Tiere und Natur

Waren Dinosaurier warmblütig?

Da es so viel Verwirrung darüber gibt, was es für eine Kreatur – nicht nur für einen Dinosaurier – bedeutet, „kaltblütig“ oder „warmblütig“ zu sein, beginnen wir unsere Analyse dieses Problems mit einigen dringend benötigten Definitionen.

Biologen verwenden eine Vielzahl von Wörtern, um den Stoffwechsel eines bestimmten Tieres zu beschreiben (dh die Art und Geschwindigkeit der chemischen Prozesse, die in seinen Zellen stattfinden). In einer endothermen Kreatur erzeugen Zellen Wärme, die die Körpertemperatur des Tieres aufrechterhält, während ektotherme Tiere Wärme aus der Umgebung absorbieren.

Es gibt zwei weitere Kunstbegriffe, die dieses Problem weiter erschweren. Die erste ist homöothermisch und beschreibt Tiere, die eine konstante innere Körpertemperatur aufrechterhalten, und die zweite ist poikilothermisch und gilt für Tiere, deren Körpertemperatur je nach Umgebung schwankt. (Verwirrenderweise ist es möglich, dass eine Kreatur ektotherm, aber nicht poikiotherm ist, wenn sie ihr Verhalten ändert, um ihre Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, wenn sie einer widrigen Umgebung ausgesetzt ist.)

 

Was bedeutet es, warmblütig und kaltblütig zu sein?

Wie Sie vielleicht aus den obigen Definitionen vermutet haben, folgt daraus nicht unbedingt, dass ein ektothermes Reptil in Bezug auf die Temperatur buchstäblich kälteres Blut hat als ein endothermes Säugetier. Zum Beispiel ist das Blut einer Wüstenechse, die sich in der Sonne aalt, vorübergehend wärmer als das eines Säugetiers ähnlicher Größe in derselben Umgebung, obwohl die Körpertemperatur der Eidechse mit Einbruch der Dunkelheit sinkt.

Wie auch immer, in der modernen Welt sind Säugetiere und Vögel sowohl endotherm als auch homöotherm (dh „warmblütig“), während die meisten Reptilien (und einige Fische) sowohl ektotherm als auch poikilotherm (dh „kaltblütig“) sind. Was ist also mit Dinosauriern?

Etwa hundert Jahre lang, nachdem ihre Fossilien ausgegraben worden waren, gingen Paläontologen und Evolutionsbiologen davon aus, dass Dinosaurier kaltblütig gewesen sein müssen. Diese Annahme scheint durch drei miteinander verflochtene Argumentationslinien befeuert worden zu sein:

1) Einige Dinosaurier waren sehr groß, was die Forscher zu der Annahme veranlasste, dass sie einen entsprechend langsamen Stoffwechsel hatten (da ein hundert Tonnen schwerer Pflanzenfresser eine enorme Energiemenge benötigen würde, um eine hohe Körpertemperatur aufrechtzuerhalten).

2) Es wurde angenommen, dass dieselben Dinosaurier extrem kleine Gehirne für ihre großen Körper haben, was zum Bild langsamer, schwerfälliger, nicht besonders wacher Kreaturen beitrug (eher wie Galapagos-Schildkröten als wie schnelle Velociraptoren ).

3) Da moderne Reptilien und Eidechsen kaltblütig sind, machte es Sinn, dass „eidechsenähnliche“ Kreaturen wie Dinosaurier auch kaltblütig sein müssen. (Dies ist, wie Sie vielleicht vermutet haben, das schwächste Argument für kaltblütige Dinosaurier.)

Diese erhaltene Sicht auf Dinosaurier begann sich Ende der 1960er Jahre zu ändern, als eine Handvoll Paläontologen, darunter Robert Bakker und John Ostrom. ein Bild von Dinosauriern als schnelle, schlagfertige, energiegeladene Kreaturen zu verbreiten begannen, die eher modernen Säugetieren ähnelten Raubtiere als die schwerfälligen Eidechsen des Mythos. Das Problem war, dass es für einen Tyrannosaurus Rex äußerst schwierig sein würde, einen so aktiven Lebensstil aufrechtzuerhalten, wenn er kaltblütig wäre – was zu der Theorie führte, dass Dinosaurier tatsächlich Endothermen gewesen sein könnten.

