Mennyire voltak melegek a dinók?

Rossz az aki rosszra gondol... Az őshüllőket vizsgálókat jó ideje foglalkoztatja a kérdés, hogy a dinoszauruszok változó testhőmérsékletűek (homeotermia, ektotermia) voltak-e, mint a jelenkori hüllők, vagy állandó testhőmérsékletűek (poikilotermia, endotermia), mint a madarak és az emlősök. Az állandó testhőmérsékletű állatok egy viszonylag magas és állandó testhőmérsékletet tartanak fent. Az állandó testhőmérséklet fenntartásához sok energia szükséges, viszont cserébe az állatok fürgébbek és gyorsabban képesek növekedni. A változó testhőmérsékletű állatok testhőmérséklete a környezetüktől függ, hőt csak onnan vesznek fel, vagy oda adnak le. Hidegben lomhábbak, melegben fürgébbek (v.ö. napozó gyíkok). És mi van a dinoszauruszokkal? Inkább olyanok mint a többi hüllő, vagy olyanok, mint kései leszármazottaik a madarak?

A dinoszauruszokból leginkább csontok maradtak meg, ezek méretéből becsülhető az állat teljes tömege. A csontokon, csakúgy mint a fákon, növekedési gyűrűk vannak. Bár korábban úgy gondolták, hogy csak hidegvérű állatok csontjánál van, így, s ott is mint a fáknál a lassabb növekedésű hidegebb és a gyorsabb növekedésű melegebb időszakokat mutatják, melegvérű állatok csontjain is megfigyelhetők gyűrűk. Kérődzők lábszárcsontjait vizsgálva azt észlelték, hogy élőhelytől és mérettől függően minden állatban van a lassabb növekedésre jellemző sötétebb csontrész. Ez általában a szárazabb évszakra jellemző. (lásd az Origo cikkét erről)

Csontnövekedési sávok különböző kérődző csoportoknál. A száraz időszakok (fekete oszlopok az adott égövön a hónapra jellemző csapadék mennyiségét jelölik) a növekedés lelassulását / megállását eredményezik (ilyen lassulásra jellemző csontmintázatot lehet látni a j panelen a nyílnál). A növekedés a jó időszak beköszöntével beindul (lásd k panelen a nyílnál). Az ábrákon az északi- és déli-féltekén, különböző éghajlaton élő kérődzőket láthatunk. A narancssárga vonal a növekedés megállásának ideje, míg a zöld a maximális növekedés ideje.

Ez a felfedezés viszont megcáfolja a dinoszauruszok hidegvérűségét csak azért, mert csontjaikban vannak gyűrűk. A gyors növekedésű részből lehet következtetni a növekedés ütemére. A dinoszaurusz csontvázakban a növekedés üteme a hidegvérűekhez képest magasabb, s ezért egy ideig úgy gondolták, hogy a dinoszauruszok melegvérűek voltak. A most megjelent, s itt leírt, tanulmány ez a képet árnyalja.

Ma élő és kihalt, állandó és változó testhőmérsékletű állatok növekedési rátáját becsülték csontjaikból. Mivel a kisebb növekedésű szakaszok évente ismétlődnek, így a nagyobb növekedésű szakasz méreteiből becsülhető a növekedés maximális gyorsasága. A maximális növekedés rátát a testméret függvényében ábrázolva azt kapták, hogy jól elválnak az állandó testhőmérsékletű és a változó testhőmérsékletű állatok. Egy-egy külön egyenes mentén találjuk őket (nagyobb testméret mellett nagyobb növekedést lehet elérni). Látható, hogy a dinoszauruszok a két nagy csoport között helyezkednek el. Egyesek inkább hidegvérűnek tűnnek, mások inkább melegvérűnek.

A maximális növekedés és a testtömeg összefüggése. A melegvérű emlősök és madarak (piros) gyorsabb növekedésre képesek azonos testméretnél, mint a hidegvérű halak és hüllők (kék). A két fő csoport között helyezkednek el a mezoterm élőlények (szürke), ahova a dinoszauruszok is tartozhattak.

Van viszont egy köztes csoport, amelyeket "mezotermnek", azaz köztes testhőmérsékletűnek neveznek. Ide tartoznak a tonhalak, heringcápafélék (nagy fehér cápa ide tartozik) és a kérgesteknős. Ezen élőlények az anyagcseréjük által termelt hőt használják, hogy testhőmérsékletüket (T_b) a környezeti hőmérséklet (T_a) felé emeljék, de nem tartanak egy előre meghatározott célhőmérsékletet, mint az állandó testhőmérsékletű állatok.

