Cu o sută cincizeci de milioane de ani în urmă, sauropodii cu gât lung au cutreierat planeta mâncând plante și copaci. Unii dintre cei mai mari dinozauri erbivori ar putea crește până la 115 picioare și cântări 80 de tone. O echipă de oameni de știință a vrut să vadă câtă nutriție a oferit această dietă vegetariană pentru dinozauri. Grupul a crescut cozi de cal, ginkgos și alte plante similare vegetației mezozoice sub niveluri ridicate de dioxid de carbon pentru a imita atmosfera epocii. Rezultatele lor au fost publicate în revista Palaentology .

Paleontologa Fiona Gill, care este autorul acestui studiu, vorbește despre ceea ce știm despre digestia dinozaurilor și despre modul în care aceasta ar putea fi folosită pentru a modela alte ecosisteme antice.

câtă

Segmentul de oaspeți

Fiona Gill este lector în paleontologie și geochimie la Universitatea din Leeds. Are sediul în Leeds, Anglia.

Segment de transcriere

IRA FLATOW: Aceasta este Vinerea Științei. Sunt Ira Flatow.

Una dintre scenele iconice din Jurassic Park - și vorbesc despre filmul original - este atunci când cei doi experți în dinozauri își întâlnesc primul dinozaur în parc. Tine minte? Rămân fără Jeep-ul lor lângă un sauropod uriaș, care mănâncă niște copaci. Dino are chiar și un pic de frunze de copac lipite în dinți.

ELLIE SATTLER: Lucrul acesta nu trăiește într-o mlaștină.

ALAN GRANT: Acest lucru are, ce, un gât de 25, 27 de picioare?

JOHN HAMMOND: Brachiosaurus? 30.

[MUZICĂ - TEMA „JURASSIC PARK”]

IRA FLATOW: Da, probabil că ați văzut și această imagine a frunzei copacului lipită în dinți și în alte locuri. Mâncătorii de plante pășunând pe vârfurile copacilor - locuri de genul acesta. Cel mai mare dintre acești sauropodi ar putea crește până la 115 picioare, cântărind până la 80 de tone. Dar cât de hrănitoare a fost această dietă vegetariană și câte frunze ar lua? Ce trebuie să mănânce într-adevăr un dinozaur?

Ei bine, un grup de oameni de știință au investigat această întrebare cultivând copaci în condiții mezozoice și creând un fel de dino-digestor. Rezultatele lor au fost publicate în Journal of Paleontology, iar următorul meu invitat este autorul acestui studiu și ea este aici pentru a ne spune despre asta.

Fiona Gill este lector în paleontologie și geochimie la Universitatea din Leeds din Anglia. Ea ni se alătură prin Skype. Bine ați venit la Science Friday. Vă mulțumim că ați stat până târziu pentru asta.

FIONA GILL: Bună. Mulțumesc. Mulțumesc că m-ai invitat să vorbesc astăzi.

IRA FLATOW: Ești binevenit. Deci sunteți paleontolog, dar nu genul dinozaurilor. De ce v-a interesat întrebările legate de dieta sauropodului?

FIONA GILL: Ei bine, cercetările mele anterioare au avut legătură cu fecalele fosilizate și am ajuns să mă uit și la o mulțime de fecale moderne. Dar într-o zi, la o conferință, am discutat cu un paleobotanist experimental. Și ne-am dat seama că poate interesele noastre ar putea funcționa împreună. Și una dintre întrebările pe care am crezut că le-am putea aborda este cât de hrănitoare a fost hrana dinozaurilor.

Așadar, paleobotanistul - care este co-autor, Barry Lomax - a avut această idee de mai multe ori să crească plante alimentare dinozauri în condițiile atmosferice care ar fi existat în vremurile în care trăiseră dinozaurii. Și ne-am cam întrebat, există vreo modalitate de a merge de la asta la poo dinozaur artificial?

Am decis că nu există. Dar, datorită muncii mele cu fecalele moderne, știam despre alte tehnici care însemnau că am putea fi capabili să reproducem digestia acestor plante la [? îngropat?] [? crescut?] în laborator.

IRA FLATOW: Deci ați început să creați un fel de stomac? Un stomac de dinozaur artificial - un digestor în care ai putea hrăni plantele? De unde ai știut ce plante? Mai avem în prezent plante în jurul valorii de acum câteva milioane de ani?

