Luftige Dinosaurier könnten zur mesozoischen Erwärmung beitragen • Andrey Zhuravlyov • Wissenschaftsnachrichten zu den "Elementen" • Paläontologie, Klima

Blattdinosaurier könnten zur Erwärmung des Mesozoikums beitragen

Abb. 1. Die größten Vertreter ausgestorbener und existierender Gruppen terrestrischer Wirbeltiere. A – Reptilien (ausgenommen Dinosaurier), Vögel und Säugetiere: a – die Riesenschildkröte (Geochelone Gigantea), b – Komodos Waran (Varanus komodoensis), mit – Pleistozäne Warane (Megalania prisca), d – Eozän Boa (Titanoboa cerrejonensis), e – Person (Homo sapiens),f – Afrikanischer Elefant (Loxodonta Africana), g – Oligozänen Nashorn (Indicotherium transouralicum), h – Afrikanischer Strauß (Struthio Camelus), ich – Miozän Vertreter der Familie Phorusracidae. die – Dinosaurier: a – Hadrosaurus (Shantungosaurus Giganteus), b – Ceratops (Triceratops Horridus), c – Theropoden (Tyrannosaurus rex), d – Theropoden (Spinosaurus aegyptiacus), e – Brauerei (Brachiosaurus brancai), f – Brauerei (Argentinosaurus huinculensis). Maßstabsleiste Länge – 5 m Bild aus Artikel: Sander et al., 2011. Biologie der Sauropoden: Evolution des Gigantismus // Biologische Bewertungen. V. 86. S. 117-155

Eine der Quellen von Methan, einem starken Treibhausgas, sind pflanzenfressende Säugetiere, die es durch den enzymatischen Abbau von Zellulose produzieren. Wissenschaftler aus Glasgow, London und Liverpool, basierend auf dem Vorkommen von Knochen in der Morrison-Morrison-Formation im Westen der USA, deuteten darauf hin, dass riesige pflanzenfressende Echsen, die wahrscheinlich auch Nahrung fermentierten und Methan emittierten, einen erheblichen Einfluss auf das Klima der Jurazeit und der Kreidezeit haben könnten.

Methan (CH4) – eines der wichtigsten Treibhausgase. Heutzutage tritt Methan sowohl aus natürlichen Quellen (Vulkane, Schmelzen von Permafrost, Sümpfen) als auch aufgrund menschlicher Aktivitäten (Gasverluste, Reisschecks, Deponien, Viehzucht) in die Atmosphäre ein. Zuchttiere, die auf wiederkäuenden Säugetieren basieren, liefern jährlich etwa 20% Methan in die Atmosphäre. Wiederkäuer produzieren Methan durch enzymatischen Abbau von Zellulose im Darmtrakt, der von der Mikroflora durchgeführt wird.

Vor dem Aussterben von pflanzenfressenden Säugetieren, die die Grundlage der Mammut-Megafauna in Nordamerika und Eurasien bilden, dienten riesige Herden dieser Tiere auch als wichtige Methanquelle (siehe: Felisa A. Smith, et al., 2010. Methanemissionen aus ausgestorbener Megafauna). Felisa Smith und ihre Kollegen zeigten, dass die berechneten Daten mit den Schwankungen des Methangehalts in der Atmosphäre übereinstimmten, wie Bohrdaten auf dem grönländischen Eisschild zeigen.

Doch lange vor dem Auftauchen der Mammut-Megafauna war die Erde von viel größeren pflanzenfressenden Wirbeltieren bewohnt, und unter ihnen befanden sich auch die Sepropoden, die Nahrung gären und Methan emittieren konnten. Angesichts des großen Größenunterschieds zwischen pflanzenfressenden Echsen und Säugetieren (Abb.1) Der Umweltschützer David Wilkinson von der John Moore Universität Liverpool, der Klimatologe Euan Nisbet vom Royal Holloway College der Universität London und der Umweltschützer Graeme Ruxton von der Universität Glasgow vermuteten, dass der Campus das Klima erheblich beeinflussen könnte Jura und Kreidezeit, die Atmosphäre mit Methan belebt (siehe: David M. Wilkinson, Euan G. Nisbet, Graeme D. Ruxton. Könnte nicht ein warmes Klima haben?). Bei ihren Berechnungen gingen sie von literarischen Daten über das Vorkommen von Knochen in der Morrisonformation im oberen Jura im Westen der USA über eine Fläche von 15 Millionen km aus.2.