Vegyük észre, hogy a rendelkezésre álló csekély információból (csontokból) mennyi érdekes információ kinyerhető, amennyiben összevetjük őket ma élő élőlények csontjaival és azok ismert fiziológiájával. Bár a dinoszauruszok belső szervei nem maradtak ránk, s testhőmérsékletüket sem tudjuk megmérni, mégis tudunk értelmes hipotéziseket felállítani arról, hogy mennyire emelték testhőmérsékletüket a környezeti hőmérséklet felé, s ezt a hőmérsékletet mennyire tartották.

Grady, J. M., Enquist, B. J., Dettweiler-Robinson, E., Wright, N. A. and Smith, F. A. 2014. Evidence for mesothermy in dinosaurs. Science 344: 1268-1272.
Balter, M. 2014. Dinosaur metabolism neither hot nor cold, but just right. Science 344: 1216-1217.
Köhler, M., Marin-Moratalla, N., Jordana, X. and Aanes, R. 2012. Seasonal bone growth and physiology in endotherms shed light on dinosaur physiology. Nature 487: 358-361.
Padian, K., de Ricqles, A. J. and Horner, J. R. 2001. Dinosaurian growth rates and bird origins. Nature 412: 405-408.

A klímaváltozás a kajánkat is tönkre teheti

Akit nem érzi még kellőképpen veszélyesnek, amit a környezetünkkel művelünk, annak itt egy újabb adalék: a magasabb széndioxid (CO₂) szinttel a gabonáink vas és cink tartalma csökkenni fog.

A vas kell ugye a vérbe, a cink meg mindenféle enzimhez. Hiányuk mindenféle nem túl kellemes hatással jár, mint a sápadtság, figyelemzavar, levertség. A cink hiány merevedészavart is okozhat. Mindezen anyagokhoz leginkább húsból jutunk, már ha szerencsések vagyunk, hogy hozzáférünk ilyen ételekhez. Ezt azért teszem hozzá, mert az emberiség egy igen jelentős része nem fogyaszt rendszeresen húst, s nem azért, mert vegetáriánus lenne. Esetükben a növényi táplálék vas és cink tartalma fontos az egészségük megőrzése szempontjából.

A klímaváltozás következtében a légkör széndioxid tartalma a mostani 0,039%-ról (390 ppm) 0,055%-ra (550 ppm) fog növekedni a következő 50-60 évben akkor is, ha kellőképpen visszafogjuk a széndioxid kibocsátásunkat (ha nem, akkor még rosszabb lesz).

A széndioxid amúgy kell a növényeknek, a napfény energiáját felhasználva széndioxidot építenek be cukrokba, így hozva létre az őket felépítő szerves anyagokat. Nem is a széndioxid fogyasztással van a gond, sem a cukortermelésükkel (keményítő termeléssel, lényegében azt eszünk legnagyobb mennyiségben, gondoljunk a lisztre, rizsre vagy a burgonyára). Egy most megjelent tanulmány arra hívja fel a figyelmet, hogy magasabb széndioxid szint mellett megváltozik a fogyasztható részek összetétele, s bizony a vas és a cink mennyisége akár 10%-al is csökkenhet, az 5% csökkenés pedig szinte garantált. Mindezt igen sokféle rizs és búzafajtára igaz. Mérték továbbá a fehérjetartalom változását, ami szintén csökken. A kukoricát kevésbé érinti a probléma, bár több fajtánál ott is csökkenés tapasztalható. Az meg minket nem fog vigasztalni, hogy a cirok, amit nálunk seprűkészítéshez és takarmányként használnak, akár még jól is fog járni.

Cink (Zn), vas (Fe), fehérje (protein) és fitinsav (phytate) tartalom változása a magasabb légköri széndioxid következtében búza (wheat), rizs (rice), borsó (peas), szója (soybeam), kukorica (maize) és cirok (sorghum) esetében. A fitinsav mértékét azért tüntették fel, mert gátolja a cink felszívódást emberben, így növekedése súlyosbítja a problémát, csökkenése pedig egy kicsit segíthet

.

Myers, S. S., Zanobetti, A., Kloog, I., Huybers, P., Leakey, A. D. B., Bloom, A. J., Carlisle, E., Dietterich, L. H., Fitzgerald, G., Hasegawa, T., Holbrook, N. M., Nelson, R. L., Ottman, M. J., Raboy, V., Sakai, H., Sartor, K. A., Schwartz, J., Seneweera, S., Tausz, M. & Usui, Y. 2014. Increasing CO2 threatens human nutrition. Nature, 510, 139-142.