Ученые впервые точно измерили температуру тела динозавров по изотопному составу скорлупы их яиц. Оказалось, что как минимум некоторые из них могли быть теплокровными.

Яйца динозавровОб этом говорится в статье американских палеонтологов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, опубликованной в журнале Nature Communications.

Как известно, среди ученых уже не первое десятилетие идут споры о том, были ли динозавры теплокровными, холоднокровными или же они занимали промежуточное положение между двумя этими лагерями, умея повышать температуру тела выше температуры окружающей среды, но при этом не поддерживая ее на постоянном уровне.

Пытаясь ответить на этот вопрос, исследователи ранее работали главным образом с костями и зубами динозавров, вычисляя их скорость роста – у холоднокровных животных она всегда меньше, чем у теплокровных.

Однако авторы статьи решили пойти по иному пути – они сосредоточились на соотношении изотопов углерода-13 и кислорода-18 в скорлупе яиц динозавров. Теоретически, этот показатель должен зависеть от температуры тела самки в тот момент, когда яйца формируются в ее яйцеводах.

Сначала ученые показали, что по изотопному составу скорлупы яиц действительно можно вычислить реальную температуру 13 видов птиц и 9 видов рептилий – ошибка составляет в среднем не больше 1-2 градусов.

Затем по аналогичной методике авторы работы вычислили температуру тела зауроподы из группы титанозавров - крупного растительноядного динозавра, чьи яйца (в количестве 6) были найдены в Аргентине. Кроме того, они измерили температуру небольшого овираптора, чьи яйца (всего 13 штук) происходят из Монголии. Оба этих динозавра жили в конце мелового периода.

Выяснилось, что температура зауроподы составляла 37 плюс-минус 2 градуса, а температура овираптора – 32 плюс-минус 3 градуса. Это значит, что первый по температуре тела приближался к современным теплокровным птицам, а второй – к хладнокровным рептилиям. Тем не менее, судя по изотопному составу кусочков известняка рядом с гнездом овираптора, окружающая среда была на 6 градусов холоднее, чем он сам, так что каким-то образом этот динозавр всё же умел нагреваться.

По словам ученых, открытие доказывает, что разные динозавры могли следовать разным стратегиям терморегуляции.

Источник: infox.ru

Палеонтологи и биологи из университетов штатов Нью-Мексико и Аризона утверждают, что динозавров, населявших Землю миллионы лет назад, следует относить к особой категории живых существ, которую они называют мезотермической, то есть средней между теплокровными и хладнокровными.

Исследователи отмечают, что существа, которые обладают способностью сохранять постоянную температуру тела, отличаются повышенным метаболизмом. Они быстрее двигаются, тратят больше энергии и нуждаются в большем количестве пищи. К таким существам относятся все млекопитающие и птицы. Температура тела хладнокровных животных меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Им требуется меньше еды, так как они более экономно тратят энергию, однако, при этом, их отличает и меньшая активность. В данную категорию входят, в частности, рептилии, амфибии и рыбы.

Как отмечают биологи, обе эти группы отличаются разными темпами роста: теплокровные увеличиваются в размерах быстрее, а хладнокровные - медленнее. "Если повысить метаболизм в два раза, то ровно в два раза увеличится и скорость роста", - подчеркнул ученый из Университета Нью-Мексико Джон Грейди.

Установить, как быстро росло животное, по словам авторов исследования, можно, изучив его кости, на которых образуются своего рода "годичные кольца" - примерно такие же, как в стволах деревьев. Ученые проанализировали структуру костей 381 вида животных, среди них - 21 вида динозавров, в частности, тиранозавров, аллозавров и троодонов, и пришли к выводу, что темпы роста древних ящеров были средними - более высокими, чем у хладнокровных, но более низкими, чем у теплокровных.

