Sladki dinozavri lahko prispevajo k mezozojskemu segrevanju • Andrey Zhuravlyov • Znanstvene novice o "Elementih" • Paleontologija, klima

Listnati dinozavri bi lahko prispevali k mezozojskemu segrevanju

Sl. 1. Največji predstavniki izumrle in obstoječe skupine kopenskih vretenčarjev. A – plazilci (razen dinozavrov), ptice in sesalci: a – velikanska želva (Geochelone gigantea), b – Komodos monitor kuščar (Varanus komodoensis), z – kuščar za opazovanje pleistocena (Megalania prisca), d – Eocen boa (Titanoboa cerrejonensis), e – oseba (Homo sapiens),f – afriški slon (Loxodonta africana), g – oligocenski rhino (Indricotherium transouralicum), h – afriški nojevi (Struthio camelus), i – miocenski predstavnik družine Phorusracidae. V – dinozavri: a – hadrosaurus (Shantungosaurus giganteus), b – ceratops (Triceratops horridus), c – teropod (Tyrannosaurus rex), d – teropod (Spinosaurus aegyptiacus), e – pivovarna (Brachiosaurus brancai), f – pivovarna (Argentinosaurus huinculensis). Dolžina lestvice – 5 m. Slika iz članka: Sander et al., 2011. Biologija dinozavrov sauropoda: razvoj gigantizma // Biološki pregledi. V. 86. – P. 117-155

Eden od virov metana, močnega toplogrednega plina, je rastlinojedih sesalcev, ki ga proizvajajo skozi encimsko razgradnjo celuloze. Znanstveniki iz Glasgowa, Londona in Liverpoola, ki so se na podlagi nastanka kosti v Zgornji Jurassiji Morrison Morrison v zahodni Združenih državah Amerike, predlagali, da bi lahko velikanski rastlinski kuščarji, ki so prav tako verjetno fermentirali hrano in izpuščali metan, znatno vplivali na podnebje jurskega in kredenčnega obdobja.

Metan (CH4) – eden najpomembnejših toplogrednih plinov. Danes metan vstopi v ozračje iz obeh naravnih virov (vulkani, taljenje permafrosta, močvirja) in zaradi človeške dejavnosti (izgube plinov, pregledi riža, odlagališč, živinoreja). Reja živali, ki temeljijo na sesalcih prežvekovalcev, je vir približno 20% metana letno v atmosfero. Prežvekovalci pridelujejo metan z encimsko razgradnjo celuloze v prebavnem traktu, ki ga izvaja mikroflora.

Pred izumrtjem rastlinojedih sesalcev, ki so osnova mamutne megafaune v Severni Ameriki in Evraziji, so bile tudi pomembne vire metana ogromne črede (glej Felisa A. Smith, et al., 2010. Emisije metana iz izumrle megafaune). Felisa Smith in njeni sodelavci so pokazali, da izračunani podatki sovpadajo z nihanji v ravni metana v ozračju, glede na podatke o vrtanju na ledeni plošči Grenlandije.

Vendar pa so dolgo pred pojavom mamute megafaune na Zemlji živeli veliko večji rastlinojedni vretenčarji, med katerimi so bili tudi sepropodi, ki so lahko tudi fermentirali hrano in oddajali metan. Glede na veliko razliko v velikosti med rastlinojedimi kuščarji in sesalci (sl.1) okoljevarstvenik David Wilkinson iz univerze John Moore iz Liverpoola, klimatolog Euan Nisbet iz kolegija Royal Holloway na univerzi v Londonu in okoljevarstvenik Graeme Ruxton z Univerze v Glasgowu je predlagal, da bi lahko kampus pomembno vplival na podnebje jurskih in krednih obdobij, ki energijo atmosfere z metanom (glej: David M. Wilkinson, Euan G. Nisbet, Graeme D. Ruxton. Ni mogoče toplo podnebje?). V svojih izračunih so izhajali iz literarnih podatkov o pojavu kosti v tvorjenju zgornjega Jurassia Morrisona v zahodnih Združenih državah na površini 15 milijonov km.2.

