恐竜は恒温動物でしたか?

恐竜における温血代謝の賛否両論

アロンゾデザイン/ゲッティイメージズ

恐竜だけでなく、あらゆる生物が冷血または温血であることの意味については非常に混乱しているため、この問題の分析を、非常に必要な定義から始めましょう。

生物学者は、特定の動物の代謝 (つまり、細胞内で行われる化学プロセスの性質と速度) を説明するためにさまざまな言葉を使用します。で 吸熱 生物の細胞は、動物の体温を維持するための熱を生成します。 発熱 動物は周囲の環境から熱を吸収します。

この問題をさらに複雑にする 2 つの用語があります。最初は 恒温 、一定の内部体温を維持する動物を説明し、2番目は 変温的 、環境に応じて体温が変動する動物に適用されます。 (紛らわしいことに、不利な環境に直面したときに体温を維持するために行動を変更する場合、生物は外温性である可能性がありますが、変温性ではない可能性があります。)

温血で冷血であるとはどういう意味ですか?

上記の定義から推測できるように、外温爬虫類が文字通り、内温哺乳類よりも温度的に冷たい血液を持っているとは限りません。たとえば、太陽を浴びている砂漠のトカゲの血液は、同じ環境にいる同程度の大きさの哺乳類の血液よりも一時的に暖かくなりますが、トカゲの体温は日暮れとともに低下します。

とにかく、現代の世界では、哺乳類と鳥類は吸熱性と恒温性 (つまり、温血性) の両方ですが、ほとんどの爬虫類 (および一部の魚) は、外温性と変温性 (つまり、冷血性) の両方です。じゃあ恐竜は？

化石が発掘され始めてから100年ほどの間、古生物学者や進化生物学者は、恐竜は冷血だったに違いないと考えていました。この仮定は、次の 3 つの絡み合った推論によって助長されたようです。

1) 一部の恐竜は非常に大きかったため、研究者はそれに対応して代謝が遅いと信じていました (100 トンの草食動物が高い体温を維持するには膨大な量のエネルギーが必要になるため)。

2) これらの同じ恐竜は、 小さな脳 体が大きいため、動きが鈍く、動きが鈍く、特に目覚めているわけではない生き物のイメージに貢献しました (速いというよりガラパゴスのカメに似ています)。 ヴェロキラプトル ）。

3) 現代の爬虫類とトカゲは冷血であるため、恐竜のようなトカゲに似た生き物も冷血であるに違いないというのは理にかなっています。 (ご想像のとおり、これは冷血恐竜を支持する最も弱い議論です。)

恐竜に対するこの一般的な見方は、1960 年代後半に変化し始めました。 ロバート・ベイカー と ジョン・オストロム 、神話の腰を下ろしたトカゲよりも現代の哺乳類の捕食者に似た、速く、機知に富んだ、エネルギッシュな生き物としての恐竜の絵を広め始めました.問題は、 ティラノサウルス・レックス 冷血だった場合、そのようなアクティブなライフスタイルを維持することは、恐竜が実際には吸熱であった可能性があるという理論につながります.

温血恐竜を支持する議論

解剖する生きた恐竜は周りにいないため (以下で説明する 1 つの例外を除いて)、温血代謝の証拠のほとんどは、恐竜の行動に関する現代の理論に由来しています。ここに、吸熱恐竜の 5 つの主要な議論があります (そのうちのいくつかは、以下の「反対の議論」セクションで挑戦されています)。

• 少なくとも一部の恐竜は活動的で、頭が良く、速かった。前述のように、温血恐竜説の主な原動力は、一部の恐竜が哺乳類の行動を示したことであり、これには (おそらく) 温血代謝によってのみ維持できるレベルのエネルギーが必要です。
• 恐竜の骨は、吸熱代謝の証拠を示しています。顕微鏡分析によると、一部の恐竜の骨は現代の哺乳類に匹敵する速度で成長し、現代の爬虫類の骨よりも哺乳類や鳥類の骨と共通する特徴が多いことが示されています。
• 高緯度では多くの恐竜の化石が発見されています。冷血生物は、環境を利用して体温を維持できる暖かい地域で進化する可能性がはるかに高くなります。緯度が高いほど気温が低くなるため、恐竜が冷血だった可能性は低いです。
• 鳥は吸熱動物なので、恐竜もそうだったに違いありません。多くの生物学者は、鳥は生きた恐竜であると考えており、現代の鳥の温血性は恐竜の祖先の温血代謝の直接的な証拠であると考えています。
• 恐竜の循環器系には、温血代謝が必要でした。巨人なら 竜脚類 お気に入り ブラキオサウルス キリンのように頭を垂直に保つと、心臓に膨大な負荷がかかり、循環系に燃料を供給することができるのは吸熱代謝だけです。

