במשך עשרות שנים התווכחו ביניהם פליאונטולוגים בדבר השאלה האם הדינוזאורים היו בעלי דם חם, כמו יונקים וציפורים מודרניים, או שמא בעלי דם קר, כמו זוחלים מודרניים. התשובה לשאלה זו עשויה לרמוז על מידת הפעילות של הדינוזאורים ועל הדרך שבה התנהלו חיי היומיום שלהם, אבל השיטות לקביעה חד משמעית האם דמם היה קר או חם ובהתאם לכך, באיזו מהירות חילוף החומרים שלהם יכולה להפוך חמצן לאנרגיה, לא היו חד משמעיות. כעת, במחקר חדש שפורסם בכתב העת Nature, מדענים חשפו שיטה חדשה לחקר קצב חילוף החומרים של הדינוזאורים, באמצעות בדיקת עצמותיהם שהצביעו על כמה היצורים הפרהיסטוריים נשמו בשעה האחרונה לחייהם.
"השאלה האם הדינוזאורים היו בעלי דם חם או קר היא אחת השאלות העתיקות ביותר בפליאונטולוגיה. כעת, אנחנו חושבים שיש לנו קונצנזוס על כך שהדינוזאורים היו בעלי דם חם, אך לא כולם", אמרה יסמינה וימן, המחברת הראשית של המחקר וחוקרת פוסט-דוקטורט במכון הטכנולוגי של קליפורניה. "שיטת הבדיקה החדשה מאפשרת להסיק ישירות מה חילוף החומרים באורגניזמים שנכחדו, משהו שרק לפני כמה שנים חלמנו עליו. מצאנו גם קצבי חילוף חומרים שונים המאפיינים קבוצות שונות, מה שהוצע בעבר בהתבסס על שיטות אחרות, אבל מעולם לא נבדק ישירות", הוסיף מתאו פברי, חוקר פוסט-דוקטורט במוזיאון פילד להיסטוריה של הטבע בשיקגו ואחד ממחברי המחקר.
בעלי חיים בעלי קצב חילוף חומרים גבוה הם אנדותרמיים, או בעלי דם חם, שבדומה לציפורים ויונקים, זקוקים לחמצן רב ולשריפה קלורית רבה על מנת לשמור על טמפרטורת הגוף שלהם וכדי להישאר פעילים. לעומת זאת, בעלי חיים בעלי דם קר, או אקטותרמיים, כמו זוחלים, נושמים פחות ואוכלים פחות, כך שאורח החיים שלהם דורש השקעת אנרגיה נמוכה יותר מזו של בעלי חיים עם דם חם. יחד עם זאת, יש לכך מחיר: בעלי חיים בעלי דם קר מסתמכים על העולם החיצון כדי לשמור על גופם בטמפרטורה הנכונה לשם תפקוד (כמו לטאה המתחממת בשמש), ואף נוטים להיות פחות פעילים מיצורים בעלי דם חם. בנקודה הזו בדיוק נכנס הדיון על הדינוזאורים. מצד אחד, ציפורים הן קרוביהם היחידים של הדינוזאורים, ששרדו את ההכחדה ההמונית בסוף תקופת הקרטיקון, אבל מצד שני הדינוזאורים הם זוחלים מבחינה טכנית - כשהתנינים והאליגטורים נחשבים לקרובים ביותר אליהם.
4 צפייה בגלריה
איור סכמטי שמראה את השוני בין דם חם לדם קר. משמאל לימין: פלזיאוזאורוס, סטגוזאורוס, דיפלודוקוס, אלוזאורוס ויונק דבש מודרני
(איור: Jasmina Wiemann)
עד כה, מדענים ניסו להבין את קצב חילוף החומרים של הדינוזאורים מניתוחים כימיים ומניתוחים נוספים של עצמותיהם. השיטה החדשה שהציעו וימן, פברי ועמיתיהם לא מסתכלת על המינרלים הקיימים בעצם או באיזו מהירות גדל הדינוזאור. במקום זאת, הם מסתכלים על אחד מסימני ההיכר הבסיסיים ביותר של חילוף החומרים: שימוש בחמצן. כאשר בעלי חיים נושמים, נוצרים תוצרי לוואי המגיבים עם חלבונים, סוכרים ושומנים, ומשאירים מאחוריהם "פסולת" מולקולרית. פסולת זו יציבה במיוחד ואינה מסיסה במים, ולכן היא נשמרת בעת תהליך ההתאבנות ומשאירה אחריה תיעוד של כמה חמצן דינוזאור נשם וכיצד זה השפיע על קצב חילוף החומרים שלו - זו שיטה טובה במיוחד לפליאונטולוגים, כי היא לא הרסנית לעצמות המאובנים", אמרה וימן.
