…aneb Pár vět o (termo)fyziologii křídového krále
Jistě není třeba tyranosaura dlouze představovat, stejně tak zmiňovat historii jeho objevu nebo se rozepisovat o jeho příbuzenských vztazích, síle čelistního stisku, měkkých tkáních a graviditě i o lokomočních schopnostech nebo třeba hypotetickém tělesném opeření. O teplokrevnosti dinosaurů v obecné rovině už byla na blogu rovněž nejednou řeč. Jak se to ale má s teplokrevností samotného tyranosaura? Mohl být tento masožravý obr z konce křídové periody fyziologicky podobný nám savcům nebo představoval zástupce úplně jiného typu „termofyziologie“? Na tuto otázku zatím neznáme zcela jistou odpověď, množství indicií už ale vědcům pomohlo učinit si alespoň hrubou představu. Prvních zhruba sedmdesát let od vědeckého popisu byl tyranosaurus ve shodě s tehdejšími zastaralými názory interpretován pouze jako studenokrevný plaz, který žil v horkém tropickém prostředí a sám si aktivně své tělesné teplo nebyl schopen vytvářet.[1] Až tzv. dinosauří renesance v 70. a 80. letech znamenala příklon k modernějšímu pojetí dinosaurů a i samotný T. rex se dostal do středu pozornosti, tentokrát už jako aktivní a snad až příliš rychlý zabiják.[2] Podobně jej interpretoval jak Robert T. Bakker, tak například i Gregory S. Paul a někteří další. V Crichtonově Jurském parku byl tyranosaurus rovněž vykreslen jako dynamický tvor schopný i přes své monstrózní rozměry velmi rychlých reakcí, což se v roce 1993 přeneslo také do úspěšného Spielbergova filmu. I laická veřejnost pak postupně přijala tyranosaura jako aktivního, teplokrevného tvora. Vědci mezitím skutečně hledali způsob, jak zjistit alespoň základní informace týkající se fyziologie a metabolismu tohoto dravce. Bylo již známo, že v dlouhých kostech jeho končetin vykazují přírůstkové kruhy velmi rychlý růst kosti, což nasvědčovalo možné teplokrevnosti, resp. aktivnímu metabolismu dinosaura.[3] Avšak až v roce 1994 byl zřejmě publikován první přímý důkaz, založený na fyzikálně-chemickém rozboru tyranosauřích fosilií ze souvrství Hell Creek v Montaně[4].
———
Tyranosauři byli pravděpodobně aktivní lovci, schopní poměrně rychlého pohybu a delší výkonnostní zátěže (zejména v případě lehčích subadultních jedinců). Byli ale tito teropodi v klasickém „savčím“ smyslu teplokrevní? Kredit: Luis V. Rey, převzato se svolením z jeho blogu.
———
Paleontolog Reese E. Barrick a geochemik William J. Showers podrobili fosilie jednoho tyranosauřího exempláře výzkumu poměrů izotopů kyslíku, a to v různých částech kostry (celkem testovali 54 vzorků z dvanácti kostí). Je známo, že poměr zastoupení některých kyslíkových izotopů úzce koreluje s teplotou, a tak dvojice vědců využila tuto metodu ke stanovení tělesné teploty dinosaura v době jeho smrti. Došli pak k zajímavému závěru, že totiž rozdíl v teplotě v okolí hrudních obratlů a žeber (reprezentujících trup) a v posledních ocasních obratlích, holenní kosti, i dalších částech nohou (reprezentující distální části kostry) nepřekračoval rozmezí asi 4,2 °C. Z tohoto zjištění Barrick a Showers odvodili, že Tyrannosaurus si udržoval konstantní tělní teplotu (byl homoiotermní) a aktivitou svého metabolismu se nacházel někde mezi studenokrevnými plazy a teplokrevnými savci, ovšem fyziologicky blíže měl k druhé jmenované skupině.[5] I když míra výkonnosti jeho metabolismu zřejmě nedosahovala stavu jako u současných aktivních savců, zřejmě nebyl v průběhu roku závislý na teplotě okolního prostředí. V pozdějších letech se objevily nesouhlasné studie, které vcelku oprávněně vytýkají Barrickovi a Showersovi přílišnou zahleděnost do obdržených údajů a nerespektování prostého faktu, že poměr izotopů ve fosiliích dnes již nemusí odpovídat původnímu, protože mohl být změněn v průběhu diageneze (postupem fosilizačních procesů).[6] Autoři původní studie však kontrovali s dalšími výzkumy, kdy podrobili stejnému testování také zkameněliny argentinského giganotosaura a došli přitom k podobným závěrům.[7] A zatímco výsledek kompatibilní s homoiotermií byl v jiné vědecké studii z roku 1996 konstatován i v případě ptakopánvých dinosaurů, u varanidních ještěrů ze stejného souvrství (Two Medicine) už nikoliv.[8][9] To samozřejmě nahrává možnosti, že Barrick se Showersem mohli mít přece jenom pravdu. Každopádně dnes stále nevíme, zda byl nebo nebyl tyranosaurus endotermní. Dosud zůstává ve hře i možnost, že byl příkladem živočicha s tzv. gigantotermií, i když tento fyziologický fenomén je stále spojován spíše s mořskými obratlovci nebo s obřími sauropody.[10] Otázka tyranosauří teplokrevnosti tedy zůstává i hezkých 111 let po jeho vědeckém popisu záležitostí nevyřešenou.
