Как охладить мозг? Теплокровные животные использовали свой нос.
Исследовательская группа во главе с Сейширо Тада и Таканобу Цуихидзи из Токийского университета показала, что теплокровные динозавры - тероподы, благодаря более крупным носовым полостям, развили лучшую систему охлаждения носа, чем хладнокровные животные. Исследование, опубликованное в журнале «Royal Society Open Science», дает ключ к разгадке эволюции охлаждения носа у динозавров-теропод.
Эндотермы (или теплокровные) животные, поддерживают высокую температуру тела за счет внутренних источников тепла. Птицы, люди и другие млекопитающие являются эндотермами. Но экзотермы (или хладнокровные) животные, такие как рептилии, используют внешние источники тепла, чтобы согреться. Люди ищут кондиционер или холодный напиток в жаркий летний день, чтобы освежиться. Как другие животные предотвращают перегрев своего чувствительного к теплу мозга? Ответ может быть у них в носу.
У эндотермов, таких как птицы, млекопитающие и мы, нос не только вынюхивает запахи, но также помогает в теплообмене благодаря небольшим волнообразным структурам в форме завитка, называемым дыхательными раковинами, состоящими из костной и хрящевой ткани. Они могут увлажнять вдыхаемый воздух и обмениваться теплом с циркулирующей кровью, что может охлаждать мозг. Предыдущее исследование показало, что размер носовой полости у экзотермов и эндотермов коррелирует с размерами тела.
«Но его физиологическая роль вызывает споры», - сказал Сейширо Тада, аспирант Токийского университета.
Помогает ли большая носовая полость поддерживать температуру всего тела за счет кровообращения или просто охлаждает мозг эндотермов? Если это нужно для охлаждения их мозга, у эндотермов с большим мозгом могут быть большие носовые полости и эффективное охлаждение, которому помогают носовые раковины. Чтобы проверить это, учёные стремились выяснить основную роль дыхательных раковин и физиологическую функцию носовой полости нептичьих динозавров и их современных потомков.
Команда изучила образцы голов 51 современного эндотерма и экзотерма, а также череп динозавра - Velociraptor mongoliensis с помощью компьютерной томографии и воссоздания их носовых структур. Они обнаружили, что по сравнению с экзотермами, эндотермы имеют хорошо развитые носовые раковины и относительно большую носовую полость для их размера головы, а не размера тела, как считалось ранее. Это означает, что большая носовая полость помогает охлаждать их мозг. Исследователи также обнаружили, что Velociraptor mongoliensis имел меньшую носовую полость и, следовательно, не мог регулировать температуру так же эффективно, как его современные потомки, птицы, что намекает на относительно менее развитый мозг, который не нуждался в эффективном охлаждении. Возможно, они использовали другие способы охлаждения своего (горячего) мозга - это до сих пор загадка. Система охлаждения носа могла развиваться параллельно с изменениями в структуре их черепа, которые мы сейчас наблюдаем у современных эндотермов.
Тада был приятно удивлен «возможным сценарием эволюции черепа, наблюдаемым в линии динозавров и птиц, которую никто никогда раньше не замечал».
Он отметил: «Наши результаты подчеркивают важность носа в выводе о физиологии ископаемых форм, таких как динозавры и позволяют нам изучать эволюцию радикальных модификаций черепа от нелетающих динозавров-теропод до современных птиц под новым углом».
#динозавры #окаменелости #палеонтология
Фото - У велоцирапторов, вероятно, было менее эффективное охлаждение носового мозга, чем у современных птиц. Их верхнечелюстная кость дегенерировала и сместилась вниз по мере того, как они эволюционировали в современных птиц, что позволило расширить носовую полость и обеспечить эффективное охлаждение носа. Авторы и права: Тада и др., 2023 г.
https://phys.org/news/2023-04-cool-brain-warm-blooded-animals-nose.html
