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Die Menschheit hat sich Dinosaurier lange Zeit als langsame, schwere Kreaturen vorgestellt, die vor Millionen von Jahren mit riesigen Füßen die Erde durchstreiften.
Dinosaurier galten aufgrund ihres Vergleichs mit Reptilien lange als kaltblütig; Studien deuten jedoch darauf hin, dass das Gegenteil der Fall sein könnte, und Experten haben diese Frage lange diskutiert.
In einer neuen Studieveröffentlicht in der ZeitschriftNatur, ein Forscherteam unter der Leitung von Yale hat diese Frage endlich ein für alle Mal beleuchtet, indem es eine neuartige Methode zur Analyse der Stoffwechselraten von Tieren entwickelt hat – sogar von ausgestorbenen! Ihre Strategie beruht auf Hinweisen, die von den in ihren Knochen hinterlassen wurdenMenge an Sauerstoff, die sie einmal eingeatmet haben.
Indem sie den Dinosaurier-Stoffwechsel aufheizten, haben die Forscher entdeckt, dass die frühesten Dinosaurier und Flugsaurier extrem hohe Stoffwechselraten hatten und tatsächlich warmblütige Kreaturen waren.
Dinosaurier, Stoffwechsel und Sauerstoff
Kurz gesagt, der Stoffwechsel ist die Reihe chemischer Ereignisse, die das Leben in Organismen unterstützen und wie erfolgreich wir den Sauerstoff, den wir atmen, in chemische Energie umwandeln, die unseren Körper ernährt.
Die Effizienz, mit der ein Tier Sauerstoff in Energie umwandelt, wird im Wesentlichen durch seinen Stoffwechsel bestimmt: Warmblüter beispielsweise haben hohe Stoffwechselraten, sodass sie mehr Sauerstoff aufnehmen und mehr Nahrung zu sich nehmen müssen, um ihre Körpertemperatur zu halten.
Wenn Tiere atmen, löst dies eine Kette biochemischer Ereignisse aus, die molekulare Abfallprodukte in ihren Knochen hinterlassen, wobei die Menge des produzierten Abfalls direkt mit der verbrauchten Sauerstoffmenge skaliert.
Das bedeutet im Grunde, dass die Atmung aufzeichnet, ob das Tier warm- oder kaltblütig war. Das Beste daran ist, dass diese Identifikatoren dem Versteinerungsprozess standhalten.
Aufheizen des Dinosaurier-Stoffwechsels
Laut der Hauptautorin des Papiers, Jasmina Wiemann, die der Yale University und dem Natural History Museum of Los Angeles County angehört, sind die Ergebnisse des Teams „wirklich aufregend für uns als Paläontologen – die Frage nach ob Dinosaurier warm- oder kaltblütig waren ist eine der ältesten Fragen in der Paläontologie, und jetzt glauben wir, dass wir einen Konsens haben – dass die meisten Dinosaurier warmblütig waren.“
Die Forscher nutzten Raman- und FTIR-Spektroskopie, um nach diesen chemischen Markern in den Femuren von 55 verschiedenen Tierarten zu suchen, darunter Dinosaurier, fliegende Flugsaurier und Meeresplesiosaurier sowie aktuelle Vögel, Säugetiere und Reptilien, laut Pressemitteilung . Um herauszufinden, wie hoch ihre Stoffwechselraten gewesen sein könnten, verglichen die Forscher die molekularen Profile der letzteren mit denen der ausgestorbenen Tiere.
Was sie entdeckten, war außergewöhnlich: Die meisten Arten, einschließlich der Flugsaurier, Plesiosaurier, Sauropoden langhalsige Dinosaurier wie Brachiosaurus und Theropoden Raubsaurier wie T-Rex, waren warmblütig. Tatsächlich waren einige von ihnen warmblütigStoffwechsel, der höher war als bei Säugetieren und näher an Vögeln. Andere, wie Stegosaurus und Triceratops, schienen niedrigere Stoffwechselraten zu haben, vergleichbar mit heutigen kaltblütigen Reptilien.
Dieser Befund ist unglaublich aufregend, da er faszinierende neue Einblicke in die Physiologie bietet und sogar Leben von Dinosauriern und andere prähistorische Kreaturen. Darüber hinaus verfügen die Forscher jetzt über ein neues biomolekulares Werkzeug zum Studium alter Tiere, das sowohl Paläontologen als auch Zoologen sehr helfen kann.
"Unser Ziel ist es, ein vollständigeres Bild davon zu liefern, wie die Tierphysiologie auf vergangene Umwelt- und Ökologieveränderungen reagiert hat, und zu den Lehren aus der Vergangenheit beizutragen, die zukünftige Strategien zum Schutz der biologischen Vielfalt in Zeiten des globalen Klimawandels leiten werden."sagte Wiemann.
Studienzusammenfassung:
Vögel und Säugetiere haben unabhängig voneinander die höchsten Stoffwechselraten unter lebenden Tieren entwickelt1. Ihr Stoffwechsel erzeugt Wärme, die eine aktive Thermoregulation1 ermöglicht, was ihre ökologischen Nischen und ihre Anpassungsfähigkeit an Umweltveränderungen2 formt. Die Stoffwechselleistung von Vögeln, die die von Säugetieren übersteigt,wird angenommen, dass sie sich entlang ihrer Stammlinie entwickelt haben.Transformations-Infrarotspektroskopie zur Quantifizierung der In-vivo-Akkumulation metabolischer Lipoxidationssignale in modernen und fossilen Amniotenknochen Wir beobachten keine Korrelation zwischen atmosphärischen Sauerstoffkonzentrationen11 und Stoffwechselraten Abgeleitete Vorfahren zeigen, dass sich die Stoffwechselraten im Einklang mit der Endothermie bei Säugetieren und Plesiosauriern unabhängig voneinander entwickelt habenund sind Vorfahren der Ornithodiraner, mit steigenden Raten entlang der Vogelliniewurden bei Flugsauriern, Ornithischianern, Sauropoden und Theropoden lange vor dem Aufkommen energetisch kostspieliger Anpassungen wie dem Fliegen bei Vögeln erworben.Obwohl sie von vornherein höhere Stoffwechselraten hatten, reduzierten Ornithischianer ihre Stoffwechselfähigkeiten in Richtung Ektothermie.Die physiologischen Aktivitäten solcher Ektothermen waren im Gegensatz zum aktiven Lebensstil von Endothermen1 von der Umwelt- und Verhaltensthermoregulation12 abhängig.Riesige Sauropoden und Theropoden waren nicht gigantothermisch9,10, sondern echte Warmblüter.Die Endothermie in vielen Taxa der späten Kreidezeit, zusätzlich zu Kronsäugetieren und Vögeln, legt nahe, dass andere Eigenschaften als der Stoffwechsel ihr Schicksal während des Massensterbens in der Endkreide bestimmten.