I dinosauri erano a sangue caldo?

Perché c'è così tanta confusione su cosa significhi per ogni creatura, non solo un dinosauro, essere "a sangue freddo" o "a sangue caldo", iniziamo la nostra analisi di questo problema con alcune definizioni tanto necessarie.

I biologi usano una varietà di parole per descrivere il metabolismo di un determinato animale (cioè la natura e la velocità dei processi chimici che avvengono all'interno delle sue cellule). In un Endotermico creatura, le cellule generano calore che mantiene la temperatura corporea dell'animale, mentre ectotermi gli animali assorbono il calore dall'ambiente circostante.

Ci sono altri due termini che complicano ulteriormente questo problema. Il primo è omeotermi, descrivendo animali che mantengono costante la temperatura corporea interna, e il secondo è poikilothermic, che si applica agli animali la cui temperatura corporea oscilla in base all'ambiente. (In modo confuso, è possibile che una creatura sia ectotermica, ma non poikiotermica, se modifica il suo comportamento al fine di mantenere la sua temperatura corporea di fronte a un ambiente avverso.)

Cosa significa essere a sangue caldo e a sangue freddo?

Come avrai ipotizzato dalle definizioni precedenti, non ne consegue necessariamente che un rettile ectotermico abbia letteralmente sangue più freddo, dal punto di vista della temperatura, di un mammifero endotermico. Ad esempio, il sangue di una lucertola del deserto che si crogiola al sole sarà temporaneamente più caldo di quello di un mammifero di dimensioni simili nello stesso ambiente, sebbene la temperatura corporea della lucertola scenderà al calar della notte.

Comunque, nel mondo moderno, i mammiferi e gli uccelli sono sia endotermici che omeotermici (cioè, "a sangue caldo"), mentre la maggior parte dei rettili (e alcuni pesci) sono sia ectotermici che poikilothermic (cioè, "a sangue freddo"). E i dinosauri?

Per circa un centinaio di anni dopo che i loro fossili iniziarono a essere scavati, i paleontologi e i biologi evoluzionisti presero che i dinosauri dovessero essere a sangue freddo. Questa ipotesi sembra essere stata alimentata da tre linee intrecciate di ragionamento:

1) Alcuni dinosauri erano molto grandi, il che ha portato i ricercatori a credere di avere un metabolismo relativamente lento (dal momento che ci vorrebbe un'enorme quantità di energia per un erbivoro di cento tonnellate per mantenere alta la temperatura corporea).

2) Si presumeva che questi stessi dinosauri avessero cervelli estremamente piccoli per i loro grandi corpi, che contribuivano all'immagine di creature lente, lente e non particolarmente svegli (più come le tartarughe delle Galapagos che i veloci Velociraptor).

3) Poiché i rettili e le lucertole moderni sono a sangue freddo, aveva senso che anche le creature "simili a lucertole" come i dinosauri devono avere a sangue freddo. (Questo, come avrai intuito, è l'argomento più debole a favore dei dinosauri a sangue freddo.)

Questa visione ricevuta dei dinosauri iniziò a cambiare alla fine degli anni '60, quando una manciata di paleontologi, tra cui Robert Bakker e John Ostrom, iniziarono a diffondere un'immagine di dinosauri come creature veloci, argute ed energiche, più simili ai moderni mammiferi predatori rispetto alle lucenti lucertole del mito. Il problema era che sarebbe stato estremamente difficile per un Tyrannosaurus Rex mantenere uno stile di vita così attivo se fosse a sangue freddo - portando alla teoria che i dinosauri potrebbero, in effetti, essere stati endotermi.

Argomenti a favore dei dinosauri a sangue caldo

Poiché non ci sono dinosauri viventi in giro da dissezionare (con una possibile eccezione, che vedremo di seguito), la maggior parte delle prove del metabolismo a sangue caldo deriva da teorie moderne sul comportamento dei dinosauri. Ecco i cinque argomenti principali per i dinosauri endotermici (alcuni dei quali sono sfidati di seguito, nella sezione "Argomenti contro").

Almeno alcuni dinosauri erano attivi, intelligenti e veloci. Come accennato in precedenza, l'impulso principale per la teoria dei dinosauri a sangue caldo è che alcuni dinosauri hanno mostrato un comportamento "di mammifero", che comporta un livello di energia che (presumibilmente) può essere mantenuto solo da un metabolismo a sangue caldo.
Le ossa di dinosauro mostrano segni di metabolismo endotermico. L'analisi microscopica ha dimostrato che le ossa di alcuni dinosauri sono cresciute ad un ritmo paragonabile ai mammiferi moderni e hanno più caratteristiche in comune con le ossa di mammiferi e uccelli rispetto alle ossa dei rettili moderni.
Molti fossili di dinosauro sono stati trovati ad alte latitudini. Le creature a sangue freddo hanno molte più probabilità di evolversi nelle regioni calde, dove possono usare l'ambiente per mantenere le loro temperature corporee. Le latitudini più elevate comportano temperature più fredde, quindi è improbabile che i dinosauri fossero a sangue freddo.
Gli uccelli sono endotermi, quindi anche i dinosauri devono esserlo. Molti biologi considerano gli uccelli come "dinosauri viventi" e pensano che il sangue caldo degli uccelli moderni sia una prova diretta del metabolismo a sangue caldo dei loro antenati dinosauri.
I sistemi circolatori dei dinosauri richiedevano un metabolismo a sangue caldo. Se un sauropode gigante come il Brachiosaurus tenesse la testa in posizione verticale, come una giraffa, ciò avrebbe posto enormi richieste al suo cuore - e solo un metabolismo endotermico potrebbe alimentare il suo sistema circolatorio.

