Зачем нужна теплокровность?

[zK]

Но ничего лучше кажется нет.

Собственно, вопрос был в том, есть ли у нас какие-то данные, позволяющие утверждать, что

Реально же продуктивность мезозойских экосистем была намного выше, чем нынеших.

Очевидно, что ни вы ни я такими данным не владеем.
Более того, есть основания предполагать обратное.
...
Интересно было бы услышать и другие мнения.

Ну лично я как раз имею другое мнение.
Мне почему-то кажется, что в первом приближении эффективность сообществ - т.е. КПД утилизации солнечной энергии - достигла практически осуществимого максимума много раньше мезозоя, и с тех пор лишь мелко флуктуирует (уже во втором приближении) около этого плато.
Но продуктивность - это не сама по себе эффективность, а произведение эффективности (т.е. КПД) на входную мощность (т.е. интенсивность солнечного излучения).
Таким образом, если действительно эффективность слабо флуктуирует, то с тех пор как она вышла на это свое плато, продуктивность биосферы тупо пропорциональна солнечному излучению.
Соответственно, если в мезозое была вспышка солнечной активности, значит тогда и биопродуктивность Земли во столько же крат возросла.

[Gilgamesh]

Старая заначка  Давненько читал и сейчас посмотрел выводы: к определенности относительно теплокровности автор не приходит (если один метаболизм, то... если другой, то...)

We started with the question, were dinosaurs ectotherms or endotherms?
I explained the terms and showed that modern reptiles (which
are ectotherms) have much slower metabolism than similar-sized birds
and mammals (which are endotherms). I explained why dinosaurs have
been thought to be endotherms. The most direct argument depended
on the relative commonness of predatory dinosaurs and their prey.
I explained some of the basic physics of cooling and showed how
rates of heating and cooling of modern reptiles could be used to estimate
rates of heat loss from dinosaurs. The calculations seemed to show
that small dinosaurs with reptile-like metabolic rates would be ectotherms
(like modern reptiles) but that very large ones would be quite
good endotherms. If dinosaurs had fast, mammal-like metabolism, very
small ones (including hatchlings) would nevertheless be ectotherms
unless they had fur or feathers. Moderate-sized ones would be endotherms
and the largest would have been liable to overheat unless they
lost a lot of water by evaporation from their skin and in their breath.
Whether they had reptile-like or mammal-like metabolism, the body
temperatures of large dinosaurs would have remained almost constant,
day and night.
I have to admit after all this discussion that I do not know whether
dinosaurs were ectotherms or endotherms, and whether they had
mammal-like or reptile-like metabolic rates. Both questions remain
to puzzle us. I would however like to present one thought that I find
startling.

[Макроассемблер]

Стало быть, мы оба правы в равной степени.

Нет. Это означает лишь, что не нужно торопиться строить теории на почве гипотез "динозавры были холоднокровные" или "динозавры были теплокровные".

Не более чем модное мнение, выгодное с точки зрения пиара.

Если бы имелись какие-нибудь веские доводы в пользу противоположной точки зрения, то называть гипотезу пиаром не понадобилось бы. Кроме того, Ваша мысль логически не имеет логической завершенности: многотонные динозавры тоже придуманы на потеху публике. Когти дромеозавров - тоже. Булава анкилозавров - тоже.

Более того, есть основания предполагать обратное. Скажем, формирование травяных биомов с их пастбищными экосистемами и высокой продуктивностью - кайнозойское событие. Формирование высокопродуктивных дождевых тропических лесов - видимо, тоже.

Ну, поскольку мезозойские биомы нам знакомы хуже, то рассматривая картину мезозоя, просто исключаем из современных биомов все позднейшие. Тут-то и выясняется, что в мезозое нормальных биомов не было, так, жалкие огрызки, поверхности Земли чиста, и Дух Божий носился... ну а динозавры, которые больше 2-3 тонн - изделия Сатаны.

Мне почему-то кажется, что в первом приближении эффективность сообществ - т.е. КПД утилизации солнечной энергии - достигла практически осуществимого максимума много раньше мезозоя, и с тех пор лишь мелко флуктуирует (уже во втором приближении) около этого плато.