 

Argumente für warmblütige Dinosaurier

Da es keine lebenden Dinosaurier gibt, die seziert werden könnten (mit einer möglichen Ausnahme, auf die wir weiter unten eingehen werden), stammen die meisten Beweise für einen warmblütigen Stoffwechsel aus modernen Theorien über das Verhalten von Dinosauriern. Hier sind die fünf Hauptargumente für endotherme Dinosaurier (von denen einige im Abschnitt „Argumente gegen“ im Folgenden in Frage gestellt werden).

    • Zumindest einige Dinosaurier waren aktiv, klug und schnell. Wie oben erwähnt, besteht der Hauptimpuls für die Theorie der warmblütigen Dinosaurier darin, dass einige Dinosaurier ein „Säugetier“ -Verhalten zeigten, das ein Energieniveau beinhaltet, das (vermutlich) nur durch einen warmblütigen Stoffwechsel aufrechterhalten werden kann.
    • Dinosaurierknochen zeigen Hinweise auf einen endothermen Stoffwechsel. Mikroskopische Analysen haben gezeigt, dass die Knochen einiger Dinosaurier mit einer Geschwindigkeit wuchsen, die mit modernen Säugetieren vergleichbar ist, und mehr Merkmale mit den Knochen von Säugetieren und Vögeln gemeinsam haben als mit den Knochen moderner Reptilien.
    • Viele Dinosaurierfossilien wurden in hohen Breiten gefunden. Kaltblütige Kreaturen entwickeln sich viel häufiger in warmen Regionen, in denen sie die Umgebung nutzen können, um ihre Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Höhere Breiten führen zu kälteren Temperaturen, daher ist es unwahrscheinlich, dass Dinosaurier kaltblütig waren.
    • Vögel sind Endothermen, also müssen es auch Dinosaurier gewesen sein. Viele Biologen betrachten Vögel als „lebende Dinosaurier“ und begründen, dass die Warmblutigkeit moderner Vögel ein direkter Beweis für den warmblütigen Stoffwechsel ihrer Dinosaurier-Vorfahren ist.

 

  • Das Kreislaufsystem der Dinosaurier erforderte einen warmblütigen Stoffwechsel. Wenn ein riesiger  Sauropod  wie  Brachiosaurus  seinen Kopf wie eine Giraffe in vertikaler Position gehalten hätte, hätte dies enorme Anforderungen an sein Herz gestellt – und nur ein endothermer Stoffwechsel könnte sein Kreislaufsystem befeuern.

 

Argumente gegen warmblütige Dinosaurier

Laut einigen Evolutionsbiologen reicht es nicht aus zu sagen, dass einige Dinosaurier, da einige Dinosaurier möglicherweise schneller und intelligenter waren als bisher angenommen, einen warmblütigen Stoffwechsel hatten – und es ist besonders schwierig, den Stoffwechsel eher aus dem vermuteten Verhalten als aus dem zu schließen tatsächlicher Fossilienbestand. Hier sind die fünf Hauptargumente gegen warmblütige Dinosaurier.