צוות החוקרים ניתח את עצם הירך של 55 קבוצות שונות של סוגי דינוזאורים שונים, אך גם של ציפורים, יונקים ולטאות מודרניים. הם השוו את כמות תוצרי הלוואי המולקולריים של בעלי החיים שקיימים כיום והשתמשו בנתונים אלה כדי להסיק מהו קצב חילוף החומרים של אלה שנכחדו. הממצאים הראו שיש חלוקה לשתי קבוצות של דינוזאורים: בעלי אגן דמוי לטאה ובעלי אגן דמוי עוף.
לדינוזאורים מהקבוצה הראשונה, כמו למשל טריצרטופס וסטגוזאורוס, היה קצב חילוף חומרים נמוך הדומה לזה של בעלי חיים מודרניים בעלי דם קר, בעוד שלדינוזאורים מהקבוצה השנייה, כולל התרופודים והסאורופודים, הדינוזאורים הטורפים הדו-רגליים ולוצירפטור וטי-רקס ואוכלי העשב הענקיים וארוכי הצוואר כמו ברכיוזאורוס - היו בעלי דם חם.
החוקרים הופתעו לגלות שחלק מהדינוזאורים הללו לא היו רק בעלי דם חם, אלא עם קצב חילוף חומרים דומה לציפורים מודרניות, גבוה בהרבה מיונקים. ממצאים אלה סיפקו תובנות חדשות מהיסוד כיצד נראו חייהם של הדינוזאורים. "בעלי קצב חילוף חומרים נמוך יותר היו תלויים במידה מסוימת בטמפרטורות חיצוניות, ממש כפי שלטאות וצבים זקוקים לאור השמש כדי להתחמם. על כן, ייתכן שגם דינוזאורים בעלי דם קר היו צריכים לנדוד לאקלים חם יותר במהלך העונה הקרה ולכן בהחלט אפשרי שהאקלים היווה גורם סלקטיבי למקום שבו כמה מהדינוזאורים האלה בחרו לחיות", אמרה וימן.
מצד שני, הדינוזאורים בעלי הדם החם היו פעילים יותר והיו צריכים לאכול הרבה. "סאורופודים ענקיים בעלי דם חם היו אוכלי עשב, והיה צורך במזון צמחי רב כדי להפעיל את מערכת חילוף החומרים הזו. היו להם מערכות עיכול יעילות מאוד, ומכיוון שהם היו כל כך גדולים, כנראה שהייתה להם בעיה גדולה להתקרר מאשר להתחמם", הסבירה וימן.
"מחקר חדש זה מוסיף חלק חשוב בפאזל, משום ששחזור הביולוגיה והפיזיולוגיה של בעלי חיים שנכחדו הוא אחד הדברים הקשים ביותר לעשות בפליאונטולוגיה. כעת ניתן לדעת את טמפרטורת הגוף , אסטרטגיות גדילה וקצב חילוף החומרים", אמר פברי.
וימן סיכמה: "בנוסף, המחקר הזה עוזר לנו להבין טוב יותר את העולם שסביבנו היום. דינוזאורים, למעט ציפורים, מתו בהכחדה המונית לפני 66 מיליון שנה כאשר אסטרואיד פגע בכדור הארץ (הן שרדו הודות לקצב חילוף החומרים הגבוה שלהן). לכן, כמה מדענים שיערו שהדינוזאורים שאינם עופות, לא שרדו מאותה הסיבה. המחקר הזה סותר את ההנחה ומראה שגם דינוזאורים רבים בעלי יכולות מטבוליות יוצאות דופן דמויות כמו של הציפורים נכחדו גם כן. אנחנו חיים בהכחדה ההמונית השישית. לכן חשוב לנו להבין כיצד בעלי חיים מודרניים ונכחדים הגיבו מבחינה פיזיולוגית לשינויי אקלים קודמים ולהפרעות סביבתיות, כך שהעבר יכול להשליך על שימור המגוון הביולוגי בהווה ואף על העתיד לבוא".
