Новое исследование показывает, что гигантские динозавры эволюционировали разные системы охлаждения для борьбы с перегревом

Разные группы динозавров независимо эволюционировали до гигантских размеров тела, но все они столкнулись с одинаковыми проблемами перегрева и повреждения мозга. Исследователи из Медицинского колледжа наследия Университета Огайо в новой статье в журнале Anatomical Record показывают, что разные гигантские динозавры решали эту проблему по-разному, развивая разные системы охлаждения в разных частях головы.

"Мозг и органы чувств, такие как глаза, очень чувствительны к температуре", — сказал Ругер Портер, доцент кафедры анатомии и ведущий автор исследования. "Современные животные часто имеют сложные терморегуляторные стратегии для защиты этих тканей, перераспределяя горячую и холодную кровь по различным сетям кровеносных сосудов. Мы хотели выяснить, делали ли то же самое динозавры".

Многие известные гигантские динозавры, такие как длинношеие завроподы или бронированные анкилозавры, на самом деле независимо эволюционировали эти большие тела от более мелких предков. "Маленькие динозавры могли просто забежать в тень, чтобы остыть, — сказал соавтор исследования профессор Лоуренс Уитмер, — но для тех гигантских динозавров возможность перегрева была буквально неизбежна. У них должны были быть специальные механизмы для контроля температуры мозга, но какие?"

Ответ оказался основан на физике, но все же частью нашего повседневного опыта. "Один из лучших способов охладить что-либо — это испарение, — сказал Портер. — Кондиционеры в зданиях и автомобилях используют испарение, и именно испарительное охлаждение пота позволяет нам чувствовать себя комфортно летом. Чтобы охладить мозг, мы обратились к анатомическим областям, где есть влага для испарительного охлаждения, таким как глаза и особенно носовая полость и рот".

Чтобы проверить эту идею, команда обратилась к современным родственникам динозавров — птицам и рептилиям, — где исследования действительно показали, что испарение влаги в носу, рту и глазах охлаждает кровь на пути к мозгу. Используя метод, разработанный в лаборатории Уитмера, который позволяет артериям и венам проявляться на КТ-сканах, они смогли проследить кровоток от мест испарительного охлаждения к мозгу и измерить костные каналы и борозды, несущие кровеносные сосуды.

"Удобство кровеносных сосудов в том, что они буквально оставляют следы своего присутствия на костях, — сказал Портер. — Костные каналы и борозды, которые мы видим у современных птиц и рептилий, — это наша связь с окаменелостями динозавров". Новое исследование Портера и Уитмера показало, что "один размер не подходит всем" в отношении того, как крупные динозавры охлаждали мозг. Ключевым фактором оказался размер тела. Меньшие динозавры, такие как размером с козу пахицефалозавр Stegoceras, имели сбалансированную сосудистую картину. "Но гиганты, такие как завроподы и анкилозавры, увеличили приток крови к определенным охлаждающим областям головы", — сказал Портер.

Однако, хотя и у завропод (например, Diplodocus и Camarasaurus), и у анкилозавров (например, Euoplocephalus) были несбалансированные сосудистые паттерны, они различались. Завроподы использовали для охлаждения как носовую полость, так и рот, тогда как анкилозавры — только нос. "Возможно, завроподы были настолько большими — часто весом в десятки тонн — что им нужно было задействовать рот в качестве охлаждающей области в периоды теплового стресса, — предположил Портер. — Задыхающиеся завроподы могли быть обычным зрелищем!"

Одна проблема, с которой столкнулись исследователи, заключалась в том, что многие тероподы, такие как 10-тонный T. rex, также были гигантскими, но количественный анализ показал, что у них был сбалансированный сосудистый паттерн. "Это открытие заставило нас почесать затылок, пока мы не заметили очевидное различие — у теропод, таких как Majungasaurus и T. rex, была огромная воздушная пазуха в морде", — сказал Уитмер. Исследователи обнаружили костные свидетельства того, что эта предглазничная воздушная пазуха была богато снабжена кровеносными сосудами. "Тероподы решили ту же проблему... но другим способом", — заключил Уитмер.