FIONA GILL: Da. Ei bine, avem unele care sunt foarte, foarte asemănătoare. Deci una dintre speciile pe care le-am folosit a fost gingko biloba. Iar copacii gingko de astăzi sunt foarte asemănători cu cei care au trăit pe vremea sauropodilor. Și pentru cele șase specii de plante pe care le-am folosit în experimentele noastre, toate sunt versiuni moderne ale plantelor despre care știm că au trăit în același timp cu sauropodii.

IRA FLATOW: Mhm. Așa că a trebuit să recreezi și condițiile atmosferice, corect?

FIONA GILL: Da, așa este.

Așadar, ne-am uitat la lucrarea care a fost publicată recent și, astfel, cele mai recente și cele mai bune estimări pentru cât de mult dioxid de carbon a fost în atmosferă în diferite momente ale Mesozoicului. Și experimentele pe care le-am făcut cu plantele noastre, am folosit patru concentrații diferite de dioxid de carbon pentru a reprezenta nivelurile actuale de dioxid de carbon - aproximativ 400 de părți pe milion - și apoi o serie de concentrații de dioxid de carbon în întregul Mesozoic.

Deci 800 de părți pe milion - deci de două ori mai mult dioxid de carbon decât în ​​prezent. De trei ori mai mult - 1.200 de părți pe milion. Și apoi cea mai mare estimare - cea mai mare concentrație a fost de 2.000 de părți pe milion, care este estimarea maximă pentru cât de mare ar fi putut ajunge dioxidul de carbon în timpul Mesozoicului.

IRA FLATOW: Cum ați recreat cum ar arăta un sistem digestiv dinozaur?

FIONA GILL: Ei bine, nu am creat-o de la zero. Ceea ce am făcut a fost utilizarea unei tehnici care a fost utilizată pe scară largă în industria agricolă pentru a evalua valoarea nutrițională a alimentelor noi. Deci, dacă oamenii încearcă să cultive culturi sau privesc diferite combinații de diete care vor face, de exemplu, vacile de lapte mai productive, pot folosi acest sistem de fermentare pentru a evalua valoarea nutrițională a alimentelor.

Așa că am folosit acest lucru ca punct de plecare, dar am derulat experimentele mult mai mult timp pentru a încerca să reproducem sau pentru a ne apropia cât de mult am putut de timpul necesar unui sauropod pentru a-și digera cina.

IRA FLATOW: Și deci - ce model? Ai folosit o vacă? Nu are multe stomacuri? Sau ai folosit ceva mai simplu?

FIONA GILL: A fost mai simplu de atât. Deci, experimentele propriu-zise au fost efectuate în seringi etanșe la gaze. Și ne-am pus plantele mentale în seringi și am incubat plantele, plantele sub formă de pulbere - le-am împământat înainte de a le pune acolo. Le-am incubat cu lichid de rumen - lichid de rumen de bovine - și acesta a fost în esență modelul nostru pentru stomacul sauropod.

Ei bine, nu este chiar stomacul. Ar fi fost camera de fermentare a sauropodului.

IRA FLATOW: De ce ai ales o vacă și, să zicem, nu un cal pentru rumen?

FIONA GILL: Da. Așadar, o parte a motivului a fost că, deoarece această tehnică a fost foarte utilizată pe scară largă, există o mulțime de date foarte bune pentru diferite tipuri de plante pe care am putut să le folosim și să vedem modul în care datele noastre se potrivesc și compară cu alte plante. Iar standardul pentru toate aceste alte experimente este utilizarea lichidului de rumen de vacă.

Dar ai dreptate. Adică, un cal ar fi un analog mai apropiat, deoarece un cal este un fermentator intestinal, ceea ce înseamnă că sistemul de fermentație este situat după stomacul adevărat, în timp ce pentru rumegătoare, cum ar fi o vacă, camera de fermentare în care se află toți microbii [? topirea?] materia plantelor este mult mai aproape de începutul tractului digestiv.

Și, din câte știe oricine, sau așa cum cred majoritatea oamenilor, dinozaurii - în special sauropodii - erau foarte probabil să aibă camere mari de fermentare, dar cel mai probabil erau în poziția intestinului posterior.

Deci, un cal ar fi fost, în anumite privințe, un analog mai bun. Chiar și mai bine ar fi fost dacă am fi putut folosi microbi de la o șopârlă erbivoră modernă ca o iguana. Dar în ceea ce privește posibilitatea de a preleva efectiv materialul respectiv de la animal într-un mod echitabil față de animal și bun pentru bunăstarea animalelor este mult mai complicat pentru fermentatorul [AUDIO OUT] decât pentru rumegătoare.

IRA FLATOW: Acesta este un mod eufemistic de a spune că ar fi trebuit să ucizi șopârla pentru a scoate rumenul din ea.