———
Tyranosauridi velmi rychle rostli, což nasvědčuje jejich možné teplokrevnosti a vysokému stupni metabolismu. Zde subadultní (v popředí) a plně dospělý exemplář blízce příbuzného druhu Tarbosaurus bataar z východní Asie. Kredit: Steveoc 86, Wikipedie (CC BY 2.5)
———
Short English summary: It seems likely that Tyrannosaurus rex was a homeothermic animal with relatively high level of metabolism. However, we are still not certain whether it was endothermic („warm-blooded“) or not.
———
Odkazy:
http://en.wikipedia.org/wiki/Physiology_of_dinosaurs
http://fisio.ib.usp.br/bif213/pdf/barrick_showers_1994.pdf
http://palaeo-electronica.org/1999_2/gigan/text.pdf
———
[1] Bakker, Robert T. (1968). „The superiority of dinosaurs“. Discovery. 3 (2): 11–12.
[2] Bakker, Robert T. (1972). „Anatomical and ecological evidence of endothermy in dinosaurs“. Nature. 238 (5359): 81–85. Bibcode:1972Natur.238…81B. doi:10.1038/238081a0.
[3] Horner, J. R.; Padian, K. (September 2004). „Age and growth dynamics of Tyrannosaurus rex„. Proceedings. Biological sciences / the Royal Society. 271 (1551): 1875–80. doi:10.1098/rspb.2004.2829
[4] Exemplář MOR 555 („Wankel Rex“), objevený roku 1988 farmářkou Kathy Wankelovou v Montaně. Vzorky byly odebrány se souhlasem Johna R. Hornera.
[5] Barrick, Reese E.; Showers, William J. (July 1994). „Thermophysiology of Tyrannosaurus rex: Evidence from Oxygen Isotopes“. Science. New York City. 265 (5169): 222–224. doi:10.1126/science.265.5169.222
[6] Trueman, Clive; Chenery, Carolyn; Eberth, David A.; Spiro, Baruch (2003). „Diagenetic effects on the oxygen isotope composition of bones of dinosaurs and other vertebrates recovered from terrestrial and marine sediments“. Journal of the Geological Society. 160 (6): 895–901. doi:10.1144/0016-764903-019
[7] Barrick, Reese E.; Showers, William J. (October 1999). „Thermophysiology and biology of Giganotosaurus: comparison with Tyrannosaurus„. Palaeontologia Electronica. 2 (2).
[8] Barrick, Reese E.; Stoskopf, Michael K.; Showers, William J. (1999). „Oxygen isotopes in dinosaur bones“. In James O. Farlow; M. K. Brett-Surman. The Complete Dinosaur. Bloomington: Indiana University Press. pp. 474–490. ISBN 0-253-21313-4.
[9] Barrick, R. E., Showers, W. J., and Fischer, A. G. (August 1996). „Comparison of Thermoregulation of Four Ornithischian Dinosaurs and a Varanid Lizard from the Cretaceous Two Medicine Formation: Evidence from Oxygen Isotopes“. PALAIOS. SEPM Society for Sedimentary Geology. 11 (4): 295–305.
[10] Paladino, Frank V.; Spotila, James R.; Dodson, Peter (1999). „A blueprint for giants: modeling the physiology of large dinosaurs“. In James O. Farlow; M. K. Brett-Surman. The Complete Dinosaur. Bloomington: Indiana University Press. pp. 491–504. ISBN 0-253-21313-4.
———