Аллозавр: различия между версиями

[непроверенная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
→‎См. также: уточнение
Строка 68:
 
Воздушные проходы у аллозавра были более развиты, чем у более примитивных тероподов, таких как [[цератозавр]] и ''[[Marshosaurus]]'', благодаря чему у аллозавра было очень хорошо развито обоняние, а, возможно, имелся и [[вомероназальный орган]]. Лобные кости черепа была тонкими, возможно, для улучшения терморегуляции мозга.
 
=== Проблема гигантизма ===
'''Основная статья:''' '''Проблема [[Гигантизм|гигантизма]] [[палеозой]]-[[Мезозой|мезозойской]] [[Мегафауна|мегафауны]]'''
 
В 2005 году [[Мейнард Смит, Джон|Джон Мейнард Смит]], популяризировавший применение [[Анализ размерности|анализа размерности]] в [[Биология|биологии]], в своей книге «Математические идеи в биологии» указывал на то, что в случае увеличения размеров сухопутного [[Животные|животного]] , при неизменной [[Плотность|плотности]]  биологических тканей его [[масса]]  увеличивается в пропорции <math>m</math>~<math>L^3</math>. Прочность же костей зависит от площади их поперечного [[Чертёж|сечения]] <math>S</math>~<math>L^2</math>. Таким образом, нагрузка на [[Кость|кости]] растёт быстрее, чем их [[прочность]]. А так как [[График функции|графики]][[Квадратное уравнение|ки квадратного уравнения]] и [[Кубическая функция|кубической функции]] неизбежно пересекутся, то существует [[Критическая точка (математика)|критическая точка]], за которой прочности [[Кость|костей]] и [[Мышцы|мышц]] не хватит, чтобы удержать [[Тело (биология)|тело]] на [[Нога|ногах]].<ref name=":02">{{Книга|автор=Мэйнард Смит Дж.|заглавие=Математические идеи в биологии|ответственный=Перевод с английского Базыкина А. Д.. Под редакцией и с предисловием канд. физ.-мат. наук Гильдермана Ю. И.|издание=1|место=Москва|издательство=Мир|год=1970|страницы=15-20|страниц=179|isbn=УД 681, 142 : 57 + 61|isbn2=|ссылка=http://lazareva.hol.es/smit_dzh_matematicheskie_idei_v_biologii.pdf}}</ref>
 
Необходимо помнить, что в [[Естествознание|естествознании]], как в [[Геология|геологии]], так и в [[Биология|биологии]], уже два века господствует [[Методология|методологический подход]], называемый «[[Принцип актуализма|принципом актуализма]]», согласно которому геологические и биологические процессы, происходившие в прошлые эпохи идентичны современным, и поэтому при анализе прошлых событий [[Аксиома|постулируется]], что в древности существовали те же природные [[Закономерность|закономерности]], что и в [[Настоящее|современность]]. Этот принцип позволяет предположить, что [[Механика|механическая]] [[удельная прочность]] [[Кость|костей]] и [[Мышцы|мышц]] [[Ископаемые животные|ископаемых животных]] принципиально не менялась на протяжении [[Миллион|миллионов]] лет, и что до появления [[Факт|фактов]], [[Фальсифицируемость|опровергающих]] его действенность, это допущение может использоваться в рамках рабочей [[Гипотеза|гипотезы]] (свойство [[Презумпция|презумпции]]).<ref>{{Cite web|url=https://plato.stanford.edu/archives/sum2018/entries/actualism/|title=Actualism|author=Menzel C.|website=The Stanford Encyclopedia of Philosophy / Edward N. Zalta|date=2000-06-17|publisher=Metaphysics Research Lab, Stanford University}}</ref>
 
Проверку обоснованности применения принципа актуализма в 2006 году провела группа немецких учёных во главе с [[:de:Anke_Kaysser-Pyzalla|Анке Кайссер-Пизалла]] (Anke Kaysser-Pyzalla) — [[Материаловедение|материаловед]] и [[Инженер|инженер-механик]], научный руководитель [[Берлинский центр материалов и энергии имени Гельмгольца|Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца]], [[профессор]] [[Рурский университет|Рурского университета в Бохуме]]. В частности, были применены методы [[Рентгеноструктурный анализ|рентгеновской дифракции]], протон-индуцированной рентгеновской эмиссионной (ПИРЭ) спектроскопии и некоторые другие. Сравнение первичной фиброламеллярной кости у зауроподов, доминирующем типе ткани в коре длинных костей, с фиброламеллярной и хаверсовой костями современных крупных млекопитающих даёт основание утверждать, что кость зауроподов сохраняет свою первоначальную ориентацию кристаллитов и что ее микроструктура на разных иерархических уровнях, по-видимому, такая же, как у современной кости. Таким образом, современные данные опровергают гипотезу о том, что кости динозавра зауроподов были необычайно высокопрочным материалом.<ref>{{Статья|автор=Pyzalla A. R., Sander P. M., Hansen A.,. Ferreyro R, Yi S.-B.|год=2006-11-10|doi=10.1016/j.msea.2006.04.047|issn=0921-5093|выпуск=1|страницы=2–9|издание=Materials Science and Engineering: A|заглавие=Texture analyses of Sauropod dinosaur bones from Tendaguru|ссылка=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509306004813|том=437|язык=|тип=|месяц=|число=|номер=}}</ref>
 