FIONA GILL: Destul de mult, da.

IRA FLATOW: Deci, lasă-mă să am un tambur, te rog, și să ajung la linia de jos. Cât de mult are nevoie un dinozaur să mănânce?

FIONA GILL: Ei bine, depinde de dinozaur. Depinde de mărimea dinozaurului. Depinde de rata metabolică. Există încă multă incertitudine cu privire la ce fel de metabolism au avut dinozaurii. Și depinde de ce plante a mâncat.

Dar, conform calculelor noastre, dacă ați luat un sauropod mediu - un sauropod de 30 de tone - cu o rată metabolică care se afla undeva între șopârle moderne și mamifere moderne, dacă ar mânca cel mai hrănitor aliment pe care l-am putut crește, adică cozile de cal crescute sub 1.200 ppm/CO2, atunci ar fi trebuit să mănânce aproximativ 50 de kilograme pe zi.

Și dacă ar mânca cel mai puțin hrănitor aliment pe care l-am putut găsi, care a fost araucaria - copacul puzzle-maimuță - crescut sub 2.000 de părți pe milion de CO2, ar fi trebuit să mănânce mai mult de două ori mai mult - peste 100 de kilograme pe zi. Deci, acestea sunt genul de diferențe despre care vorbim.

IRA FLATOW: Uau, este o mulțime de alimente de mâncat. Câteva sute de lire pe zi de mâncare.

FIONA GILL: Da.

IRA FLATOW: Acum, ai spus la început că specialitatea ta sunt coprolitele sau caca fosilizată.

FIONA GILL: Da.

IRA FLATOW: Ai învățat ceva despre asta din ceea ce studiezi acum? Ce ai invatat?

FIONA GILL: Ei bine, nu are legătură directă. Așa că s-a cam făcut - acest proiect a ieșit din cercetarea mea asupra coprolitelor, deoarece, prin cercetarea coprolitului, m-am interesat din ce în ce mai mult de procesele digestive ale animalelor dispărute. Și, desigur, dinozaurii sunt un animal atât de iconic, în special marii sauropodi. A fost un fel de progres natural să ne gândim la cum era digestia lor. Așa că a fost cu adevărat minunat să fim implicați într-un proiect care ne permite să lucrăm la asta.

IRA FLATOW: Mhm. Și am observat că nu ai vorbit despre utilizarea plantelor cu flori ca hrană pentru experimentele tale. Dar cozile - de ce este asta?

FIONA GILL: Ei bine, am folosit o angiospermă, o plantă cu flori, care a fost ranuncula. Am inclus-o ca una dintre cele șase specii ale noastre.

Dar motivul pentru care ne-am concentrat asupra plantelor care nu înfloresc a fost pentru că în timpul Mesozoicului, atunci au evoluat primele plante cu flori. Așadar, primele au venit în urmă cu aproximativ 125 de milioane de ani, dar abia acum aproximativ 100 de milioane de ani au decolat cu adevărat. Și, desigur, astăzi domină ecosistemele noastre moderne. Dar la vremea în care trăiau majoritatea sauropodelor, flora, plantele din jur, nu erau plantele cu flori. Și de aceea ne-am concentrat pe acestea în experimentele noastre.

IRA FLATOW: Fascinant. Deci, sunteți mulțumit de modul în care s-a dovedit acest lucru?

FIONA GILL: Da. Da, suntem foarte fericiți.

Deci, cel mai interesant lucru pentru noi este că, anterior, oamenii au presupus că sub concentrații ridicate de dioxid de carbon, plantele ar putea crește mai mari și mai rapide, dar ar fi mai puțin hrănitoare. Și asta pentru că majoritatea experimentelor anterioare au fost efectuate pe plante cu flori. Și, de asemenea, au comparat concentrațiile moderne de CO2 cu poate de două ori mai mult CO2.

Deci experimentele noastre au fost diferite, deoarece am folosit diferite specii de plante și am folosit o gamă mult mai mare. Și ceea ce am constatat a fost că efectul este cu adevărat specific speciei. Deci, nu puteți generaliza și, prin urmare, totul va fi mai puțin hrănitor sub concentrații ridicate de CO2, deoarece unele lucruri par să-și crească valoarea nutrițională sub concentrații moderate sau, de fapt, destul de ridicate de dioxid de carbon.

IRA FLATOW: Dr. Gill, îți mulțumesc că ți-ai luat timp să fii cu noi astăzi și mult noroc pentru tine.

Dr. Fiona Gill, lector de paleontologie și geochimie la Universitatea din Leeds din Anglia.