恐竜の時間

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ビデオ: 【恐竜】恐竜図鑑1〜きょうりゅう ずかん〜肉食恐竜編 2022, 12月
恐竜の時間
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Anonim

KonstantinRybakovによってロシア語に翻訳された本「TimeofDinosaurs:A New History of Ancient Lizards」(Alpina Non-Fictionから出版)の中で、アメリカの古生物学者Steve Brusattiは、三畳紀から白亜紀への恐竜の進化をたどっています。著者はそれらの起源について詳細に話し、開花と驚くべき多様性について説明し、そして-壊滅的な絶滅について説明します。 N + 1は、その読者に、超巨星の竜脚類と、彼らがどうやってこんなに大きくなったのかについての一節をチェックするように勧めています。

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恐竜が支配を征服する

それはこれ以上ないでしょう。その古代スコットランドのラグーンに足跡を残した竜脚類は素晴らしい生き物でした。言葉の文字通りの意味で印象的-印象的で、恐ろしく、驚くべき。白紙の紙とペンを渡されて、神話上の獣を発明するように頼まれた場合、私の想像力は、竜脚類を装って進化が生み出したものとは一致しませんでした。しかし、彼らは実際に存在していました。彼らは生まれ、成長し、移動し、食べ、呼吸し、捕食者から隠れ、眠り、足跡を残し、そして死にました。今日、彼らのようなものは絶対にありません-そのような長い首と巨大な体を持つ動物はありません、そして陸の生き物は彼らのサイズにさえ近づいていません。

竜脚類は非常に素晴らしいので、1820年代になります。最初の骨が発見され、科学者たちは行き止まりになりました。肉食性のメガロサウルスや草食性のイグアノドンなど、最初の恐竜のいくつかはほぼ同時に発見されました。彼らは間違いなく大きな動物でしたが、竜脚類の巨大な骨と比較してではありませんでした。したがって、科学者たちは恐竜との類似性を引き出しませんでした。代わりに、彼らは骨がその巨大である可能性があると彼らが考えた唯一の動物、つまりクジラのものであると決定しました。この間違いは数十年後にのみ修正されました。驚いたことに、その後の発見では、多くの竜脚類がほとんどのクジラよりもさらに大きいことが示されました。これらはこれまで陸上を歩いた中で最大の動物であり、進化の可能性の限界を押し広げました。

これは、1世紀以上にわたって古生物学者を魅了してきた質問に私たちをもたらします:竜脚類はどのように大きくなったのですか?

これは古生物学の最大の謎の1つです。しかし、答えを見つける前に、より根本的な問題を解決する必要があります。竜脚類の大きさはどれくらいでしたか?彼らはどれくらいの長さで、どれくらいの高さで首を伸ばすことができましたか、そして最も重要なことに、彼らはどれくらいの重さでしたか?恐竜を体重計に載せて体重計を見るだけでは不十分なため、これらの質問に答えるのは簡単ではありません。特に体重に関してはそうです。古生物学者の専門的な秘密を明らかにします。本や美術館で見られる多くの素晴らしい数字(ブロントサウルスの重さは100トンで、飛行機よりも大きかったです!)は、実際には単に発明されたものです。十分な情報に基づいた仮定であり、十分に根拠がない場合もあります。しかし、最近、古生物学者は、恐竜の骨からの重量をより正確に計算するための2つの異なるアプローチを考え出しました。

1つ目は実際には非常に単純で、基本的な物理学に依存しています。重い動物は、体重を支えるためにより強い骨を必要とします。この原理は、動物の構造全体に反映されています。科学者は多くの現代の動物の四肢の骨を測定しました、そして動物を支える四肢の主な骨の厚さ-二足歩行の動物の大腿骨または四肢の大腿骨と上腕骨-は動物の体重とよく相関することがわかりました。言い換えれば、ほとんどすべての現代の動物に有効な方程式があります:手足の骨の厚さを測定する場合、小さいが既知の誤差で体重を計算できます-簡単な計算で簡単な計算十分です。

2番目の方法は時間がかかりますが、はるかに興味深いものです。科学者は恐竜の骨格の3Dデジタルモデルを構築し、特別なプログラムで皮膚、筋肉、内臓を追加し、コンピューターが体重を計算します。この方法は、現代の動物を専門とする生物学者からコンピューター科学者やプログラマーまで、若い英国の古生物学者であるカール・ベイツ、シャーロット・ブラッシ、ピーター・ファルキンガム、スージー・メイドメントとその同僚によって開拓されました。