"Наши результаты показывают, что метаболизм динозавров был таким, какой не характерен ни для теплокровных, ни для хладнокровных организмов. Они функционировали не так, как млекопитающие или птицы, и не так как рептилии и рыбы", - подчеркнул эволюционный биолог из Университета штата Аризона Брайан Энквист.

Как утверждают ученые, динозавры частично обогревали свои тела самостоятельно, как теплокровные, а частично полагались на окружающую среду - подобно хладнокровным. По словам исследователей, животные, которые используют данную стратегию, есть и среди современных обитателей Земли. К этой категории они относят некоторые виды акул, тунца, кожистую черепаху, а также утконоса и ехидну. "Температура тела тунца, к примеру, снижается, когда он погружается глубже под воду, однако она всегда теплее окружающей среды", - пояснил Грейди.

Источник: ИТАР-ТАСС

Науку всегда волновало, как летучие живые существа запасают нужное количество энергии. Ведь для многих из них КПД полёта не превышает 10% (особенно это касается насекомых). И главное: в моменты резкого ускорения (включая взлёт) потребность в энергии для взмахов крыльями резко возрастает и начинает превышать ту, что, согласно общему анализу энергобаланса насекомых, есть в их распоряжении.

Бражник табачный в полёте, а также изображения, полученные рассеиванием рентгеновского излучения на его крыльях сразу после искусственной стимуляции движущих их мышц. (Иллюстрации N. George et al.)Где они берут ту прорву энергии, которая необходима для полёта в моменты резкого набора скорости?!

Том Дэниэл (Tom Daniel) и его коллеги по Вашингтонскому университету (США) полагают, что подобралась к ответу на этот вопрос.

Применив в качестве модельного организма бражника табачного (Manduca sexta), его подвергли рентгеновскому облучению под малым углом к поверхности движущихся крыльев. Температурная разница между спинной и брюшной сторонами крыла оказалась достаточно значимой, чтобы запасать в крыле энергию упругих деформаций, оставляя её в более холодных частях мускула и затем высвобождая при переходах между сокращением и расслаблением.

Это позволяет снизить нагрузку на крыло при резком разгоне и торможении: упругая деформация как бы растягивает во времени процесс резкого ускорения, что снижает общие энергозатраты на него. Между тем именно периоды самого быстрого изменения скорости считаются наиболее энергоёмкими при любых перемещениях.

Описанные результаты следовали из снимков, сделанных и при 25, и при 35 °C на протяжении 100 циклов (по 8 мс) подряд. По мере того как белок актин скользит по миозину (вы не поверите — тоже белок) в мышцах, их взаимодействие рождает силу, и чем выше температура этих межмолекулярных взаимодействий, тем больше эта сила. Замеры показали, что разница температур брюшной и спинной сторон крыла в полёте может достигать 6,9 °C!

Рассеивание рентгеновских лучей на мышцах крыла бражника позволило буквально увидеть, что происходит внутри насекомого во всём диапазоне рабочих для него температур, то есть от 25 до 35 °C. Оказалось, что циклы скольжения актина по миозину в самом деле меняются по скорости в строгом соответствии с ожиданиями — прямо пропорционально росту температуры.

Таким образом, на нижней по отношению к набегающему потоку части крыла мускулы теплее, а потому работают активнее, в то время как верхняя остаётся более прохладной. Разница между этими частями несущей плоскости порождает упругую деформацию, которая помогает мышце крыла начать следующий цикл сокращения или сжатия.

Как отмечают исследователи, выявление этого механизма может оказаться важным для понимания не одного только полёта насекомых, но и вообще локомоции живых существ.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

У американского суслика во время спячки температура тела может опускаться до "–4" ˚C, что является рекордом среди млекопитающих, засыпающих на зиму. Так например температура тела медведя не опускается ниже +33 ˚C.

Подробнее...

Американский суслик — зверь в некотором роде уникальный: во время зимней спячки температура его тела может опускаться до –4 ˚C, что является рекордом среди млекопитающих, засыпающих на зиму. Причём исследователи до сих пор ломают голову над тем, как животному удаётся сохранять свою кровь жидкой, ведь никаких антифризных белков у него не нашли.