    • Eini
      ge Dinosaurier waren zu groß, um Endothermen zu sein. Nach Ansicht einiger Experten wäre ein 100-Tonnen-Sauropod mit warmblütigem Stoffwechsel wahrscheinlich überhitzt und gestorben. Bei diesem Gewicht könnte ein kaltblütiger Dinosaurier eine sogenannte „Trägheitshomöothermie“ gewesen sein – das heißt, er erwärmte sich langsam und kühlte sich langsam ab, sodass er die Körpertemperatur mehr oder weniger konstant halten konnte.
    • Die  Jura-  und Kreidezeit war heiß und schwül. Es ist wahr, dass viele Dinosaurierfossilien in großen Höhen gefunden wurden, aber vor 100 Millionen Jahren war sogar ein 10.000 Fuß hoher Berggipfel möglicherweise relativ mild. Wenn das Klima das ganze Jahr über heiß wäre, würde dies kaltblütige Dinosaurier bevorzugen, die sich auf Außentemperaturen stützten, um ihre Körperwärme aufrechtzuerhalten.
    • Wir wissen nicht genug über die Haltung von Dinosauriern. Es ist nicht sicher, ob  Barosaurus  seinen Kopf erhoben hat, um nach Maden zu suchen. Einige Experten glauben, dass große, pflanzenfressende Dinosaurier ihre langen Hälse parallel zum Boden hielten und ihre Schwänze als Gegengewicht verwendeten. Dies würde das Argument schwächen, dass diese Dinosaurier warmblütigen Stoffwechsel benötigten, um Blut in ihr Gehirn zu pumpen.

 

  • Der Knochenbeweis wird überbewertet. Es mag sein, dass einige Dinosaurier schneller wuchsen als bisher angenommen, aber dies ist möglicherweise kein Beweis für einen warmblütigen Stoffwechsel. Ein Experiment hat gezeigt, dass moderne (kaltblütige) Reptilien unter den richtigen Bedingungen schnell Knochen erzeugen können.
  • Dinosauriern fehlten Atemturbinaten. Warmblüter atmen etwa fünfmal so oft wie Reptilien, um ihren Stoffwechsel zu befriedigen. Landwohnendothermen haben Strukturen in ihren Schädeln, die als „Atemturbinaten“ bezeichnet werden und dabei helfen, die Feuchtigkeit während des Atmungsprozesses zu speichern. Bisher hat niemand schlüssige Beweise für diese Strukturen in Dinosaurierfossilien gefunden – daher müssen Dinosaurier kaltblütig gewesen sein (oder zumindest definitiv keine Endothermen).

 

Wo die Dinge heute stehen

Was können wir aus den obigen Argumenten für und gegen warmblütige Dinosaurier schließen? Viele Wissenschaftler (die mit keinem der beiden Lager verbunden sind) glauben, dass diese Debatte auf falschen Prämissen beruht – das heißt, es ist nicht so, dass Dinosaurier entweder warmblütig oder kaltblütig sein mussten, ohne eine dritte Alternative.

Tatsache ist, wir wissen noch nicht genug darüber, wie der Stoffwechsel funktioniert oder wie er sich möglicherweise entwickeln kann, um endgültige Schlussfolgerungen über Dinosaurier zu ziehen. Es ist möglich, dass Dinosaurier weder warmblütig noch kaltblütig waren, sondern einen „mittleren“ Stoffwechsel hatten, der noch nicht festgelegt wurde. Es ist auch möglich, dass alle Dinosaurier warmblütig oder kaltblütig waren, aber einige einzelne Arten entwickelten Anpassungen in die andere Richtung.

Wenn diese letzte Idee verwirrend klingt, denken Sie daran, dass nicht alle modernen Säugetiere genauso warmblütig sind. Ein schneller, hungriger Gepard hat einen klassischen warmblütigen Stoffwechsel, aber das relativ primitive Schnabeltier weist einen abgeschwächten Stoffwechsel auf, der in vielerlei Hinsicht dem einer Eidechse von vergleichbarer Größe näher ist als dem anderer Säugetiere. Einige Paläontologen behaupten, dass sich langsam bewegende prähistorische Säugetiere (wie Myotragus, die Höhlenziege) einen echten kaltblütigen Stoffwechsel hatten.

Heute schließt sich die Mehrheit der Wissenschaftler der Theorie der warmblütigen Dinosaurier an, aber dieses Pendel könnte in die andere Richtung schwingen, wenn mehr Beweise gefunden werden. Vorerst müssen alle endgültigen Schlussfolgerungen über den Stoffwechsel von Dinosauriern auf zukünftige Entdeckungen warten.

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