Wenn die Stoffwechselrate der Sapropoden eher der von poikilothermischen (kaltblütigen) Reptilien als von homoiothermalen (warmblütigen) Säugetieren entspräche, könnte die Biomasse dieser Dinosaurier 200.000 kg / km erreichen2oder, sagen wir, 10 Apatosaurier (sie sind Brontosaurier, Apatosaurus Louisis) 20 Tonnen pro Stück. (Nach anderen Schätzungen könnte die Biomasse von Eidechsen zwischen 80.000 und 670.000 kg / km liegen2, das ist 4-24-mal höher als die Biomasse von pflanzenfressenden Säugetieren in der gleichen Gegend.) Angesichts der höheren Temperatur und des höheren Kohlendioxidgehaltes in der Jura-Kreide-Atmosphäre wurde die Produktivität der Vegetation in diesem Zeitraum höher geschätzt,Trotz einer etwas kürzeren Tagesstunden (der Planet rotierte schneller), und die Skalierung der Stoffwechselrate auf die einzelnen Größen der Zavropoden suggeriert, dass sogar bei gleicher Pflanzenproduktivität ihre Gesamtbiomasse größer sein könnte als bei Säugetieren.

Basierend auf der Tatsache, dass moderne Nicht-Wiederkäuersäuger etwa 0,18 Liter pro Tag pro 1 kg Eigengewicht produzieren, wurde berechnet, dass ein Apatosaurier 2675 Liter dieses Gases pro Tag freisetzen könnte. In Anbetracht der Dichte von Methan bei Standardtemperatur und -druck dieser Periode beträgt es etwa 1,9 kg pro Tag oder 690 kg pro Jahr. Mit der oben erwähnten Dichte der Population von Jugendlichen und der gesamten Landbedeckung der Erde beträgt sie etwa 75 · 106 km2 (das ist etwa die Hälfte der Landfläche zu dieser Zeit), könnte die gesamte Menge an Methan von Dinosauriern produziert werden rund 520 Millionen Tonnen pro Jahr sein.

Abb. 2 Methanemission (in Millionen Tonnen / Jahr). Von oben nach unten: modernes Einkommensniveau aus allen Quellen, vorindustrielle (nur natürliche Quellen), Rinder, Freilanddinosaurier. Abb. aus dem diskutierten Artikel Wilkinson et al., 2012

Dieses Niveau ist höher als das Volumen von Methan, das heute durch menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre gelangt, und liegt nahe am Gesamtvolumen der jährlichen Methanemissionen aus allen Quellen (Abb. 2). Da Methan ein stärkeres Treibhausgas ist als Kohlendioxid, könnten Zavropod-Abfälle einen signifikanten Einfluss auf die Erwärmung in der Jura- und Kreidezeit haben.

Nach den Daten der Arbeitsgruppe I des Weltklimarates 2007 ist Methan als Treibhausgas 21- bis 25-mal effizienter als CO2 – Wenn wir also den Treibhauseffekt von Kohlendioxid pro Einheit betrachten, entspricht die Emission von 1 Million Tonnen Methan 21-25 Millionen Tonnen CO2 (abhängig von einigen zusätzlichen Bedingungen).

Wilkinson und seine Kollegen halten ihre Einschätzung jedoch für zu gering: Im Gegensatz zu pflanzenfressenden Säugetieren, die auf Gras grasen, könnten junge Menschen Grünpflanzen von mehreren Ebenen essen, und der Bereich der Vegetationsbedeckung in einem frostfreien Klima könnte erheblich größer sein als der aktuelle. Zusammen mit anderen natürlichen Quellen von Methan – Sümpfen, Waldbränden, Lecks aus Gasfeldern – könnte der Gesamtgehalt von Methan in der Atmosphäre 6-8 ppm erreichen (Teile pro MillionTeile pro Million); zum Vergleich beträgt das aktuelle Niveau 1,8 ppm.