Бодрствующий американский суслик (фото dean.franklin)Стоит ли говорить, что американский суслик пользуется особой популярностью у тех, кто изучает механизмы зимней спячки и работу циркадных ритмов (ведь долгий зимний сон предполагает, что биологические часы, которые заставляют нас просыпаться утром и засыпать вечером, каким-то образом отключены). Исследователи из Университета Аляски (США) решили, например, выяснить, каков нижний предел температур, при которых суслик может спокойно спать. Учёные постепенно снижали температуру воздуха в камере со спящим животным и обнаружили, что при –26 ˚C суслик начинает дрожать и просыпается. То есть это и есть тот самый нижний порог, который допустим во время анабиоза.

Температура тела животного поддерживалась на уровне –4 ˚C (для слежения за ней исследователи вживляли в желудок сусликов специальный термодатчик). Чтобы поддерживать её на этом уровне при очень сильном морозе, суслик, если можно так сказать, слегка просыпается и тем самым поднимает свою температуру.

С другой стороны, активность сусликов определяется не только температурой окружающей среды, но и сменой дня и ночи. Самцы просыпаются за три недели до самок, но какое-то время остаются в норе, питаясь запасами. При этом, что любопытно, температура их тела остаётся постоянной. Но стоит им выйти наружу и посмотреть на солнце, как у них запускаются суточные ритмы: температура тела поднимается в дневные часы и опускается в ночные. Результаты своих наблюдений учёные доложили на ежегодной конференции Общества сравнительной и интегративной биологии в Сан-Франциско (США).

Но как суслики поддерживают свои биологические часы в рабочем состоянии? Дело в том, что эти животные просыпаются и засыпают не по солнцу: они выходят из норы, кода уже светло, и прячутся обратно под землю вечером. Поэтому зоологи предполагают, что либо у сусликов есть какие-то специальные гены, которые не зависят от солнечного света, либо эти животные могут оценивать высоту, на которой солнце стоит над горизонтом, и спектр света, который к вечеру смещается в красную область.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Медведь спит не так, как сурки и суслики. Температура его тела снижается незначительно, зато обмен веществ падает на три четверти. Это позволяет крупному зверю не есть, не пить и не выделять отходы месяцами.

Черный американский медведь То, что медведь зимой спит, знают даже малые дети. Но подробностей медвежьей спячки до сих пор не знали и специалисты-зоологи. В основном, из-за трудности сбора данных — ведь не полезешь же в берлогу к медведю, чтобы измерить ему температуру. Биологам из Института арктической биологии Университета Аляски (Institute of Arctic Biology at the University of Alaska) в Фэрбенксе помогла телеметрия. Ученые вели наблюдения за пятью американскими черными медведями (Ursus americanus) – обитателями Аляски. Сначала животных отловили и под наркозом снабдили разными датчиками. Вживленный радиопередатчик передавал величину температуры тела, электрокардиограмму и электромиограмму (график электрической активности мышц). Подопытных медведей выпустили на изолированную лесную территорию, где в положенный срок они залегли в сооруженные для них искусственные берлоги.

Сон под присмотром

«Берлоги» представляли собой деревянные ящики с подстилкой, снабженные инфракрасными видеокамерами, измерителем активности и телеметрической антенной. Здесь же имелся анализатор выдыхаемого воздуха, измеряющий потребление кислорода и уровень углекислого газа.

Видеонаблюдение показало, что медведи спят, свернувшись калачиком — такая поза обеспечивает максимальную экономию тепла и воды. В среднем раз в два дня они начинают ворочаться, меняют позу, подгребают подстилку, но полностью не просыпаются. Самое интересное состояло в изучении их метаболизма, который позволяет им в течение 5−7 месяцев не есть, не пить и не выделять продукты жизнедеятельности.