Руководствуясь принципом актуализма проведём оценку последствий увеличения животного в 2 раза:
 
* все [[Длина|линейные размеры]] увеличатся вдвое (в 2 раза):
 
<math>\frac{l_2}{l_1}=2</math>
 
* все [[Площадь|площади]] — в 2<math>^2</math>,то есть в 4 раза:
 
<math>\frac{S_2}{S_1}=2^2=4</math>
 
* все [[Объем|объёмы]] — в 2<math>^3</math>, то есть в 8 раз:
 
<math>\frac{V_2}{V_1}=2^3=8</math>
 
* а поскольку [[плотность]] остаётся неизменной, [[масса]] также вырастет в 8 раз:
 
<math>\frac{m_2}{m_1}=\frac{V_2}{V_1}=2^3=8</math>
 
* если посчитать [[Сила|силу]] [[Мышцы|мышц]], то она оказывается пропорциональна не их [[Масса|массе]], а [[Площадь|площади]] их [[Чертёж|поперечного сечения]]:
 
<math>\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_2}{S_1}=2^2=4</math>
 
* значит, в данном случае сила мускулатуры животного возросла в 4 раз, а его масса — в 8, то есть относительно своего веса существо стало слабее в 2 раза:
 
<math>\frac{\frac{m_2}{m_1}}{\frac{F_2}{F_1}}=\frac{2^3}{2^2}=\frac{8}{4}=2</math>
 
Полученная модель животного столкнётся с проблемами поддержания [[Поза|позы]] и [[Локомоция|локомоции]]: слишком слабые [[мышцы]] не позволят [[Животные|животному]] обеспечить успешное выполнение различных жизненных функций, таких как поиск [[Пища|пищи]], защита от [[Хищничество|хищников]] и конкурирующих [[Биологический вид|видов]], брачные отношения, вынашивание, выхаживание и защита потомства, и т.п.<ref>{{Статья|автор=Hokkanen J. E. I.|год=1986-02-21|doi=10.1016/S0022-5193(86)80167-9|issn=0022-5193|выпуск=4|страницы=491–499|издание=Journal of Theoretical Biology|заглавие=The size of the largest land animal|ссылка=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022519386801679|том=118|язык=|тип=|месяц=|число=|номер=}}</ref>
 
Для обеспечения жизнеспособности необходимо снизить вес. И, если не уменьшать габариты тела, то это возможно лишь за счёт уменьшения массы [[Скелет|скелета]] благодаря увеличению объёмов полостей в его элементах (что ведёт к нежелательному снижению [[Удельная прочность|предела сопротивления]] приложенным нагрузкам), с одновременным повышением предела сопротивления за счёт усовершенствования его [[Геометрия|геометрии]].<ref>{{Статья|автор=Sander P. M. et al.|заглавие=Biology of the sauropod dinosaurs: the evolution of gigantism|ссылка=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3045712/|язык=|издание=Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society|тип=|год=2011|месяц=Февраль|число=|том=|номер=86(1)|страницы=117–155|issn=1469-185X}}</ref> В частности, по этому принципу сведена до минимума масса [[Экзоскелет (биология)|экзоскелета]] у современных [[Насекомые|насекомых]] и [[Эндоскелет|эндоскелета]] у современных [[Птицы|птиц]].
 
Вариация пропорций в совокупности с [[Естественный отбор|естественным отбором]] приводит к разнообразию животных даже в пределах одного вида и является важным условием успешности выживания [[Таксон|таксона]] в целом.
 
Необходимо помнить, что процесс увеличения размеров тела не бесконечен. По достижению определённого предела, [[Критическая точка (математика)|критической точки]], дальнейший рост невозможен — никакие усовершенствования элементов скелета не могут предотвратить его разрушение под воздействием собственной тяжести.
 
== Систематика ==