温血恐竜に対する反論

一部の進化生物学者によると、一部の恐竜は以前に想定されていたよりも速くて賢かった可能性があるため、すべての恐竜が温血代謝を持っていたと言うだけでは十分ではありません。実際の化石記録。温血恐竜に反対する5つの主要な議論は次のとおりです。

• 一部の恐竜は大きすぎて吸熱することができませんでした。一部の専門家によると、温血代謝を持つ100トンの竜脚類は過熱して死亡した可能性が高い.その重量では、冷血恐竜は慣性恒温と呼ばれるものであった可能性があります.
• の ジュラ紀 白亜紀は暑くて蒸し暑かった。多くの恐竜の化石が高地で発見されているのは事実ですが、1 億年前には高さ 10,000 フィートの山頂でさえ比較的穏やかだった可能性があります。気候が一年中暑い場合、体の熱を維持するために外気温度に依存する冷血恐竜に有利に働くでしょう。
• 恐竜の姿勢については十分にわかっていません。それは定かではありません バロサウルス グラブを探すために頭を上げました。一部の専門家は、大型の草食恐竜は長い首を地面と平行に保ち、尻尾をカウンターウェイトとして使用していると考えています。これは、これらの恐竜が脳に血液を送り込むために温血代謝を必要としたという議論を弱めるでしょう.
• 骨の証拠は過大評価されています。一部の恐竜が以前に信じられていたよりも速いペースで成長したことは事実かもしれませんが、これは温血代謝を支持する証拠ではないかもしれません.ある実験では、現代の (冷血な) 爬虫類は、適切な条件下で骨をすばやく生成できることが示されています。
• 恐竜には呼吸甲介がありませんでした。代謝のニーズを満たすために、恒温動物は爬虫類の約 5 倍の頻度で呼吸します。陸上に生息する吸熱生物は、呼吸プロセス中に水分を保持するのに役立つ呼吸甲介と呼ばれる構造を頭蓋骨に持っています。今日まで、恐竜の化石でこれらの構造の決定的な証拠を発見した人はいません。

現在の状況

では、上記の温血恐竜の賛否両論から、私たちは何を結論づけることができるでしょうか?多くの科学者 (どちらの陣営にも所属していない) は、この議論は間違った前提に基づいていると考えています。

事実、代謝がどのように機能するか、またはどのように進化する可能性があるかについて、恐竜について明確な結論を引き出すにはまだ十分にわかっていません.それは可能です 恐竜 温血でも冷血でもありませんでしたが、まだ特定されていない中間タイプの代謝がありました.すべての恐竜が温血または冷血だった可能性もありますが、一部の個々の種は逆方向の適応を発達させました.

この最後の考えが紛らわしいと思われる場合は、現代のすべての哺乳類がまったく同じ温血動物であるとは限らないことを覚えておいてください.速くて空腹のチーターは古典的な温血代謝を持っていますが、比較的原始的なカモノハシは、多くの点で他の哺乳類よりも同程度の大きさのトカゲの代謝に近い調整された代謝を示します.さらに複雑なことに、一部の古生物学者は、動きの遅い先史時代の哺乳類 (Myotragus、洞窟のヤギなど) は真の冷血代謝を持っていたと主張しています。

今日、大多数の科学者は温血恐竜説を支持していますが、より多くの証拠が発見されるにつれて、その振り子は逆方向に振れる可能性があります.今のところ、恐竜の代謝に関する明確な結論は、将来の発見を待つ必要があります.