Ихтиозавры и плезиозавры, по-видимому, были теплокровными

Ихтиозавры Shonisaurus popularis как их представил себе художник. Скелеты этих рептилий в большом количестве были найдены в центральной части штата Невада (США). Рисунок с сайта www.onlinenevada.org

«Морские драконы» (ихтиозавры, плезиозавры и мозазавры) — хищные рептилии, обитавшие в морях 175–70 миллионов лет назад, — вели активный образ жизни и, по-видимому, были теплокровными, то есть могли сами вырабатывать тепло. К такому выводу пришли французские ученые, опираясь на данные по содержанию в ископаемых остатках стабильного изотопа кислорода ¹⁸O. Они показали, что температура тела морских рептилий была выше температуры тела рыб, обитавших в тех же местах в то же самое время.

В мезозойскую эру (251–65 миллионов лет назад), когда динозавры ходили по суше, другие представители рептилий перешли к водному образу жизни и стали грозными морскими хищниками, охотившимися на рыб, головоногих моллюсков, а также других рептилий (рис. 1). Особенно преуспели в освоении водной среды ихтиозавры, своей формой тела и повадками похожие на современных дельфинов (а также на рыб тунцов) и плезиозавры, напоминающие современных ластоногих, в частности морских львов. К жизни в воде перешла также группа мозазавров — рептилий, довольно близких к современным варанам. Мозазавры, по-видимому, подкарауливали свою добычу, а вот ихтиозавры и плезиозавры были преследующими хищниками и потому были способны в течение продолжительного времени поддерживать высокую скорость передвижения.

Поскольку образ жизни активного хищника требует больших энергетических затрат, некоторые исследователи уже давно высказывали предположение, что ихтиозавры и другие хищные морские рептилии могли поддерживать температуру тела более высокую, чем температура окружающей среды. Иными словами, не исключалось, что они были эндотермами, то есть организмами, способными вырабатывать тепло, необходимое как для поддержания более высокого уровня обмена веществ, так и для достижения определенной независимости от изменений температуры внешней среды.

В современном мире настоящие эндотермы («теплокровные») — это только птицы и млекопитающие. Однако частичная или «неполная» эндотермия иногда встречается и среди типичных эктотермов — организмов, получающих тепло извне. Примеры можно найти среди рыб (некоторые акулы и тунцы), насекомых (наверное, многие видели, как шмель ранней весной разогревается, работая крыльями, прежде чем взлететь) и даже растений (температура цветка у раннецветущих растений может быть выше температуры окружающей среды). Теперь к этим примерам мы, видимо, можем добавить давно вымерших ихтиозавров и плезиозавров, а с несколько меньшей уверенностью — и мозазавров.

А вот так, по-видимому, выглядели плезиозавры рода Elasmosaurus. Рисунок с сайта www.freewebs.com

В последнем номере журнала Science появилась работа Орельена Бернара (Aurélien Bernard) из Лионского университета (Франция), который вместе с коллегами из других научных учреждений Франции и Дании получил убедительные свидетельства того, что у мезозойских морских рептилий температура тела была заметно выше температуры окружающей их воды. Конечно, оценка температуры тела животных, обитавших на Земле десятки (и даже сотни) миллионов лет назад, может быть только косвенной, основанной на корреляции с температурой какого-то иного показателя, который можно измерить и сейчас, исследуя сохранившиеся скелеты этих животных.

Авторы обсуждаемой работы использовали метод палеотермометра, в основе которого лежит определение содержания стабильного изотопа кислорода ¹⁸O в фосфатах костной ткани, прежде всего — в зубах животных, оставшихся в отложениях. Ранее уже было показано, что у всех позвоночных содержание этого изотопа зависит как от температуры тела, так и от изотопного состава воды, которую потребляет животное. Однако сама по себе оценка количества ¹⁸O в останках рептилий еще ни о чём не говорит. Дело в том, что у нас нет надежных данных о температуре воды в местах обитания этих животных. А если температура рептилий была примерно такая же, как температура окружающей воды, и следовала за ее изменениями, то нет оснований говорить и об эндотермии. Кроме того, в силу ряда причин содержание в морской воде изотопа ¹⁸O могло существенно меняться во времени.

