Тиранозавр рекс було спекотно. Гарячий, як ти!
Протягом багатьох років палеонтологи збирали докази того, що гігантський хижак не був повільною рептилією, щоб розігріти свою кров на сонці. Його швидкий ріст, активний спосіб життя та здатність проникати в холодний клімат — усе це вказувало на те, що тварина генерувала багато власного тепла. Як і ссавці, Т. Рекс і більшість динозаврів були теплокровними.
Але виміряти його температуру не вдалося.
Дотепер.
Дослідники зробили припущення, прочитавши хімічні індикатори, що збереглися всередині трьох скам’янілих зубів T. rexтемпература його тіла становить близько 36,3 °C (97,3 °F) — приблизно температура людського тіла і набагато тепліша, ніж у крокодилів, які жили з ним.
Відкриття не відкриває це раптово T. rex було жарко. Докази накопичувалися роками. Але тепер вчені нарешті можуть підрахувати, як довго втік король-тиранин.
«Ніхто раніше не міг проводити подібні вимірювання температури», — сказав Роберт Ігл, геобіолог з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі та співавтор дослідження. «Ми виявили, що T. rex мав 36°C (97°F), приблизно стільки ж, скільки у людей».
Ця температура допомагає вирізати тварину, яку ми всі знаємо зі скам’янілостей. А T. rex йому потрібно було багато палива для підтримки метаболізму, але він також отримав важливу перевагу: здатність бути активним у більш широкому діапазоні кліматичних умов, у тому числі там, де гігантський холоднокровний хижак міг би боротися.
Емаль термометр
Як можна визначити температуру тіла тварини, яка жила десятки мільйонів років тому? Цей трюк виявлено в скам’янілих зубах, які зберігають невелику хімічну пам’ять про те, наскільки гарячою була тварина, коли утворився зуб.
Всередині мінеральних кристалів зубної емалі міститься невелика кількість карбонату, який містить різні ізотопи вуглецю і кисню. При більш низьких температурах більш важкі ізотопи – вуглець-13 і кисень-18 – дещо частіше зливаються разом. При високій температурі вони спаровуються менше. Виміряйте, скільки цього «накопичення» зберігається в емалі, і ви зможете визначити температуру, при якій утворився мінерал.
Цей принцип походить не з палеонтології, а з геохімії. У 2006 році дослідники під керівництвом вчених Каліфорнійського технологічного інституту показали, що ці пари ізотопів вуглецю та кисню в карбонатних мінералах передбачувано змінюються з температурою, описавши цей підхід як «новий вид палеотермометра». Це відкриття було особливо корисним, оскільки, на відміну від старих ізотопних методів, воно не вимагало від дослідників знання ізотопного складу води, з якої утворився мінерал.
Роберт Ігл і його колеги незабаром зрозуміли, що той же принцип може працювати в біоапатиті, мінералі, з якого складаються зуби та кістки. У 2010 році вони продемонстрували техніку на живих і мертвих кістках. Через рік команда Eagle використовувала скам’янілі зуби для вимірювання температури гігантських динозаврів-зауроподів, у тому числі Брахіозавр близько 38,2 ° С і Камаразавр близько 35,7 ° C. Це були перші прямі ізотопні оцінки температури тіла динозавра.
У 2023 році Ігл і його команда проаналізували зуби вимерлої гігантської акули Отодус мегалодон. Дослідження PNAS показало, що тіло мегалодону набагато тепліше, ніж навколишній океан, що підтверджує ідею, що гігантська акула генерує та зберігає метаболічне тепло.
Але музеї явно не хочуть дозволяти дослідникам відколювати шматки рідкісних зубів динозаврів. Протягом майже десятиліття команда Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі вдосконалювала цю техніку, поки не знадобилося приблизно на 90% менше викопного матеріалу. У новому дослідженні окремі ізотопні вимірювання використовували лише близько 5 міліграмів зразка. Зрештою цього було недостатньо для Музею природної історії Лос-Анджелеса, щоб забезпечити три зуби Рекса.
Гарячий вбивця?
Команда висвердлила невелику кількість емалі з двох зубів “Томаса”, молодого дорослого. T. rex від формування Монтани Хелл-Крік і відокремився від третього T. rex зуби. Вони розчинили порошок у кислоті, зібрали вуглекислий газ, який він виділяв, і виміряли його ізотопи за допомогою мас-спектрометра.
Всі три зуба підійшли до 36,3 градусів. Середня температура п’яти зубів крокодила з одного утворення становила 30,9°C. Викопний дублет, окремий показник температури теплого середовища в теплу пору року, становив у середньому 25,9 °C. Дослідники також провели кілька тестів на хімічні зміни та не виявили чітких ознак того, що поховання знищило вихідний сигнал емалі.
Однак вибірка виявилася невеликою: три зуби від двох тварин. Автори кажуть, що вони не можуть повністю виключити сезонні відхилення, хоча зразки з різних частин зубів Томаса показали статистично суперечливі температури.
гаряча кров T. rex Ідея не нова. У 1994 році Наука Дослідження з використанням ізотопів кисню прийшли до висновку, що динозавр підтримував відносно стабільну температуру тіла, але такі оцінки залежали від припущень щодо води в тілі. Сукупне ізотопне дослідження шкаралупи яєць динозаврів у 2020 році виявило високі температури у всіх трьох основних групах динозаврів. Крім того, аналіз розподілу динозаврів і клімату в 2024 році довів, що тероподи поширювалися в більш холодні місця на початку юрського періоду.
Ціна і вигода
Активній тварині підходить температура тіла близько 36°С. Якщо T. rex які метаболічно виробляли тепло, його зберігання дало б значну кількість енергії. Багатотонна м’ясоїдна тварина потребує постійного запасу їжі, щоб рости, рухатися та підтримувати свою внутрішню піч — тварина, яка полювала, збирала мусор або робила те й інше.
Однак температура сама по собі не може вирішити всі метаболічні проблеми. Автори чітко попереджають, що гігантська тварина може зберігати тепло, оскільки велике тіло охолоджується повільно, це явище називається інерційною гомеотермією. Тому вони вважають температуру вагомим доказом ендотермії, а не показником швидкості метаболізму.
Нагородою була географічна свобода. Використовуючи нові оцінки температури та моделювання клімату, дослідники виявили, що більша частина Кратсі Північної Америки була достатньо теплою. T. rexвключаючи більш прохолодні високі широти. Скам’янілості молодих тиранозавридів з Північного схилу Аляски вже показують, що близькі родичі залишалися цілий рік там, де зими були морозними. Ті скелі Аляски небезпечні T. rexоднак модель припускає, що його фізіологія не обов’язково заважає йому досягти крайньої півночі.
Завдяки цій методиці, для якої зараз потрібно лише кілька міліграмів емалі, дослідники потенційно можуть застосувати її до рідкісних скам’янілостей динозаврів і почати порівнювати температуру тіла різних видів, місць і періодів. T. rex Це заголовок, але показник 36°C може стати точкою даних у набагато ширшій реконструкції того, як динозаври еволюціонували, щоб керувати теплом.
Дослідження було опубліковано в журналі Досягнення науки.
