Már a legelső dinoszauruszok és pteroszauruszok is melegvérűek voltak

A Qubit a szabad és tájékozott magyar nyilvánosságért dolgozik. Segítsd a munkánkat!

Az első dinoszauruszok és pteroszauruszok is melegvérűek voltak, vagyis fokozott anyagcseréjük következtében a madarakhoz és emlősökhöz hasonlóan környezetüknél magasabb, közel állandó testhőmérsékletet tudtak fenntartani, derül ki egy új kutatásból.

A Nature-ben szerda délután közölt eredmények alapján a hatalmas növényevő sauropodák, illetve theropoda ragadozó dinoszauruszok, melyekhez az egykori raptorok és a mai madarak is tartoznak, valódi melegvérűek (endoterm) voltak, míg a madármedencéjű dinoszauruszok nagy része – így például a késő jura korszakban élt Stegosaurus vagy a késő krétában élt Triceratops – az őseikkel ellentétben hidegvérűek (ektoterm).

A raptorokhoz tartozó Deinonychus a kutatás eredményei szerint egyértelműen melegvérű volt, csak úgy, mint a dinoszauruszok többségeIllusztráció: Fred Wierum

További két állatcsoportban, az emlősöknél és a plezioszauruszoknak nevezett tengeri hüllőknél a dinoszauruszoktól és pteroszauruszoktól függetlenül is kialakult a melegvérűség. Az eredmények a kutatók szerint arra utalnak, hogy a késő krétában a madarak és az emlősök mellett számos csoport melegvérű volt, ezért nem az anyagcseréjük volt a döntő abban, melyikük élte túl a 66 millió évvel ezelőtti nagy kihalást.

Jasmina Wiemann molekuláris paleontológus és kollégái ezekre a következtetésekre egy általuk kifejlesztett, áttörő módszer segítségével jutottak. Ez most először lehetővé tette, hogy fosszíliákból közvetlenül meg lehessen állapítani az őslények anyagcseréjének intenzitását, amely alapvetően határozza meg az állatok életmódját, viselkedését és a környezeti változásokhoz való alkalmazkodási képességét.

A kutatók 55 ma élő és kihalt, a hüllőszerűek és az emlősszerűek közé tartozó, magzatburkos faj csontjait vetették alá a csúcstechnológiás vizsgálatoknak, és olyan molekulákat azonosítottak, amelyek az állatok anyagcseréjének mértékéről árulkodnak – egészen pontosan arról, hogy egy gramm testtömegre nézve mekkora térfogatú levegőt lélegeztek be óránként. Erre ugyanis, mint Wiemann és kollégái rájöttek, a sejtek mitokondriumában zajló, kémiai energiát felszabadító anyagcserefolyamat melléktermékeként keletkező, úgynevezett ALE (advanced lipoxidation end-products) molekulákból lehet következtetni.

A képen az asztal felét elfoglaló Raman spektrométer segítségével a kutatók képesek a fosszíliákban megörződött molekulák vizsgálatáraFotó: University of Colorado Boulder

Wiemannék az állatok combcsontjaiban megmaradt molekulák mennyiségét Raman lézeres spektroszkópiai és ATR-FTIR infravörös spektroszkópiai mérésekkel határozták meg. A Raman spektroszkópia egy elterjedt, nem roncsoló módszer molekulák összetételének meghatározására, amely a lézerrel megvilágított mintában érzékeli azok rezgési spektrumát, a Raman-szórás jelenségét kihasználva. A NASA tavaly landolt Perseverance marsjárójának két lézeres spektrométere is képes így mérni és meghatározni ásványok és szerves molekulák kémiai összetételét.

A Raman-mérések feltárták, hogy a vizsgálnak alávetett 30 kihalt faj intenzív (melegvérű) vagy kevésbé intenzív (hidegvérű) anyagcserével rendelkezett, az alapján, hogy mennyire volt erős a csontokban az ALE molekulák jele. Ezeket egy másik fejlett módszerrel, a minták felszínének összetételét infravörös fény és egy azt szóró kristály segítségével meghatározó, úgynevezett ATR-FTIR infravörös spektroszkópiával erősítették meg. A szakemberek a mintában lévő 20 ma élő faj segítségével tovább tesztelték méréseiket, és nem találtak olyan, vizsgálati módszerekből adódó tényezőt, amely jelentősen befolyásolná következtetéseiket. Azt is ki tudták zárni, hogy a vizsgált fajoknál az anyagcsere mértéke és a légkör évmilliók alatt változó oxigéntartalma között lenne összefüggés.

Ezután az 50 vizsgált ma élő és kihalt állat evolúciós rokonsági kapcsolatát bemutató törzsfán ábrázolták az anyagcsereráta változását, és kimutatták, hogy a melegvérűség a dinoszauruszok és a pteroszauruszok közös őseiben, az Ornithodirans csoportban alakulhatott ki, közel 170 millió évvel megelőzve a madarak megjelenését. Később azonban a dinoszauruszok két nagy csoportjában, a hüllőmedencéjűekben és a madármedencéjűekben nagyon másként alakult az állatok életmódját meghatározó tulajdonság további evolúciója.

A hatalmas növényevő sauropoda dinoszauruszok, illetve a pteroszauruszok is melegvérűek lehettekIllusztráció: Chuang Zhao

A hüllőmedencéjűek már a kezdetektől fokozott anyagcserével rendelkeztek, ami csak tovább nőtt egyes csoportjaikban, így a sauropoda növényevőkhöz tartozó, néha villamoshosszúságú Diplodocidaek közt. Hasonlót figyeltek meg a theropoda ragadozó dinoszauruszoknál, például a nagyrészt tollakkal borított maniraptora csoportban, amely magában foglalja a raptorokat és a madarakat is. Érdekes módon a szintén theropoda Tyrannosaurus rex-nél észlelték a legalacsonyabb, de így is melegvérűséggel egybevágó anyagcsererátát a hüllőmedencéjűek közt, míg a hasonlóan nagy ragadozó, de 80 millió évvel korábban élt Allosaurusoknál az anyagcsereráta erősödését tapasztalták.

madármedencéjűek evolúciója során fokozatosan csökkent anyagcseréjük intenzitása, néhány kivétellel, mint az eredmények szerint melegvérű Pachycephalosaurus, vagy a páncélos dinoszauruszokhoz tartozó Nodosaurus. Ez Wiemannék szerint azt jelezheti, hogy a madármedencéjűek többségének életmódja a mai hüllőkéhez állt közelebb, és nem a madarakéhoz. Kiderült az is, hogy a kutatásban szereplő összes emlős, pteroszaurusz repülő hüllő, és plezioszaurusz tengeri hüllő fosszíliájának vizsgálata melegvérűségre utal, míg a krokodilféléké, vagy a legtöbb pikkelyes hüllőé hidegvérűségre. Az emlősökre vonatkozóan a kutatók úgy vélik, a melegvérűség nagyon korán, a triász közepén, 230 millió éve élt őseikben alakulhatott ki.

A kutatás összességében megcáfolja azokat a korábbi vélekedéseket, hogy a melegvérűség evolúciója a dinoszauruszokban a tollak megjelenésével, utódgondozással, vagy a repülés képességével függene össze, és azt is, hogy a nagy növényevő dinoszauruszok anyagcseréje lassú lett volna. Wiemannék úgy vélik, hogy az intenzívebb anyagcsere kitartóbbá és jobban alkalmazkodóvá tette a dinoszauruszok és pteroszauruszok többségét, és lehetővé tette, hogy egész évben aktívak maradjanak magasabb szélességeken és nagyobb magasságokban is.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: