В доисторические времена наша планета была гораздо более жарким местом, чем сейчас. Из этого следует, что тела огромных "бронированных" динозавров – анкилозавров, скорее всего, были достаточно сильно разогретыми. Что же защищало их мозг от перегрева? Американские специалисты считают, что за это отвечала особая система теплообмена в носу древних ящеров.
Как сообщается в пресс-релизе работы, древние существа имели встроенные в морды "кондиционеры".
"Огромные тела, которые мы видим у большинства динозавров, должно быть, становились очень горячими в тёплом мезозойском климате. Мозг такого не любит, поэтому мы захотели посмотреть, был ли какой-то способ защитить его от "запекания". Оказалось, что в данном случае ключевую роль мог играть нос", – говорит руководитель исследования Джейсон Берк (Jason Bourke) их Технологического института Нью-Йорка.
Напомним, что одна из основных функций носа – чувствовать запахи, но этот орган также является теплообменником, обеспечивающим нагрев и увлажнение воздуха до того, как он достигнет наших лёгких.
У птиц и млекопитающих, в том числе и людей, подобное кондиционирование воздуха происходит во время прохождения воздуха по многочисленным "закоулкам" носовых полостей. Все эти складки, известные как носовые раковины, образует костная и хрящевая ткани. В них тепло тела от слизистых оболочек передаётся вдыхаемому воздуху, а увеличенная за счёт складок площадь поверхности позволяет обогреть и увлажнить большое количество вдыхаемого воздуха.
Специалисты выяснили, что анкилозавры имели ещё более сложную систему, которую могла использоваться для охлаждения мозга.
"Десять лет назад мой коллега Райан Риджли и я опубликовали результаты исследования, которое показало, что анкилозавры имели невероятно длинные носовые проходы. Эти извилистые дыхательные пути выглядели как безумные детские соломинки для напитков! Это было совершенно неожиданно и требовало объяснений. Я был в восторге, когда Джейсон [Берк] взялся за [изучение] этой проблемы", – рассказывает соавтор недавней работы Лоуренс Уитмер (Lawrence Witmer) из колледжа остеопатической медицины в Университете Огайо.
В рамках недавней работы учёные при помощи компьютерной томографии тщательно изучили окаменелые черепа двух родов анкилозавров: Panoplosaurus, размером с бегемота, и Euoplocephalus, размером с носорога.
Кроме того, исследователи использовали вычислительную гидродинамику для моделирования движения воздуха через реконструированные носовые ходы этих животных. Специалисты хотели проверить, насколько хорошо носы анкилозавра передавали тепло организма вдыхаемому воздуху.
Сравнив полученные результаты с данными о современных животных, учёные выяснили, что носы динозавров были столь же эффективны при нагревании и охлаждении вдыхаемого воздуха.
"Это тот случай, когда природа нашла другое решение одной проблемы", – сказал Берк.
Носовые ходы у Panoplosaurus оказались немного длиннее их черепа, а у Euoplocephalus – почти вдвое длиннее черепа, настолько хорошо они "извивались" внутри.
Чтобы понять, влияет ли длина носового прохода на эффективность кондиционирования воздуха, учёные использовали компьютерную модель. Когда в ней учёные заменили извилистые носовые проходы на короткие и незамысловатые (они шли непосредственно от ноздри к горлу, как и у большинства других животных), оказалось, что у обоих родов динозавров это привело к более чем 50-процентной потере скорости теплопередачи.
Анализ кровотока также показал, что подобные носовые проходы являлись отличными "кондиционерами" воздуха, помогавшими охлаждать мозг.
Как говорит соавтор работы Раджер Портер (Ruger Porter) из колледжа остеопатической медицины в Университете Огайо, реконструкция лона кровеносных сосудов по соответствующим полостям в черепе показала, что они проходили вблизи этих извилистых полостей, обеспечивая интенсивный приток крови.
"Горячая кровь из центра тела проходила через эти кровеносные сосуды и передавала их тепло вдыхаемому воздуху. Одновременно испарение влаги в длинных носовых ходах охлаждало венозную кровь, направляющуюся к мозгу", – добавляет он.
Говоря о важности таких "теплообменников", специалисты напоминают, что огромные тела Panoplosaurus и Euoplocephalus позволяли хорошо сохранять тепло, но при этом животным также нужно было эффективно охлаждать свой организм.
Не будь у динозавров столь причудливых носовых проходов, проблема тепловыделения поставила бы их под угрозу перегрева даже в пасмурные дни. При отсутствии какого-либо защитного механизма нервная ткань мозга могла быть повреждена горячей кровью.
Несмотря на небольшой размер мозга, эти динозавры всё равно нуждались в защите, добавляет Берк.
Сложные носовые дыхательные пути древних существ действовали как радиаторы, постоянно охлаждая мозг потоком охлаждённой венозной крови. Такая система позволяла им сохранять "холодный рассудок".
Специалисты полагают, что такое "изобретение" природы, возможно, также позволило многим видам динозавров вырастать до столь огромных размеров.
Результаты работы представлены в научном издании PLOS ONE.
Добавим, что ранее учёные выяснили, что динозавры не были ни холоднокровными существами, как ящерицы, ни теплокровными, как млекопитающие.
Кроме того, авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о температуре тела крупных длинношеих динозавров титанозавров.
