Sauropodové byli extrémní dinosaury. Od relativně malého trpasličího druhu - stále ještě slušného 12 stop dlouhého - až po obři, kteří se táhli přes 100 stop, byli tito dinosauři s malými hlavami, sloupovými a dlouhými hrdly mezi nejpodivnějšími stvořeními, která kdy chodili po Zemi. Nenechte se zmást známostí druhů jako Apatosaurus a Brachiosaurus ; anatomie sauropodů byla tak zvláštní, že paleontologové stále debatují o základních otázkách své biologie. Jak sauropodové pářili, krmili, čerpali krev ze svých srdcí k hlavám a dokonce i to, jak drželi krky, poskytli bohaté důvody pro debatu mezi odborníky. Mezi nejdéle fungující záhady patří to, jak se taková obrovská a nepochybně aktivní zvířata zabraňovala přehřátí. Možná řešení spočívá v anatomickém šílenství sdíleném s ptáky.
Diplodocus a příbuzní mohli mít problém s tělesnou teplotou. Několik řádků důkazů, od histologie po proporce končetin, naznačovalo, že vyhynulí dinosauři měli fyziologické profily spíše jako profily ptáků a savců než jakýkoli plaz, ale udržení aktivního metabolismu a vysoká tělesná teplota přišly na úkor gigantických dinosaurů. Čím větší je dinosaurus, tím těžší by bylo odvádění přebytečného tepla. Pokud by ho horký sauropod musel kopyta dohnat s kamarádem nebo uniknout pronásledujícímu teropodu, mohl by dinosaurus během cvičení podstoupit riziko přehřátí.
Obtížnost velkých sauropodů, kterým muselo být vystaveno uvolňování tepla, byla někdy uváděna jako důvod, že tito dinosauři museli mít ektotermickou fyziologii podobnou krokodýlu nebo že to byli „gigantotermi“, kteří si díky své velikosti udržovali relativně vysoké tělesné teploty. a proto měl trochu větší volnost s teplem vytvářeným při cvičení. Jak paleontolog Matt Wedel argumentoval v 2003 revizi biologie sauropodů, tyto pozice jsou založeny na předpokladech o respiračních systémech dinosaurů a fyziologii, které používaly krokodýlů jako modely. Nejen, že důkazy z mikrostruktury kostí naznačují, že sauropodové rostli extrémně rychlým tempem jako u savců, ale paleontologové zjistili, že sauropodové měli dýchací systémy podobné ptákům, které kombinovaly plíce se systémem vzduchových vaků. Takový systém by byl naladěn, aby se vypořádal s aktivním endotermickým životním stylem, včetně způsobu, jak odvádět přebytečné teplo.
Víme, že sauropodové měli vzdušné vaky kvůli svým kostem. Zejména v krku vnikly do kostí vzduchové vaky vycházející z jádra dýchacího systému a zanechaly výrazné prohloubení. (I když ne vždy tak rozsáhlí, vykazují dinosauři z teropodu důkaz o těchto vzduchových vakech. Zatím však nikdo nenašel spolehlivé důkazy o vzduchových vakech v ornitolických dinosaurech, mezi něž patří rohatkovití, hadříci zobákovití a obrněni ankylosaurs. .) Kromě odlehčení kostry sauropodů a zvýšení jejich dechové účinnosti může tento složitý systém hrát roli v tom, že umožňuje sauropodům odvádět teplo odpařovacím chlazením stejným způsobem, jakým to dnes dělají velcí ptáci. Tento koncept je podobný tomu, co dělá práci bažinového chladiče - odpařování vody ve vlhkých tkáních průdušnice sauropodu během výdechu by pomohlo dinosaurovi odvádět teplo do odcházejícího vzduchu.
Úloha vzduchových vaků v takovém systému, mnohem méně zvíře dlouhé 80 stop nebo více, je však nejasná. Inference je zřejmá - jako ptáci měli sauropodové anatomický hardware, aby se ochladili - ale mechanika procesu je stále nejasná vzhledem k tomu, že nemůžeme pozorovat živého Mamenchisaurus . Začátkem letošního podzimu však biologka Nina Sverdlová a její kolegové debatovali o výzkumu, který může paleontologům pomoci lépe prozkoumat dýchání sauropodů.
Na základě pozorování živých ptáků vytvořila Sverdlova virtuální model průdušnice kuřete a vzduchového vaku s výhledem na simulaci výměny tepla. Vědci zjistili, že jejich relativně jednoduchý model byl schopen přiblížit experimentální údaje od živých ptáků, a tak podobné modely mohou pomoci paleobiologům odhadnout, jak sauropodové odvádějí teplo. Budeme muset počkat, co zjistí budoucí studie. Tato linie důkazů zcela nevyřeší debatu o fyziologii sauropodů a tělesné teplotě, ale může pomoci paleobiologům podrobněji prozkoumat náklady a přínosy tak velké.
Reference:
Sander, P., Christian, A., Clauss, M., Fechner, R., Gee, C., Griebeler, E., Gunga, H., Hummel, J., Mallison, H., Perry, S., Preuschoft, H., Rauhut, O., Remes, K., Tutken, T., Wings, O., Witzel, U. 2011. Biologie dinosaurů sauropodů: vývoj gigantismu. Biological Reviews 86: 117-155
Sverdlova, N., Lambertz, M., Witzel, U., Perry, S. 2012. Hraniční podmínky pro přenos tepla a chlazení odpařováním v systému průdušnice a vzduchového vaku domácí drůbeže: Dvourozměrná CFD analýza. PLOS One 7, 9. e45315
Wedel, M. 2003. Páteřová pneumatičnost, vzduchové vaky a fyziologie dinosaurů sauropodů. Paleobiology 29, 2: 243-255
