Autor

Cercetător postdoctoral, Institutul de Studii Evolutive, Universitatea din Witwatersrand

Declarație de divulgare

Kevin Rey nu lucrează pentru, nu consultă, nu deține acțiuni sau nu primește finanțare de la nicio companie sau organizație care ar beneficia de acest articol și nu a dezvăluit nicio afiliere relevantă în afara numirii lor academice.

Parteneri

Universitatea din Witwatersrand oferă asistență ca partener de găzduire a The Conversation AFRICA.

Conversation UK primește finanțare de la aceste organizații

  • E-mail
  • Stare de nervozitate
  • Facebook
  • LinkedIn
  • WhatsApp
  • Mesager

Astăzi, mamiferele și păsările sunt singurele animale cu sânge cald adevărat. Ele sunt numite endoterme, ceea ce înseamnă că își produc căldura corpului în interior.

Animalele endoterme sunt opuse ectotermelor care își obțin căldura dintr-un factor extern precum soarele. Sunt considerați „cu sânge rece”.

Originile sângelui cald la mamifere au fost o problemă foarte controversată din două motive. Una este că mai multe dintre caracteristicile anatomice despre care se crede că sunt legate de sângele cald au fost găsite și la reptilele cu sânge rece. Cealaltă este că aceste caracteristici nu sunt întotdeauna păstrate în fosile, oferind oamenilor de știință semnale inconsistente despre prezența sângelui cald.

Cercetările noastre ajută să arate o nouă lumină asupra acestei controverse. Am reușit să venim cu noi informații despre modul în care mamiferele au dezvoltat un metabolism cu sânge cald care ar fi putut să le ajute să supraviețuiască teribilei extincții în masă care a marcat sfârșitul perioadei permiene, acum 252 de milioane de ani.

Comparând raporturile izotopului de oxigen din fosile, am putut arăta că un grup numit cinodontie - strămoșii mamiferelor - a dobândit sânge cald undeva în perioada Permian târziu, care a variat între 259 și 252 milioane de ani în urmă. Acest lucru face ca originea endotermiei mamiferelor să fie mai veche decât ceea ce credeam anterior.

Dar cercetările noastre arată, de asemenea, că cinodonția nu a fost singura care a dobândit sânge cald. Dicinodonția, care a fost considerată cu sânge rece, a dezvoltat, de asemenea, această caracteristică independent în aceeași perioadă de timp.

Descoperirea noastră sugerează că clima a fost principalul factor care a declanșat evoluția sângelui cald la mamifere și este responsabilă pentru succesul ulterior al evoluției mamiferelor. Susținem că dicinodontii și cinodontii triasici au reușit să supraviețuiască posedând deja un metabolism endoterm pentru a face față fluctuațiilor de temperatură.

Caracteristicile mamiferelor

Există mai multe caracteristici speciale care sunt legate de sângele cald. Unul este oasele din nas și bot, numite turbinate. Aceste oase cresc distanța pe care o parcurge aerul în corp, permițându-i să se încălzească la intrare. Există, de asemenea, palatul osos care separă gura de nas și permite respirația continuă, chiar și în timp ce mănâncă. Un alt lucru, care este rar păstrat în înregistrările fosile, este prezența blănii care acționează ca un strat izolator.

Provocarea cu evaluarea originilor trăsăturilor morfologice este că acestea nu sunt din același timp. Unele au apărut la unele animale mai devreme decât altele.

Așadar, am adoptat o abordare inovatoare și fără precedent. Ne-am uitat la izotopii oxigenului din oasele și dinții reptilelor asemănătoare mamiferelor permo-triasice cunoscute sub numele de terpside. Aceasta este o abordare utilizată oficial pentru evaluarea dinozaurilor.

Tranziția dintre perioadele Permian și Triasic, în urmă cu 252 de milioane de ani, este cunoscută drept cea mai devastatoare dispariție în masă din istoria Pământului. Reconstrucțiile paleoclimatului arată că, după o tendință de răcire către sfârșitul perioadei permiene, a existat o încălzire bruscă și intensă la limita permian-triasică.

Am prelevat eșantioane de grupuri de animale din înregistrările fosile păstrate în Africa de Sud, Lesotho, Maroc și China, datând din perioada permiană și triasică.

peste
Craniul dicidodontului terapsidic Lystrosaurus murrayi din Africa de Sud datând din perioada triasică. furnizat de autor

Am probat terpside și câteva tetrapode care au trăit în același timp și în același loc. Făcând acest lucru, am reușit să distingem terapeutele cu sânge cald de cele cu sânge rece și ne-am apropiat mai mult de fixarea când speciile au evoluat la sângele cald.

Am constatat că terapeutele permiene și tetrapodele coexistente aveau temperaturi corporale similare. În schimb, terapeutele analizate în perioada triasică au avut sânge cald.

Atât dicinodontii, cât și cinodontii din perioada permiană au avut sânge rece, în timp ce aceleași grupuri din perioada triasică au avut sânge cald. Aceasta înseamnă că și-au dobândit endotermia în perioada Permian târziu.

Înțelegerea faptului că aceste grupuri și-au dezvoltat sângele cald în perioada Permian târziu evidențiază două constatări importante.

Primul este că au apărut independent - strămoșii permieni ai ambelor grupuri nu aveau sânge cald. Al doilea este, chiar dacă ar fi putut apărea în momente diferite în perioada Permian târziu, se pare că au trecut prin aceiași factori de selecție supraviețuind variațiilor climatice globale ale sfârșitului Permian.

„Reptilele asemănătoare unui mamifer” au supraviețuit deoarece animalele cu sânge cald au capacitatea de a-și produce propria căldură corporală, ceea ce le permite să trăiască în medii mai reci sau în zone cu contraste imense de temperatură sezonieră.

La scară geologică, acest lucru ar putea însemna că speciile endoterme ar avea șanse mai mari de a supraviețui prin schimbări climatice importante și rapide.