Polscy naukowcy określają częstość oddychania gigantycznego dinozaura

Plateosaurus trossingensis to jeden z największych roślinożernych dinozaurów późnego triasu. W Europie znaleziono wiele skamielin tego gatunku, w tym kompletne szkielety. Dzięki temu fascynującemu zapisowi kopalnemu można oszacować krzywą wzrostu, masę ciała, a nawet objętość oddechową tego dinozaura.

„W ciele zwierzęcia musi zajść szereg reakcji chemicznych, aby wytworzyć energię potrzebną do życia. Przemiany te nazywane są metabolizmem. Tempo, w jakim zwierzę wytwarza energię (szybkość metabolizmu), jest stałe dla kręgowców (w tym dinozaurów) i wynosi obliczone na podstawie danych o zmianach wagi zwierzęcia wraz z wiekiem, dzięki czemu możemy zobaczyć, jak szybko zwierzę zużywa tlen”.

Jak oblicza się wagę wymarłego zwierzęcia? Wcześniej naukowcy opierali swoje obliczenia na pomiarach kości udowej.

„Paleontolodzy tworzą obecnie modele 3D ciał dinozaurów na podstawie kompletnych szkieletów, aby dokładniej oszacować masę dinozaurów. Co więcej, modele te pozwalają nam również oszacować wielkość układu oddechowego zwierzęciaPowiedziała.

Ten rodzaj modelowania wykonano dla Plateosaurus.

Kolejnym wyzwaniem było przeanalizowanie, jak zmieniała się waga zwierzęcia w czasie. W tym celu naukowcy zbadali przekrój kości udowej i policzyli linie zahamowania wzrostu.

„Takie struktury pojawiają się na przekroju kostnym w sezonie, kiedy brakuje pożywienia, np. u zwierząt kopytnych zimą, więc skarłowaciałe linie wzrostu szacuje się na lata” – mówi Słowiak-Morkovina.

Połączenie upływu lat i obliczenia masy ciała pokazuje, jak masa ciała wzrasta wraz z wiekiem zwierzęcia. „Na tej podstawie możemy obliczyć, ile energii potrzebował plateozaur, aby rosnąć w takim tempie. Te dane z kolei pozwoliły nam obliczyć, jak szybko tlen był zużywany podczas metabolizmu” – powiedział dr Sofiak Morcovina.

Kolejnym problemem do rozwiązania był sposób oddychania dinozaura. Na przykład ptaki mają worki powietrzne, które pozwalają im wydajniej oddychać (tlen przepływa przez płuca podczas wdechu i wydechu); Nazywa się to podwójnym oddychaniem.

„Nie wiemy, czy plateozaur miał worki powietrzne, ale krokodyle są również zdolne do podwójnego oddychania pomimo braku worków powietrznych. Od nieptasich dinozaurów [including Plateosaurus] Pomiędzy krokodylami a ptakami na drzewie filogenetycznym postawiliśmy hipotezę, że one również mają ten podwójny mechanizm oddychania. Wyjaśniła, że ​​odnosi się to również do wcześniejszych badań innych naukowców.

Następnym krokiem było zbadanie ilości tlenu, jaką oddychało zwierzę.

„Wydajność pobierania tlenu z powietrza u emu w zakresie temperatur, w którym żyje plateozaur, wynosi 24 plus minus 2,5 proc. Zakładając, że plateozaur był podobny, możemy obliczyć, ile tlenu powinien był wdychać; na podstawie danych na zawartość tlenu w atmosferze Przy objętościach późnego triasu i pływów policzyliśmy liczbę oddechów plateozaura” – mówi dr Słowiak-Morkovina.

Aby jak najdokładniej obliczyć częstość oddychania, naukowcy wybrali konkretny model 3D Plateosaurus trossingensis – masa ciała 693 kg i objętość oddechowa (objętość powietrza wdychanego przy każdym oddechu) 2000 (+/- 500) cm3. Obliczono metabolizm zwierzęcia i zapotrzebowanie na tlen. Uwzględniono także zawartość tlenu w atmosferze późnego triasu, kiedy żył platerozaur.

Biorąc pod uwagę ilość powietrza wydychanego w ciągu minuty i znając objętość oddechową, naukowcy obliczyli, że Plateosaurus wykonywał około siedmiu (+/- 3) oddechów na minutę.

Dr Sofiak Morkovina powiedział, że „Ta wartość jest podobna do wartości współczesnego nosorożca. Dla porównania, spoczynkowa częstość oddechów u ludzi wynosi 12-15 oddechów na minutę.”

Wyniki badań można wykorzystać w praktyce w naszych czasach. „Pełny obraz reakcji fizjologicznej zwierząt na zmiany środowiskowe i ekologiczne w przeszłości geologicznej może wpłynąć na przyszłe strategie ochrony bioróżnorodności w dobie globalnych zmian klimatu” – mówi dr Sofiak Morkovina.

Więcej informacji można znaleźć w artykule opublikowanym w The Physics Teacher.