Это вполне правдоподобно. Но, световая энергия не является единственной величиной, влияющей на процесс. При недостатке углекислого газа или температуры никакое лишнее количество света не может быть использовано. Мне где-то попадались цифры, что при уровне CO2 вдвое выше продуктивость выше на 20%. Вообще, мы, будучи животными, очень склонны не замечать просто катастрофическое для наземных растений падение концентрации CO2 - который для них нужен, как для нас кислород.

Соответственно, если в мезозое была вспышка солнечной активности,

Как-то сложно представить такую вспышку на конец юры и весь мел (~90 млн. лет). К тому же, заметное повышение (больше, чем на единицы процентов) интенсивности солнечного света привело бы просто просто к тому, что поверхность Земли изжарилась бы... С другой стороны, солнечная энергия может попадать на поверхность непосредственно или через облака (в последующем случае для фотосинтеза доступно ее меньше). Облачность могла меняться без заметных изменений для температуры (она замедляет как потерю, так и поступление тепла).

биологические системы, в отличие от социальных, корректируются через петли обратной связи лимитированием ресурсов,

Ресурсы в социальных системах неограничены? 

А что за соревнования?

Олимпиадное программирование, где, в отличие от форумов, результат не зависит от симпатий и антипатий, а неправота доказывается контрпримерами.

[Дж. Тайсаев]

Ресурсы в социальных системах неограничены? 

Ограничены естественно, просто каждое животное лишь добытчик и потребитель рессурсов, а каждый человек ещё и производитель рессурсов, после неолитической революции.

[Макроассемблер]

Ограничены естественно, просто каждое животное лишь добытчик и потребитель рессурсов, а каждый человек ещё и производитель рессурсов, после неолитической революции.

Животные тоже что-то производят (хотя бы муравьи, выращивающие грибы), а человечество многие ресурсы производить пока не может - энергетические, например, . Впрочем, весь этот разговор про Мальтуса и пр. не имеет отношения к теме.

[zK]

Старая заначка  Давненько читал и сейчас посмотрел выводы: к определенности относительно теплокровности автор не приходит (если один метаболизм, то... если другой, то...)

...
I have to admit after all this discussion that I do not know whether
dinosaurs were ectotherms or endotherms, and whether they had
mammal-like or reptile-like metabolic rates. Both questions remain
to puzzle us. I would however like to present one thought that I find
startling.

Там значительно более интересен следующий, последний в главе пассаж, который как раз раскрывает предшествующую фразу Александера:

I would however like to present one thought that I find
startling.
Suppose that the dinosaurs had reptile-like metabolism. Suppose also
that plants grew as lushly as they do now, so that there was as much
for herbivorous dinosaurs to eat as there is now for herbivorous mammals.
If both those things were true, large dinosaurs may have been
remarkably numerous. Figure 7.1 indicates that large dinosaur-sized
reptiles would use energy at about the same rate as mammals of about
one-fifth their mass. Therefore they need only as much food as mammals
of one-fifth their mass. Think of the parts of East Africa where
there are still large herds of mammals, including gazelles, wildebeest,
zebra, buffalo, and elephant. Think of the population of dinosaurs that
such a place could support if its vegetation was as plentiful in Mesozoic
times. (The vegetation would have been different from modern
vegetation but I see no reason why it should not have been as plentiful
and have grown as fast.) For every 500-kilogram buffalo that lives now
the vegetation could have supported a 2.5-tonne stegosaur, and for every
3-tonne elephant a 15-tonne Diplodocus. If dinosaurs had reptile-like
metabolism they may have been as numerous as mammals of one fifth
their mass in modern populations. The world may have seemed very
full of dinosaurs.

Грубо говоря, "startling" мысль профессора сводится к следующему.
Речь о крупных динозаврах.
Если бы они имели рептилийный уровень обмена веществ, то на территории Африки
можно было бы каждого 3-тонного слона заменить 15-тонным диплодоком,
а каждого (добавляю от себя) 200-килограммового льва - 1-тонным тероморфом.
Плотность населения, если считать в особях, при этом была бы та же,
а биомасса - пятикратная.