Po njih, če bi bila hitrost metabolizma sapropodov blizu položaja poikilotermnih (hladnokrvnih) plazilcev in ne homootermnih (toplokrvnih) sesalcev, biomasa teh dinozavrov lahko dosegla 200.000 kg / km2, ali, recimo, 10 apatosavrov (brontosavri, Apatosaurus louisae) Po 20 ton. (Po drugih ocenah lahko biomasa kuščarjev znaša od 80.000 do 670.000 kg / km2, kar je 4 do 24-krat večje od biomase rastlinojedih sesalcev na istem območju.) Poleg tega je bila glede na višjo temperaturo in vsebnost ogljikovega dioksida v juriški in kredni atmosferi produktivnost vegetacije tega obdobja višja,kljub nekoliko krajšim svetlobnim urami (planet se je hitreje vrtil) in povečanje hitrosti presnove v posameznih velikostih zavropoda je predlagalo, da bi bila njihova skupna biomasa večja kot pri sesalcih tudi pri enaki rastlinski produktivnosti.

Poleg tega je na podlagi dejstva, da sodobni neprežvekovalni sesalci ustvarjajo metan približno 0,18 litrov na dan na 1 kg svoje lastne teže, izračunan je bil, da bi lahko en apatozaver sprostil 2675 litrov tega plina na dan. Glede na gostoto metana pri standardni temperaturi in tlaku v tem obdobju je približno 1,9 kg na dan ali 690 kg na leto. Tako je z omenjeno gostoto populacije mladih in celotno površino zemlje okoli 75 x 106 km2 (kar je približno polovica ozemlja v tistem času), bi lahko skupna količina metana, ki jo proizvajajo dinozavri, znašala blizu 520 milijonov ton na leto.

Sl. 2 Emisije metana (v milijonih ton / leto). Zgoraj navzdol: trenutna raven dohodka iz vseh virov, predindustrijski (samo naravni viri), goveda, zunanji dinozavri. Sl. iz obravnavanega članka Wilkinson et al., 2012

Ta stopnja je večja od količine metana, ki danes vstopi v ozračje zaradi človeške dejavnosti, in je blizu skupnemu obsegu letnih emisij metana iz vseh virov (slika 2). Ker je metan močnejši toplogredni plin kot ogljikov dioksid, bi odpadki iz odpadkov lahko znatno vplivali na segrevanje v jurskih in krednih obdobjih.

Po podatkih delovne skupine I na Medvladnem forumu o podnebnih spremembah za leto 2007 je metan kot toplogredni plin 21 do 25-krat bolj učinkovit kot CO2 – to pomeni, če upoštevamo učinek toplogrednih plinov ogljikovega dioksida na enoto, potem je emisija 1 milijona ton metana enaka 21-25 milijonov ton CO2 (odvisno od nekaterih dodatnih pogojev).

Vendar pa Wilkinson in njegovi kolegi menijo, da je njihova ocena celo prenizka: za razliko od rastlinojedih sesalcev, ki se pasejo na travi, bi mladi lahko jedli zelenjavo iz več vrst, območje vegetacijskega pokrova pri mrazu brez mraza pa bi bilo lahko znatno večje od sedanjega. Skupaj z drugimi naravnimi viri metana – močvirja, gozdnih požarov, puščanja s plinskih polj – skupna raven metana v ozračju bi lahko dosegla 6-8 ppm (deli na milijondeli na milijon); za primerjavo, trenutna raven je 1,8 ppm.