数年前、私が博士号を取得しているときに、カールとピーターは、デジタルモデルを使用した竜脚類の体のサイズと比率の研究に参加するように私を招待しました。課題は野心的でした。十分に完全な骨格を持つすべての竜脚類の詳細なコンピューターアニメーションを作成し、これらの動物の大きさと、真に巨大なサイズに成長したときに体がどのように変化したかを調べることです。私は純粋に実用的な理由で呼ばれました。世界最高の竜脚類の骨格のいくつかは、当時私が勉強していたニューヨークのアメリカ自然史博物館に展示されており、そのうちの1つである後期ジュラ紀のバロサウルスに関するデータが必要でした。 。モデルを構築するためのデータを収集する方法を教えられました。驚いたことに、必要なのは通常のデジタルカメラ、三脚、定規だけでした。取り付けられたバロサウルスの骨格をあらゆる角度から約100枚撮影し、カメラを三脚に取り付け、ほとんどの画像に定規が付いていることを確認しました。次に、カールとピーターは、写真の同等の点に一致するコンピュータープログラムに画像を入力し、定規でそれらの間の距離を測定し、最終的に元の2次元画像から3次元モデルを構築しました。

この方法は写真測量と呼ばれ、恐竜の研究における真の革命です。同時に得られる超精密モデルにより、非常に正確なデータを得ることができます。さらに、それらをアニメーションソフトウェアにロードし、実行およびジャンプさせて、恐竜がどのような種類の動きとどのような行動をとることができるかを判断することができます。映画やドキュメンタリーをアニメーション化して、最もリアルな生き物が画面に表示されるようにすることもできます。これらのモデルは文字通り恐竜に命を吹き込みます。

私たちのデジタルシミュレーションは、より伝統的な手足の測定と同様に、同じ結論に至りました。竜脚類は非常に非常に大きかったのです。プラテオサウルスのような原始的なプロトサウロポッドは、三畳紀で比較的大きなサイズに達し、2〜3トンの重さもありました。これは、キリンのサイズとほぼ同じです。しかし、パンゲアが崩壊し始め、火山が噴火し、三畳紀がジュラ紀に置き換わったとき、真の竜脚類ははるかに大きくなりました。スコットランドのラグーンの痕跡は、10〜15トンの動物によって残され、その後、有名な生き物であるブロントサウルスとブラキオサウルスの体重は30トンを超え始めました。非常に正確な名前の「ティタノサウルス」は、体重が50トンを超えました。ボーイング737より。

今日、最大で最も重い陸上動物は象です。彼らは彼らが住んでいる場所と彼らが属する種に応じて異なるサイズで来ますが、ほとんどは5-6トンの重さです。

記録されている最大の象の体重は約11トンだったようですが、象は竜脚類に対抗するものではありません。では、数百万ドルの質問に戻りましょう。これらの恐竜は、進化論がこれまでに生み出したものよりもはるかに大きなサイズにどのように到達したのでしょうか。

まず、動物が本当に大きくなるために一般的に何が必要かを理解する必要があります。まず、おそらく最も明白です:あなたはたくさん食べる必要があります。竜脚類のサイズとジュラ紀の最も一般的な食物の栄養価に基づいて、ブロントサウルスのような大きな竜脚類は毎日約45 kgの葉、茎、小枝、またはそれ以上を食べるべきだったと考えられています。したがって、彼らはどういうわけかそのような膨大な量の緑を集めて消化しなければなりませんでした。第二に、あなたは急速に成長する必要があります。年々ゆっくりと成長するのは素晴らしくて素晴らしいですが、大きくなるのに100年以上かかると、捕食者はあなたを食べる機会がたくさんあり、嵐の中で木が倒れ、病気はずっと前にあなたを殺しますあなたが完全な大人のサイズに成長するにつれて。第三に、巨大な体内のすべての代謝反応に十分な酸素を確保するために、非常に効率的に呼吸する必要があります。第4に、スケルトンは信頼性が高く、丈夫である必要がありますが、同時にかさばらず、重くてはなりません。最後に、余分な熱を取り除く必要があります。なぜなら、暑さの中で、大きな動物は過熱で簡単に死ぬ可能性があるからです。竜脚類はそれをすべて行うことができました。しかし、どのように?数十年前にこの質問について考えた多くの科学者は、最も単純な答えに同意しました:おそらく中生代では物理的環境自体が異なっていました。重力が弱かったので、大きな動物が成長して移動しやすくなったのかもしれません。または、大気中の酸素が多かったため、不器用な竜脚類が呼吸し、成長してより効率的に機能したことを意味しました。これらの仮定は説得力があるように聞こえるかもしれませんが、精査に耐えることはできません。恐竜の時代には、重力が現代とは大きく異なり、酸素レベルがほぼ同じか、わずかに低かったという証拠はありません。

もっともらしい説明は1つだけです。竜脚類には何かがあり、そのおかげで、哺乳類、爬虫類、両生類、さらには他の恐竜など、他のすべての陸生動物を束縛する束縛を破り、巨大な比率に達するのを防ぐことができました。手がかりは、三畳紀と前期ジュラ紀で別々に出現し、最終的に巨人になるのに完全に適応した動物を作成した特徴の組み合わせである、彼らのユニークな体の構造にあるようです。