Продолжу уже от себя.
Если бы те же динозавры имели маммальный уровень обмена веществ,
то при аналогичной мысленной замене африканских зверей динозаврами
мы бы имели противоположную картину -
ту же как у млекопиртающих биомассу, но пятикратно меньшую плотность особей.
Фактически это то же самое, если не насаждать в Африку теплокровных динозавров, а просто увеличить в 5 раз (по массе) имеющихся слонов и львов и всех прочих членов мегафауны.
Численность пятикратно увеличенных млеков в Африке была бы в 5 раз меньше нынешней.
Это, ясное дело, поставило бы их всех на грань вымирания.
На самом деле для длительного существования таких огромных млекопитающих нужна была бы не Африка,
а территория в 5 раз бОльшая по площади.

Я не знаю, почему к такому выводу не пришел сам Александер,
но мне после прочтения его рассуждений представляется довольно ясным,
что сам факт примерно пятикратного (по массе) превышения больших динозавров над большими млекопитающими,
говорит о рептилийном обмене динозавров.
При маммальном уровне обмена им была бы нужна планета с пятикратно большей площадью суши.

[zK]

Не более чем модное мнение, выгодное с точки зрения пиара.

Если бы имелись какие-нибудь веские доводы в пользу противоположной точки зрения, то называть гипотезу пиаром не понадобилось бы.

А они имеются: не известно ни одной рептилии с экспериментально зарегистрированным маммальным уровнем обмена.

Кроме того, Ваша мысль логически не имеет логической завершенности: многотонные динозавры тоже придуманы на потеху публике. Когти дромеозавров - тоже. Булава анкилозавров - тоже.

Нет, это у Вас ошибка логики.
Вы смешиваете факты и гипотезы в одном корыте.
Многотонные динозавры, когти дромеозавров и булава анкилозавров - железобетонные факты.
А теплокровность динозавров - домыслы. Так же как защитная функция булавы анкилозавров.
Причем защитная функция булавы мне кажется более правдоподобным измышлением палеонтоологов, чем теплокровность динозавров.

Мне почему-то кажется, что в первом приближении эффективность сообществ - т.е. КПД утилизации солнечной энергии - достигла практически осуществимого максимума много раньше мезозоя, и с тех пор лишь мелко флуктуирует (уже во втором приближении) около этого плато.

Это вполне правдоподобно. Но, световая энергия не является единственной величиной, влияющей на процесс. При недостатке углекислого газа или температуры никакое лишнее количество света не может быть использовано. Мне где-то попадались цифры, что при уровне CO2 вдвое выше продуктивость выше на 20%...

Да, конечно, световая энергия не является единственной величиной, влияющей на процесс.
Но только всё, что Вы перечислили относится уже не к КПД биосферы, а к "притоку горючего", так сказать.

Соответственно, если в мезозое была вспышка солнечной активности,

Как-то сложно представить такую вспышку на конец юры и весь мел (~90 млн. лет)...

А я и не утверждаю, что была мезозойская вспышка, я говорил "если" она была.
Скорее ее не было и не было отличий в мезозойской биопродуктивности от нынешней.
Я просто имел в виду, что для наличия такого рода разницы должна была быть соответствующая разница в "притоке горючего".

[DNAoidea]

При маммальном уровне обмена им была бы нужна планета с пятикратно большей площадью суши.

как-то несколько однобоко выглядит вывод - ведь то, сколько "гигантов" может прокормить экосистема определяется не только её продуктивностью, но и тем сколько съедают все прочие... не одни же динозавры тогда жевали папоротники и саговники! Кстати, видимо площадь суши тогда была меньше нынешней - во-первых не было покровных льдов, стало быть уровень океана был выше (правда территория и не пропадала подо льдами), а во-вторых отсутсвие травы повышает эрозию, стало быть площадь аллювиальных равнин была видимо меньше.

[Alexeyy]

Существует распространенное заблуждение, что теплокровные обязаны тратить лишнюю энергию на поддержание высокой температуры тела. Это неправильно. Рубнер на основании этого составил правило своего имени, что общий метаболизм животного должен возрастать как m^(2/3), тогда как в действительности имеем m^(3/4), то есть больше.

