Waren dinosauriërs warmbloedig?

Omdat er zoveel verwarring is over wat het betekent voor elk wezen - niet alleen een dinosaurus - om "koelbloedig" of "warmbloedig" te zijn, laten we onze analyse van dit probleem beginnen met enkele broodnodige definities.

Biologen gebruiken verschillende woorden om het metabolisme van een bepaald dier te beschrijven (dat wil zeggen de aard en snelheid van de chemische processen die in zijn cellen plaatsvinden). In een endotherme schepsel, cellen genereren warmte die de lichaamstemperatuur van het dier handhaaft, terwijl ectothermic dieren absorberen warmte van de omgeving.

Er zijn nog twee andere voorwaarden die dit probleem nog ingewikkelder maken. De eerste is homeothermic, het beschrijven van dieren die een constante interne lichaamstemperatuur handhaven, en de tweede is poikilothermic, die van toepassing is op dieren wier lichaamstemperatuur fluctueert volgens de omgeving. (Verwarrend genoeg is het mogelijk dat een wezen ectotherm is, maar niet poikiotherm, als het zijn gedrag wijzigt om zijn lichaamstemperatuur te handhaven in een ongunstige omgeving.)

Wat betekent warmbloedig en koudbloedig zijn??

Zoals je misschien uit de bovenstaande definities hebt vermoed, volgt hier niet noodzakelijk uit dat een ectotherm reptiel letterlijk kouder bloed heeft, qua temperatuur, dan een endotherm zoogdier. Het bloed van een woestijnhagedis die zich in de zon koestert, zal bijvoorbeeld tijdelijk warmer zijn dan dat van een zoogdier van dezelfde grootte in dezelfde omgeving, hoewel de lichaamstemperatuur van de hagedis zal dalen met het vallen van de avond.

Hoe dan ook, in de moderne wereld zijn zoogdieren en vogels zowel endotherm als homeotherm (d.w.z. 'warmbloedig'), terwijl de meeste reptielen (en sommige vissen) zowel ectotherm als poikilothermisch (d.w.z. 'koudbloedig') zijn. Dus hoe zit het met dinosaurussen?

Honderd jaar nadat hun fossielen waren opgegraven, gingen paleontologen en evolutionaire biologen ervan uit dat dinosauriërs koelbloedig moeten zijn geweest. Deze veronderstelling lijkt te zijn gevoed door drie met elkaar verweven redeneringen:

1) Sommige dinosaurussen waren erg groot, wat onderzoekers ertoe bracht te geloven dat ze navenant trage metabolismen hadden (omdat het een enorme hoeveelheid energie zou kosten voor een honderd-ton herbivoor om een ​​hoge lichaamstemperatuur te handhaven).

2) Van dezelfde dinosaurussen werd aangenomen dat ze extreem kleine hersenen hadden voor hun grote lichamen, wat bijdroeg aan het beeld van langzame, logge, niet bijzonder wakkere wezens (meer zoals Galapagos-schildpadden dan snelle Velociraptors).

3) Aangezien moderne reptielen en hagedissen koelbloedig zijn, was het logisch dat "hagedisachtige" wezens zoals dinosaurussen ook koelbloedig moeten zijn. (Dit is, zoals je misschien al geraden hebt, het zwakste argument voor koelbloedige dinosaurussen.)

Dit ontvangen beeld van dinosaurussen begon te veranderen in de late jaren 1960, toen een handvol paleontologen, onder wie Robert Bakker en John Ostrom, een beeld van dinosaurussen begon af te kondigen als snelle, gevatte, energieke wezens, meer verwant aan moderne zoogdieren roofdieren dan de logge hagedissen van de mythe. Het probleem was dat het voor een Tyrannosaurus Rex extreem moeilijk zou zijn om een ​​actieve levensstijl te behouden als het koelbloedig was - wat leidde tot de theorie dat dinosaurussen in feite endothermen kunnen zijn.

Argumenten ten gunste van warmbloedige dinosaurussen

Omdat er geen levende dinosaurussen in de buurt zijn om te worden ontleed (met één mogelijke uitzondering, waar we hieronder op terugkomen), komt het meeste bewijs voor warmbloedige stofwisseling voort uit moderne theorieën over dinosaurusgedrag. Hier zijn de vijf belangrijkste argumenten voor endotherme dinosaurussen (waarvan sommige hieronder worden aangevochten in het gedeelte 'Argumenten tegen').

• Ten minste enkele dinosaurussen waren actief, slim en snel. Zoals hierboven vermeld, is de belangrijkste stimulans voor de warmbloedige dinosaurustheorie dat sommige dinosauriërs "zoogdierlijk" gedrag vertoonden, wat een energieniveau inhoudt dat (vermoedelijk) alleen kan worden gehandhaafd door een warmbloedige stofwisseling.
• Dinosaurusbotten vertonen aanwijzingen voor endotherm metabolisme. Microscopische analyse heeft aangetoond dat de botten van sommige dinosaurussen groeiden met een snelheid die vergelijkbaar is met die van moderne zoogdieren, en meer kenmerken gemeen hebben met de botten van zoogdieren en vogels dan met de botten van hedendaagse reptielen..
• Veel dinosaurusfossielen zijn op grote breedten gevonden. Koudbloedige wezens ontwikkelen zich veel vaker in warme gebieden, waar ze de omgeving kunnen gebruiken om hun lichaamstemperatuur te handhaven. Hogere breedtegraden brengen lagere temperaturen met zich mee, dus het is onwaarschijnlijk dat dinosauriërs koelbloedig waren.
• Vogels zijn endothermen, dus dinosauriërs moeten dat ook geweest zijn. Veel biologen beschouwen vogels als 'levende dinosaurussen', en reden dat de warmbloedigheid van moderne vogels een direct bewijs is voor het warmbloedige metabolisme van hun voorouders van dinosauriërs.
• De bloedsomloop van dinosaurussen vereiste een warmbloedige stofwisseling. Als een gigantische sauropod zoals Brachiosaurus zijn hoofd in een verticale positie hield, zoals een giraf, zou dat enorme eisen aan zijn hart stellen - en alleen een endotherm metabolisme zou zijn bloedsomloop kunnen voeden.