Рис. 1. Схема родственных связей и существования в разные периоды основных групп хищных морских рептилий: ихтиозавров, плезиозавров и мозазавров. Видно, что произошли они от разных наземных предков и, соответственно, теплокровность их возникала совершенно независимо. По вертикальной оси — миллионы лет назад. Выделены периоды: триас (Triassic), юра (Jurassic), мел (Cretaceous). Из статьи: Ryosuke Motani. Warm-Blooded «Sea Dragons»? // Science. 2010. V. 328. P. 1361–1362

Следовательно, необходимо иметь точку отсчета, оценку, пускай и косвенную, температуры среды, относительно которой и будет измеряться температура животного. Такой оценкой температуры среды стали данные по содержанию изотопа ¹⁸O в костях ископаемых рыб, которые в то же время обитали в тех же морях и останки которых попадали в те же осадочные породы. Ученых интересовала разность содержания изотопа ¹⁸O в зубах рептилий и в костях рыб из тех же отложений, которую в свою очередь они рассматривали как функцию содержания ¹⁸O в рыбах (рис. 2). Если бы температура рептилий следовала за температурой среды (как это бывает у рыб), то точки графика ложились бы на прямую, параллельную оси Х (на рис. 2 жирная пунктирная линия, помеченная цифрой 1). А если бы рептилии сохраняли постоянную температуру, не зависящую от изменений температуры окружающей среды, то линия регрессии, описывающая данную зависимость, имела бы наклон –1. Именно последний вариант и был подтвержден эмпирическими данными.

Рис. 2. Превышение температурой тела мезозойских морских рептилий температуры окружающей среды представлено как содержание стабильного изотопа кислорода ¹⁸O в фосфатах зубов рептилий относительно содержания их в костях рыб, обитающих там же в то же время. Если бы температура тела рептилий следовала за температурой окружающей среды (как это происходит у рыб), то никакой зависимости этого показателя от температуры не было бы (пунктирная черная линия, идущая параллельно оси Х и помеченная цифрой 1). Однако если температура тела рептилий сохраняется неизменной и при понижении температуры воды (признак эндотермии), зависимость должна описываться наклонной прямой (линии 2 и 3; сплошные линии соответствуют температуре тела 35°C, пунктирные — 39°C; черные и серые линии соответствуют предположениям о разном содержании ¹⁸O в теле животного относительно морской воды). Видно, что эмпирические точки (кружочки — ихтиозавры, треугольники — плезиозавры, квадраты — мозазавры) хорошо ложатся на линию регрессии. Температура воды — по оси Х (обратная шкала!). Из обсуждаемой статьи в Science

Анализ имеющихся материалов показал также, что значение температуры морских мезозойских рептилий, скорее всего, находилось между 35° и 39°C. Любопытно, что примерно такая температура характерна и для современных китообразных. Сопоставление данных по разным группам ископаемых рептилий показало, что у мозазавров, в отличие от ихтиозавров и плезиозавров, температурная регуляция была менее совершенной — температура их тела при значительных изменениях температуры среды всё же не оставалась постоянной.

Источник: Aurélien Bernard, Christophe Lécuyer, Peggy Vincent, Romain Amiot, Nathalie Bardet, Eric Buffetaut, Gilles Cuny, François Fourel, François Martineau, Jean-Michel Mazin, Abel Prieur. Regulation of body temperature by some Mesozoic marine reptiles // Science. 2010. V. 328. P. 1379–1382.

См. также:
1) Ryosuke Motani. Warm-Blooded "Sea Dragons"? // Science. 2010. V. 328. P. 1361–1362.
2) Крупные динозавры были почти теплокровными, «Элементы», 29.08.2006.

Алексей Гиляров