Дослідницька група з Японії з’ясувала, як теплокровні нащадки тероподових динозаврів, що нині живуть, розвинули більш досконалу, ніж у їх далеких холоднокровних предків, систему охолодження мозку за допомогою еволюційної зміни носових порожнин. Вчені впевнені, що в тому числі завдяки цьому пристосуванню теплокровним тваринам, зокрема птахам і ссавцям, з часом вдалося збільшити розміри свого мозку.
Одним з найбільш цікавих і інтригуючих питань в палеонтології динозаврів стала їх фізіологія, особливо щодо питання про ендо- або ектотермічності. Теплокровні, або ендотермічні, тварини — наприклад, птахи, люди та інші ссавці — здатні підтримувати високу температуру свого тіла завдяки внутрішніх джерел тепла. Водночас холоднокровні, або ектотермічні, тварини — рептилії і амфібії — для підтримки температури тіла повністю покладаються на зовнішні джерела тепла, в першу чергу на сонячне випромінювання.
Питання про теплокровність динозаврів виник внаслідок складності визначення їх точної фізіології по скам’янілостям. Найчастіше передбачається, що теплокровність у динозаврів виникла під час відділення класу Aves, Тобто появи перших предків сучасних птахів. Проте в науковому співтоваристві не було досягнуто консенсусу про те, чи могли непташині динозаври також набути теплокровність, або ж вони так і не змогли навчитися самостійно підтримувати температуру тіла.
Щоб розібратися в цьому питанні, група японських дослідників на чолі зі співробітниками Токійського університету розробила свій підхід до визначення теплокровності тварин з аналізу їх носових порожнин. Так, носові порожнини птахів і ссавців містять унікальні структури, звані дихальними раковинами і складаються з кісткової і хрящової тканин. Оскільки раковини збільшують площу поверхні носової порожнини, вважається, що вони забезпечують ефективний обмін тепла і вологи між слизовою оболонкою і вдихуваним і видихуваним повітрям.
Тим самим ці структури можуть зволожувати вдихуване повітря і допомагати в обміні теплом з циркулюючої кров’ю, що вносить певний внесок в охолодження мозку. Однак це лише передбачувана фізіологічна роль дихальних раковин, яка викликає бурхливі суперечки. З іншого боку, птахи та ссавці, які досягли ендотермії незалежно один від одного, так само незалежно розвинули свої системи дихальних раковин, що говорить про значний зв’язкок цих властивостей.
У новому дослідженні вчені вивчили скани комп’ютерної томографії голів 51 сучасного виду ендо- і ектотермів, а також череп динозавра-теропода Velociraptor mongoliensis, для відтворення їх носових структур. З’ясувалося, що в порівнянні з ектотермами ендотерми мають добре розвинені дихальні раковини і досить велику носову порожнину щодо розмірів їх голови і черепа, а не розміру тіла, як вважалося раніше. За словами авторів роботи, цей результат означає, що велика носова порожнина все ж необхідна для більш інтенсивного теплообміну для охолодження мозку у птахів і ссавців.
Крім того, реконструкція носової порожнини велоцираптора, створена на основі внутрішніх рис добре збереженого черепа, дозволила визначити її приблизний максимальний розмір. Той виявився нижче рівня, визначеного для сучасних ендотермів.
Значить, більшість непташиних динозаврів-тероподів, ймовірно, не мали повністю розвинений носовий апарат терморегуляції, як сучасні птахи, що натякає на відносно менш розвинений мозок. Хоча все ж залишається ймовірність того, що тероподи задіяли інші способи охолодження свого мозку.
Детальний опис свого дослідження автори призводять до статті, опублікованій в журналі Royal Society Open Science.