Argumenten tegen warmbloedige dinosaurussen

Volgens een paar evolutionaire biologen is het niet voldoende om te zeggen dat, omdat sommige dinosauriërs sneller en slimmer zijn geweest dan eerder werd aangenomen, alle dinosauriërs warmbloedige metabolismen hadden - en het is vooral lastig om metabolisme af te leiden uit verondersteld gedrag, in plaats van feitelijk fossielenbestand. Hier zijn de vijf belangrijkste argumenten tegen warmbloedige dinosaurussen.

• Sommige dinosaurussen waren te groot om endothermen te zijn. Volgens sommige experts zou een 100-tons sauropod met een warmbloedige stofwisseling waarschijnlijk oververhit zijn geraakt en zijn overleden. Op dat gewicht zou een koudbloedige dinosaurus een 'traagheids-homeotherm' kunnen zijn geweest, dat wil zeggen dat hij langzaam opwarmde en langzaam afkoelde, waardoor hij een min of meer constante lichaamstemperatuur kon handhaven.
• De Jura- en Krijtperioden waren heet en benauwd. Het is waar dat veel dinosaurusfossielen op grote hoogten zijn gevonden, maar 100 miljoen jaar geleden was zelfs een berg van 10.000 voet hoog misschien relatief zacht. Als het klimaat het hele jaar door heet was, zou dat de voorkeur geven aan koelbloedige dinosaurussen die afhankelijk waren van buitentemperaturen om hun lichaamswarmte te behouden.
• We weten niet genoeg over de houding van dinosaurussen. Het is niet zeker dat Barosaurus zijn kop ophief om naar rups te zoeken; sommige experts denken dat grote, plantenetende dinosaurussen hun lange nek evenwijdig aan de grond hielden en hun staarten als tegengewicht gebruikten. Dit zou het argument verzwakken dat deze dinosauriërs warmbloedige metabolismen nodig hadden om bloed naar hun hersenen te pompen.
• Het botbewijs is overschat. Het is misschien waar dat sommige dinosauriërs sneller groeien dan eerder werd gedacht, maar dit is misschien geen bewijs voor een warmbloedige stofwisseling. Eén experiment heeft aangetoond dat moderne (koudbloedige) reptielen snel onder de juiste omstandigheden bot kunnen genereren.
• Dinosaurussen misten ademluchtturbbinaten. Om aan hun stofwisselingsbehoeften te voldoen, ademen warmbloedige wezens ongeveer vijf keer zo vaak als reptielen. Endothermen op het land hebben structuren in hun schedels die 'respiratoire turbines' worden genoemd, die helpen vocht vast te houden tijdens het ademhalingsproces. Tot op heden heeft niemand overtuigend bewijs gevonden van deze structuren in fossielen van dinosaurussen - vandaar dat dinosaurussen koelbloedig moeten zijn geweest (of althans absoluut geen endothermen).

Waar de dingen vandaag staan

Dus, wat kunnen we concluderen uit de bovenstaande argumenten voor en tegen warmbloedige dinosaurussen? Veel wetenschappers (die niet verbonden zijn met een van beide kampen) geloven dat dit debat gebaseerd is op valse premissen - dat wil zeggen, het is niet het geval dat dinosauriërs warmbloedig of koudbloedig moesten zijn, zonder derde alternatief.

Feit is dat we nog niet genoeg weten over hoe metabolisme werkt, of hoe het potentieel kan evolueren, om definitieve conclusies over dinosaurussen te trekken. Het is mogelijk dat dinosauriërs noch warmbloedig noch koelbloedig waren, maar een "intermediair" type metabolisme hadden dat nog niet is vastgezet. Het is ook mogelijk dat alle dinosauriërs warmbloedig of koelbloedig waren, maar sommige individuele soorten ontwikkelden aanpassingen in de andere richting.

Als dit laatste idee verwarrend klinkt, houd er dan rekening mee dat niet alle moderne zoogdieren warmbloedig zijn op precies dezelfde manier. Een snelle, hongerige cheetah heeft een klassiek warmbloedig metabolisme, maar de relatief primitieve vogelbekdier vertoont een afgezwakt metabolisme dat in veel opzichten dichter bij dat van een hagedis van vergelijkbaar formaat lijkt dan die van andere zoogdieren. Verdere complicerende zaken, sommige paleontologen beweren dat langzaam bewegende prehistorische zoogdieren (zoals Myotragus, de grotgeit) echte koudbloedige metabolismen hadden.

Tegenwoordig onderschrijft het merendeel van de wetenschappers de warmbloedige dinosaurustheorie, maar die slinger zou de andere kant op kunnen slingeren omdat er meer bewijs is gevonden. Voorlopig moeten alle definitieve conclusies over dinosaurusmetabolisme wachten op toekomstige ontdekkingen.