Оказалось, что медведи спят не так, как мелкие млекопитающие, такие как сурки, суслики или летучие мыши. «Как правило, скорость обмена веществ у животных на каждые 10 градусов снижения температуры тела падает на 50%, но у медведей обмен снижается на 75%, хотя температура тела – всего на 5−6 градусов», — отмечает Эвинд Тойен (Øivind Tøien), руководитель исследования. Нормальная медвежья температура тела (37−38°С) падает в среднем до 33−34°С, но никогда не снижается ниже 30 градусов (это критическая температура для функционирования нейронов). Температура тела не всегда одинакова, она повышается и понижается в течение многодневных циклов. Дышит спящий медведь всего один-два раза в минуту. Скорость сердечных сокращений падает с 55 до 9 ударов в минуту (в среднем), при этом она меняется в зависимости от дыхания: сердце бьется чаще на вдохе и почти останавливается на выдохе. С учетом всех показателей уровень метаболизма спящего медведя составляет всего 25% от нормы.

Биологи ожидали, что когда медведи проснутся и выйдут из берлоги, их обмен веществ сразу же восстановится. Но оказалось, это не так: у проснувшихся животных метаболизм составлял всего половину от нормы, хотя температура тела достигла 37°С. Только через две-три недели жизнедеятельность животных достигла нормального уровня.

На следующем этапе ученые собираются изучить изменения в активности определенных генов, которые вызывают такие значительные сдвиги в медвежьем организме при спячке.

Медведи помогут понять людей

Исследование физиологии крупных млекопитающих во время спячки поможет понять механизмы выживания человека во время вынужденного длительного охлаждения. А также грамотно применять метод снижения температуры тела в медицинских целях, считают авторы работы.

О зимней спячке американских медведей можно прочитать в последнем выпуске Science.

Источник: Infox.ru

Ученые нашли еще одно доказательство теории теплокровности динозавров. Температура их тела достигала 36-38 градусов. Правда, возможно, теплокровность гигантских динозавров связана не с интенсивным обменом веществ, а всего лишь с размерами.

Брахиозавр    Долгое время считалось, что динозавры -- холоднокровные животные, температура тела которых зависит от температуры окружающей среды, как у других рептилий. Группа ученых под руководством профессора Роберта Игла (Robert Eagle) из Калифорнийского технологического института изучила соотношение изотопов кислорода и углерода в эмали зубов ископаемых динозавров. Метод изотопного анализа позволил им определить температуру тела вымерших рептилий с точностью до двух градусов. Ранее тот же самый метод доктор Игл применил для того, чтобы определить температуру тела мамонтов и древних крокодилов.

Горячие травоядные ящеры

    Ученые проанализировали содержание изотопов ¹⁸О и   ¹³С в эмали трех зубов брахиозавров (из отложений в Танзании) и 13 зубов камарозавров (из отложений в США). «Это были гигантские животные. Длина тела брахиозавров достигала 20 метров, а вес более 15 тонн. Камарозавры имели длину 23 метра, а весили 40 тонн. Они жили примерно 150 млн лет назад во время юрского периода», --рассказывает Игл. Ученые пришли к выводу, что температура тела этих динозавров достигала 36-38 градусов.

    Но все же вопрос о том, были ли динозавры истинно теплокровными животными, до конца не решен. «Наши данные показывают, что температура тела у динозавров была выше и стабильнее, чем температура окружающей их среды. Правда, это может быть связано не со сложными биохимическими процессами, поддерживающими ее. Высокая температура динозавров могла быть следствием их гигантских размеров»,-- считают ученые. По их словам, окончательно ответить на вопрос, можно ли считать этих животных теплокровными, им поможет исследование температуры тела динозавров небольших размеров. Если и у них она окажется достаточно высокой, тогда теория о теплокровности динозавров окончательно подтвердится.

    Статья доктора Игла и его коллег с вычислением температуры тела динозавров опубликована в последнем номере журнала Science.

Источник:  Infox.ru