Да ну?!
Я где-то читал, что, в соответствие с экспериментальными данным метаболизм возрастает как m^(2/3). Откуда информация про то, что на самом деле он возрастает как m^(3/4)? Припоминаю, что в том же источнике (ссылку, к сожалению, сейчас дать не могу) упоминалось и про то, что рассматриваемую зависимость можно параметризовать другими степенями, нежели, чем 2/3 (возможно, там как раз речь шла о степени 3/4). Но, на сколько помню, разница была на уровне статистической погрешности. И поэтому там говорилось, что за основу берется показатель 2/3 (как соответствующий теории о том, что метаболизм определяется потребностью в поддержании температуры).

[zK]

При маммальном уровне обмена им была бы нужна планета с пятикратно большей площадью суши.

как-то несколько однобоко выглядит вывод - ведь то, сколько "гигантов" может прокормить экосистема определяется не только её продуктивностью, но и тем сколько съедают все прочие... не одни же динозавры тогда жевали папоротники и саговники! Кстати, видимо площадь суши тогда была меньше нынешней - во-первых не было покровных льдов, стало быть уровень океана был выше (правда территория и не пропадала подо льдами), а во-вторых отсутсвие травы повышает эрозию, стало быть площадь аллювиальных равнин была видимо меньше.

Ну так все это говорит в мою пользу.
Значит при маммальном уровне обмена им была бы нужна планета не с пятикратно большей площадью суши, а с еще большей.
Значит тем более вероятно, что такого маммального метаболизма у тех гигантских динозавров никак не было.

[e-note]

Ну, поскольку мезозойские биомы нам знакомы хуже, то рассматривая картину мезозоя, просто исключаем из современных биомов все позднейшие. Тут-то и выясняется, что в мезозое нормальных биомов не было, так, жалкие огрызки, поверхности Земли чиста, и Дух Божий носился... ну а динозавры, которые больше 2-3 тонн - изделия Сатаны.

Не передергивайте. Известны и современные аналоги мезозойских (по крайней мере, позднемеловых) сообществ, есть и исследования по безаналоговым сообществам. Так что карта биомов мезозоя состоит далеко не только из белых пятен.
Другое дело, что действительно высокопродуктивных биомов там нет, по крайней мере они распространены не настолько, чтобы говорить о более высокой продуктивности мезозойской биосферы в целом по сравнению с современностью.

Да, и не могли бы вы пояснить, каким образом вы увязываете индивидуальные размеры животных и продуктивность вмещающих биомов? Мамонты жили не в самой продуктивной тундростепи и были гигантами.

Численность пятикратно увеличенных млеков в Африке была бы в 5 раз меньше нынешней.
Это, ясное дело, поставило бы их всех на грань вымирания.

Этот тезис кажется мне весьма сомнительным.

[Strongylocentrotus]

Да, и не могли бы вы пояснить, каким образом вы увязываете индивидуальные размеры животных и продуктивность вмещающих биомов? Мамонты жили не в самой продуктивной тундростепи и были гигантами.

Давайте сначала обсудим что такое продуктивность биомов и как ее оценивать. Подозреваю, что каждый подразумевает под этим что-то свое.

[e-note]

Давайте сначала обсудим что такое продуктивность биомов и как ее оценивать. Подозреваю, что каждый подразумевает под этим что-то свое.

Этот термин имеет вполне определенное значение.

[Strongylocentrotus]

Давайте сначала обсудим что такое продуктивность биомов и как ее оценивать. Подозреваю, что каждый подразумевает под этим что-то свое.

Этот термин имеет вполне определенное значение.

Сие известно, только способов охарактеризовать продуктивность - море. Давайте вы сформулируете что вы конкретно подразумеваете под этим:

Биомассу?
Прирост биомассы (продукцию)?
За какой период (только вегетативный или за год)
Абсолютную продукцию или удельную (на единицу массы продуцирующего организма, так называемый PB- коэффициент)

Дело в том, что крупность организма свидетельствует только о высокой массе особи, а не о высоком приросте этой массы (продукции). Обычно у таких крупных особей низкая плотность, так что суммарно биомасса данного вида, отнесенная к площади его распространения, также может оказаться небольшой.
Тут все очень сложно, в этой продукционной биологии.
Поэтому я и предлагаю уточнить термины.

[e-note]

Тут все очень сложно, в этой продукционной биологии.

Вот именно поэтому меня и удивило рассуждение о взаимосвязи размеров динозавров и продуктивности биосферы.