل نكش. يعتقد بعض الخبراء أن الديناصورات العاشبة كبيرة الحجم ، عقدت رقابها الطويلة بالتوازي مع الأرض ، باستخدام ذيولها كوزن موازن. هذا من شأنه أن يضعف الحجة القائلة بأن هذه الديناصورات تحتاج إلى الأيض ذوات الدم الحار لضخ الدم إلى أدمغتهم.
  • دليل العظام مبالغ فيه. قد يكون صحيحًا أن بعض الديناصورات نمت بمعدل أسرع مما كان يعتقد سابقًا ، ولكن هذا قد لا يكون دليلًا على استقلاب ذوات الدم الحار. أظهرت إحدى التجارب أن الزواحف الحديثة (بدم بارد) يمكن أن تولد العظام بسرعة تحت الظروف المناسبة.
  • تفتقر الديناصورات إلى عنفات تنفسية. لتوفير احتياجاتهم الأيضية ، تتنفس المخلوقات ذات الدم الدافئ حوالي خمسة أضعاف ما تتنفسه الزواحف. يوجد لدى الأجسام المبطنة للحرارة الأرضية هياكل في جماجمها تسمى "عنفات التنفس" ، والتي تساعد على الاحتفاظ بالرطوبة أثناء عملية التنفس. حتى الآن ، لم يعثر أحد على أدلة قاطعة على هذه الهياكل في أحافير الديناصورات ، وبالتالي ، يجب أن تكون الديناصورات بدم بارد (أو ، على الأقل ، ليست بالحرارة الداخلية).

حيث تقف الأمور اليوم

لذا ، ما الذي يمكن أن نستنتجه من الحجج المذكورة أعلاه ضد الديناصورات ذوات الدم الحار وضدها؟ يعتقد العديد من العلماء (الذين لا ينتمون إلى أي من المعسكرين) أن هذا النقاش يستند إلى افتراضات زائفة - أي أنه ليس من الضروري أن تكون الديناصورات إما ذات دماء دافئة أو بدم بارد ، مع عدم وجود بديل ثالث.

والحقيقة هي أننا لا نعرف ما يكفي بعد عن كيفية عمل التمثيل الغذائي ، أو كيف يمكن أن تتطور ، لاستخلاص أي استنتاجات محددة حول الديناصورات. من المحتمل أن الديناصورات لم تكن بدماء دافئة أو بدم بارد ، ولكن كان لديها نوع "وسيط" من الأيض لم يتم تثبيته بعد. من الممكن أيضًا أن تكون جميع الديناصورات ذات دماء دافئة أو بدم بارد ، ولكن بعض الأنواع الفردية طورت تكيفات في الاتجاه الآخر.

إذا كانت هذه الفكرة الأخيرة مربكة ، ضع في اعتبارك أن جميع الثدييات الحديثة ليست بدماء دافئة بنفس الطريقة تمامًا. يحتوي الفهد السريع الجائع على استقلاب كلاسيكي ذي دم دافئ ، لكن خلد الماء البدائي نسبيًا يستقطب عملية الأيض التي تكون في نواح كثيرة أقرب إلى سحلية ذات حجم مماثل مقارنةً بسرطان الثدييات الأخرى. ومما يزيد الأمور تعقيدًا ، يدعي بعض علماء الحفريات أن ثدييات عصور ما قبل التاريخ البطيئة الحركة (مثل Myotragus ، و Cave Goat) كانت لها استقلاب حقيقي بدم بارد.

واليوم ، يشترك غالبية العلماء في نظرية الديناصورات ذات الدم الدافئ ، لكن هذا البندول يمكن أن يتأرجح في الاتجاه الآخر مع اكتشاف المزيد من الأدلة. في الوقت الحالي ، أي استنتاجات محددة حول استقلاب الديناصورات يجب أن تنتظر الاكتشافات المستقبلية.