Der Geologe Tom van Loon von der Adam-Mickiewicz-Universität in Poznan (Polen) zweifelte jedoch an der Richtigkeit der Berechnungen von Biomasse und anderen Schlussfolgerungen, die die Schätzung der Methanemissionen im Mesozoikum beeinflussten (siehe: AJ (Tom) van Loon, 2012) Waren Sauropoden Dinosaurier für das Wärme-Mesozoische Klima verantwortlich? In der Tat könnten diese Dinosaurier 20 Tonnen oder mehr wiegen, und die Produktivität der Vegetation in einem warmen mesozoischen Klima war höher als modern, aber nicht oft, aber, nach Modell und experimentellen Daten, nicht mehr als 25-50%. Darüber hinaus ähnelte der Zavropod-Metabolismus eher dem von homoiothermalen Tieren, was bedeutet, dass ihre Biomasse auf 42.000 kg / km geschätzt wurde.2 näher an der Wahrheit als 200.000 kg / km2. Und dies ist wahrscheinlich die Obergrenze für Biomasse, da die Population von Jungtieren nicht auf den Druck von Räubern, Parasiten und Infektionen angewiesen ist. Darüber hinaus mussten große Herden von Wolfsvögeln zumindest während der Trockenzeit wandern, um neue Nahrungs- und Wasserquellen zu finden, und folglich könnte ihre Populationsdichte auf dem Planeten nicht zu hoch sein.

Schlussfolgerungen über den Einfluss von Dinosauriern auf das mesozoische Klima hängen davon ab, ob sie als warmblütige oder kaltblütige Wirbeltiere gelten (korrekter ist es natürlich, die Begriffe "homeothermic" bzw. "poikilothermic" zu verwenden).Nach dem früheren Paradigma, das bis Mitte der 1990er Jahre existierte, waren Dinosaurier wie andere Reptilien poikilothermisch. Nachdem jedoch verschiedene Vogelsaurier vom Standort Jehol auf der Liaoning-Halbinsel (China) in den weltweit führenden Zeitschriften beschrieben worden waren, galten Dinosaurier als direkte Vorfahren von Vögeln und homoiothermen Tieren. Es sollte beachtet werden, dass alle zweifellos flügge gewordenen Dinosaurier Räubern aus dem Theropodenzweig der Eidechsen-Dinosaurier angehören, und bei pflanzenfressenden Krebsen, außer Schuppen, wurden keine anderen Bedeckungen gefunden (siehe den Artikel "Geschichte der Feder, lang und unglaublich"). Hinweise auf die Entdeckung von federartigen Filamenten bei den Blauschwanzsauriern, einem weiteren wichtigen Zweig der pflanzenfressenden Dinosaurier, zu denen Ceratops und Hadrosaurier gehören, bedürfen laut einer Reihe von Histologen, Ornithologen und Paläontologen einer Bestätigung. Solche Filamente können während des Kollabierens von Kollagenfasern gebildet werden, die das Abdeckgewebe nach dem Tod des Tieres bilden.

Angesichts der sehr großen Größe des Campus (Abb. 1), die die Größe aller terrestrischen Säugetiere, einschließlich der fossilen Riesen, bei weitem übersteigt, war das Hauptproblem für sie ein Übermaß an Hitze,im Prozess der Verdauung (giganotermia) gebildet, und nicht sein Mangel. Es ist kein Zufall, dass Säugetiere nur in einer aquatischen Umgebung auf die Größe eines Wals wachsen können, wo überschüssige Wärme leicht in die äußere Umgebung abgeleitet wird. Die aquatische Lebensweise des Zavropods, die ihnen wiederum im Rahmen des vorherigen Paradigmas zugeschrieben wird, ist im Fossilienbestand nicht bestätigt. So große Herden von Riesen-Eidechsen-Dinosaurier friedlich auf Land weiden könnte gut podgazovyvat Atmosphäre in den Mengen von Wilkinson und Kollegen erklärt.

Quellen:
1) Felisa A. Smith, Scott M. Elliott, S. Kathleen Lyons. Methanemissionen aus ausgestorbener Megafauna // Naturgeowissenschaften. 2010. V. 3. S. 374-375.
2) David M. Wilkinson, Euan G. Nisbet, Graeme D. Ruxton. Könntest du mir etwas Methan produzierten Sauropoden Dinosaurier geben? // Aktuelle Biologie. 2012. V. 22. P. R292-R293.
3) A. J. (Tom) van Loon. Waren Sauropoden Dinosaurier Mesozoisches Klima? // Zeitschrift für Paläogeographie. 2012 V. 1. P. 138-148.

Siehe auch:
Methanschwankungen in der Atmosphäre: Mensch oder Natur – wer gewinnt, Elemente, 06.10.2006.

Andrey Zhuravlev


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