それはすべて首から始まります。長くて紡錘形の細い首は、おそらく竜脚類の最も認識できる特徴です。前期三畳紀のプロトサウロポッドには通常よりも長い首が現れましたが、竜脚類が頸椎の数を増やし、個々の椎骨を長くしたため、時間の経過とともに比例して増加しました。アイアンマンのアーマーのように、長い首は超強力を与えました:それは他の草食動物とは異なり、竜脚類がより高い木に到達することを可能にし、それは完全に新しい食料源へのアクセスを開きました。さらに、彼らは1つの場所に数時間立って、ベリーピッカーのように首だけを上下左右に動かし、最小限のエネルギー消費で植物を食べることができました。これは、彼らがより多くの食物を吸収し、したがって競合他社よりも効率的にエネルギーを蓄えることができることを意味します。これは適応的な利点の第1です:首は巨大な体重を増やすために必要な大量の食物を可能にしました。

彼らがどのように成長したか見てみましょう。恐竜の祖先である恐竜様類は、前期三畳紀でも活発に発達した多くの両生類や爬虫類よりも高い代謝、速い成長率、そしてより活発なライフスタイルを達成したことを思い出してください。彼らは眠くはありませんでした、彼らはイグアナやワニのように大人のサイズに成長するのに永遠にかかりませんでした。彼らの子孫である恐竜についても同じことが言えます。骨の成長の研究によると、巣から出てきた竜脚類のカブスのほとんどはモルモットと同じくらいの大きさで、わずか30〜40年で成体の航空機に成長しました。このような変態には信じられないほどの速さです。これが2番目の利点です。遠い祖先から猫のサイズの竜脚類を受け取り、大きなサイズを達成するために必要な急速な成長を遂げました。

竜脚類はそれらの同じ祖先から何か他のものを継承しました:非常に効率的な肺。竜脚類の肺は鳥の肺と非常に似ており、私たちの肺とは非常に異なっていました。哺乳類の肺は周期的に酸素を吸い込み、二酸化炭素を吐き出しますが、鳥はいわゆる一方向の肺を持っています。空気は一方向にのみ通過し、酸素は吸入と呼気の両方で抽出されます。鳥の肺は、吸入と呼気のたびに酸素がもたらされるため、はるかに効率的です。この驚くべきバイオエンジニアリングの成果は、肺に接続された気嚢によって可能になります。気嚢は、吸入時に酸素富化空気の一部を貯蔵し、呼気時に肺を通過させます。それが紛らわしいように聞こえても、落胆しないでください。生物学者がこの奇妙な肺がどのように機能するかを理解するのに数十年かかりました。

竜脚類の胸骨の多くには、気嚢が骨に深く浸透したときに形成される大きな穴(空気圧穴と呼ばれる)があるため、竜脚類にはそのような肺があったことがわかっています。現代の鳥にもまったく同じ構造が存在し、それらは気嚢からのみ形成されています。つまり、これが適応の3番目です。竜脚類は、巨大な体を代謝的に活性に保つのに十分な酸素を代謝できる超効率的な肺を持っていました。獣脚類恐竜も鳥型の肺を持っていました。これは、ティラノサウルスや他の巨大なハンターが大きくなることを可能にした要因の1つである可能性がありますが、鳥の目の恐竜は異なる肺を持っていました。これが、カモノハシ恐竜、剣竜類、角のある恐竜、装甲恐竜が竜脚類ほど大きくならない理由です。

エアバッグにも別の機能があることがわかりました。呼吸中に空気を蓄えるだけでなく、骨を貫通するときに骨格を明るくします。本質的に、それらは強い外殻を維持しながら骨を中空にしますが、重量を減らします。同じ理由で、膨らんだバスケットボールは同じサイズの石よりも軽いです。竜脚類が長い首をどのように保持し、不均衡なスイングのように転倒しなかったのか疑問に思っていますか?ちょうど彼らの椎骨が気嚢でいっぱいだったので、実際には彼らは蜂の巣でした-強いですが、羽のように軽いです。これが4番目の利点です。気嚢により、竜脚類は動き回るのに十分な強度と軽量の両方を備えた骨格を持つことができました。哺乳類と鳥盤類の恐竜は、気嚢がなかったため、それほど幸運ではありませんでした。

5番目の適応、過剰な熱を放出する能力はどうですか?ここでも、エアバッグと肺が役に立ちました。非常に多くの気嚢があり、それらは体全体に非常に広く広がり、骨に入り、内臓の間にあるため、熱放散のための大きな表面を作成しました。この中央空調システムにより、熱い息が冷やされました。

それをすべてまとめると、超巨星の恐竜を作ることができます。竜脚類がこれらの機能の少なくとも1つ(長い首、急速な成長、効率的な肺、冷却と軽量化のためのエアバッグシステム)を欠いている場合、おそらくそのような巨人になることはできなかったでしょう。これは生理学的に不可能です。しかし、進化論はすべての部分を集めて注文し、火山後のジュラ紀にモザイクが最終的に形成されたとき、竜脚類はそれらの前後で誰もできないことを突然行うことができることがわかりました。彼らは聖書的に巨大になり、全世界に住み着きました。彼らの壮大な統治が始まり、それはさらに1億年続きました。

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