Argomenti contro i dinosauri a sangue caldo

Secondo alcuni biologi evoluzionisti, non è sufficiente dire che, poiché alcuni dinosauri potrebbero essere stati più veloci e più intelligenti di quanto si pensasse in precedenza, tutti i dinosauri avevano metabolismi a sangue caldo - ed è particolarmente difficile dedurre il metabolismo dal comportamento presunto, piuttosto che dal comportamento record fossile reale. Ecco i cinque principali argomenti contro i dinosauri a sangue caldo.

Alcuni dinosauri erano troppo grandi per essere endotermi. Secondo alcuni esperti, un sauropode da 100 tonnellate con un metabolismo a sangue caldo sarebbe probabilmente surriscaldato e morto. A quel peso, un dinosauro a sangue freddo avrebbe potuto essere quello che viene chiamato un "omeoterma inerziale" - cioè si è riscaldato lentamente e si è raffreddato lentamente, permettendogli di mantenere una temperatura corporea più o meno costante.
I periodi giurassico e cretaceo erano caldi e afosi. È vero che molti fossili di dinosauro sono stati trovati ad alta quota, ma 100 milioni di anni fa anche un picco di montagna alto 10.000 piedi avrebbe potuto essere relativamente mite. Se il clima fosse caldo tutto l'anno, ciò favorirebbe i dinosauri a sangue freddo che si basavano sulle temperature esterne per mantenere il loro calore corporeo.
Non sappiamo abbastanza sulla postura dei dinosauri. Non è certo che Barosaurus abbia elevato la sua testa a foraggio per grub; alcuni esperti pensano che grandi dinosauri erbivori tenessero il collo lungo parallelo al suolo, usando la coda come contrappeso q. Ciò indebolirebbe l'argomentazione secondo cui questi dinosauri avevano bisogno di metabolismi a sangue caldo per pompare il sangue nel cervello.
L'evidenza ossea è sopravvalutata. Può essere vero che alcuni dinosauri sono cresciuti a una velocità maggiore di quanto si credesse in precedenza, ma ciò potrebbe non essere una prova a favore di un metabolismo a sangue caldo. Un esperimento ha dimostrato che i rettili moderni (a sangue freddo) possono generare rapidamente osso nelle giuste condizioni.
I dinosauri mancavano di turbinati respiratori. Per soddisfare i loro bisogni metabolici, le creature a sangue caldo respirano circa cinque volte più spesso dei rettili. Le endoterme terrestri hanno strutture nei loro crani chiamate "turbinati respiratori", che aiutano a trattenere l'umidità durante il processo di respirazione. Fino ad oggi, nessuno ha trovato prove conclusive di queste strutture nei fossili di dinosauro, quindi i dinosauri devono essere stati a sangue freddo (o, almeno, sicuramente non endotermici).

Dove stanno le cose oggi

Quindi, cosa possiamo concludere dagli argomenti di cui sopra a favore e contro i dinosauri a sangue caldo? Molti scienziati (che non sono affiliati a nessuno dei due campi) credono che questo dibattito si basi su premesse errate - vale a dire, non è il caso che i dinosauri debbano essere a sangue caldo o a sangue freddo, senza una terza alternativa.

Il fatto è che non sappiamo ancora abbastanza su come funzioni il metabolismo o su come possa potenzialmente evolversi per trarre conclusioni definitive sui dinosauri. È possibile che i dinosauri non fossero né a sangue caldo né a sangue freddo, ma avessero un tipo di metabolismo "intermedio" che non è stato ancora bloccato. È anche possibile che tutti i dinosauri fossero a sangue caldo o a sangue freddo, ma alcune singole specie hanno sviluppato adattamenti nell'altra direzione.

Se quest'ultima idea sembra confusa, tieni presente che non tutti i mammiferi moderni sono a sangue caldo esattamente allo stesso modo. Un ghepardo veloce e affamato ha un classico metabolismo a sangue caldo, ma l'ornitorinco relativamente primitivo sfoggia un metabolismo attenuato che per molti aspetti è più vicino a quello di una lucertola di dimensioni comparabili che a quello di altri mammiferi. Ulteriori complicazioni, alcuni paleontologi affermano che i mammiferi preistorici a lento movimento (come Myotragus, la capra delle caverne) avevano veri metabolismi a sangue freddo.

Oggi, la maggior parte degli scienziati aderisce alla teoria dei dinosauri a sangue caldo, ma quel pendolo potrebbe oscillare dall'altra parte man mano che vengono scoperte ulteriori prove. Per ora, qualsiasi conclusione definitiva sul metabolismo dei dinosauri dovrà attendere scoperte future.

Scienza