Vendar pa je geolog Tom van Loon z Univerze Adam Mickiewicz v Poznanu (Poljska) dvomil o pravilnosti izračuna biomase in drugih sklepov, ki so vplivali na oceno emisij metana v mezozojskem obdobju (glej AJ (Tom) van Loon, 2012 Ali so dinozavri sauropod odgovorni za toplino mesozojsko podnebje?). Dejansko bi ti dinozavri lahko tehtali 20 ali več ton in produktivnost vegetacije v toplem mezozojskem podnebju je bila višja od moderne, vendar ne večkrat, vendar po modelnih in eksperimentalnih podatkih ne več kot 25-50%. Poleg tega je bil metabolizem v okolju preveč podoben homootermalnim živalim, kar pomeni, da je njihova biomasa ocenjena na 42.000 kg / km.2 bližje resnici kot 200.000 kg / km2. In to je verjetno zgornja meja biomase, saj populacija mladih ni mogla biti odvisna od pritiska plenilcev, zajedavcev in okužb. Poleg tega so se morale velike črede evropropodov seliti vsaj v suhih sezonah, da bi našli nove vire hrane in vode, zato njihova gostota prebivalstva na planetu ne bi mogla biti previsoka.

Sklepi o vplivu dinozavrov na mezozojsko podnebje so odvisni od tega, ali se štejejo za toplokrvne ali hladnokrvne vretenčarje (seveda je pravilneje, da izrazi "homeotermični" in "poikilotermični" ustrezajo).Po prejšnji paradigmi, ki je obstajala do sredine devetdesetih let, so bili dinozavri, podobno kot drugi plazilci, poikilotermični. Vendar pa so po raznih ptičjih dinozavrih z lokacije Jol v polotoku Liaoning (Kitajska) opisani v vodilnih svetovnih revijah dinozavri šteli kot neposredni predniki ptic in homoiotherm živali. Treba je opozoriti, da so vsi nedvoumno odkriti dinozavri pripadniki plenilcev iz terapodske veje dinozavrov iz kuščarjev in v rastlinojedih rakovih, razen v lestvicah, niso našli drugih pokrovov (glej članek »Zgodovina perja, dolga in neverjetna«). Pokazatelji odkrivanja pernate filamentov v dinozavrih z modrimi repami, ki je po mnenju številnih histologov, ornitologov in paleontologov še ena glavna veja rastlinojedih dinozavrov, katerim pripada ceratops in hadrosaur, zahtevajo potrditev. Takšne filamente lahko nastanejo ob zlomu kolagenskih vlaken, ki tvorijo pokrivno tkanino po smrti živali.

Glede na zelo veliko velikost kampusa (slika 1), ki je daleč presegla velikost vseh kopenskih sesalcev, vključno s fosilnimi velikani, je bila glavna težava za njih presežek toplote,nastala v procesu prebave (giganotermija), ne pa tudi pomanjkanja. Ni naključje, da lahko sesalci rastejo na velikost kitov le v vodnem okolju, kjer se presežna toplota zlahka preusmeri na zunanje okolje. Vodni način življenja zavropoda, ki ga je spet pripisal v okviru prejšnje paradigme, ni potrjen v fosilnem zapisu. Tako velike črede velikanskih kuščarskih dinozavrov, ki se miroljubno pasejo na kopnem, bi lahko podgazovyvato vzdušje v zneskih, ki jih je navedel Wilkinson in kolegi.

Viri:
1) Felisa A. Smith, Scott M. Elliott, S. Kathleen Lyons. Emisije metana iz izumrle megafauna // Narava geoscience. 2010. V. 3. P. 374-375.
2) David M. Wilkinson, Euan G. Nisbet, Graeme D. Ruxton. Ali mi lahko daste nekaj dinamičnih dinamičnih suropodov, ki jih proizvedem metan? // Trenutna biologija. 2012. V. 22. P. R292-R293.
3) A.J. (Tom) van Loon. So zuropod dinozavri mezozojsko podnebje? // Časopis za paleogeografijo. 2012. V. 1. P. 138-148.

Glej tudi:
Fluktuacije metana v ozračju: oseba ali narava – kdo zmaga, "Elements", 10.06.2006.

Andrey Zhuravlev


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: