Garras, Mandíbulas y espigas: La Ciencia del Arsenal de dinosaurios
Desde el sandbox del patio de recreo hasta la pantalla grande, nos encanta imaginar dinosaurios que se desgarran entre sí. Los dientes, cuernos, garras y espigas que adornan sus esqueletos deben haber tenido algún propósito, después de todo.
Desde el momento de su descubrimiento científico a principios del siglo XIX, los dinosaurios han sido representados con frecuencia como criaturas feroces a menudo encerradas en combate letal. Las imágenes de un Triceratops frente a un Tiranosaurio dan vida a enfrentamientos tan antiguos, pero, gracias a una serie de nuevos estudios, los paleontólogos pueden hacer mucho más que imaginar un ataque y una defensa en el mundo prehistórico.
Los huesos de dinosaurio son lo que queda de animales vivos que alguna vez respiraron y, a través de técnicas científicas dispares, desde la biomecánica hasta la histología ósea, los paleontólogos nos brindan una visión sin precedentes de la vida y la biología de estas criaturas.
Algunos de estos hallazgos, como la capacidad de Tyrannosaurus para lanzar grandes trozos de carne al aire antes de volver a morderlos, los hacen aún más aterradores, mientras que la noción de que las «armas» de muchos dinosaurios herbívoros se usaban más para mostrar que para defender, está causando que los científicos reconsideren lo que sobre su evolución.
Imagen: Tim Bekaert
Tyrannosaurus rex
Durante más de un siglo, el Tyrannosaurus rex ha representado al más grande y malo de los dinosaurios depredadores. Sus mandíbulas con dientes aún inspiran una mezcla de miedo y fascinación en muchas salas de museos, y no cabe duda de que este depredador máximo del Cretácico norteamericano tuvo una mordedura formidable. Pero una nueva investigación muestra que el secreto de la fuerza del Tiranosaurio no se encuentra en sus mandíbulas, sino en su cuello.
Mientras que los pequeños antebrazos de Tyrannosaurus y sus parientes cercanos eran musculosos y podrían haber actuado como carneros en la captura de presas, estos dinosaurios utilizaron principalmente su cabeza y cuello para capturar y matar a otros dinosaurios. De hecho, el cuello del Tiranosaurio habría tenido que soportar el estrés de lidiar con hadrosáuridos y dinosaurios con cuernos en lucha, además de las cepas regulares de llevar una cabeza tan enorme.
Utilizando las cicatrices dejadas en el hueso por los accesorios musculares y la anatomía de aves y cocodrilos vivos como guía, los paleontólogos Eric Snively de la Universidad de Alberta y Anthony Russell de la Universidad de Calgary crearon una reconstrucción digital de Tyrannosaurus en 2007 para investigar el rango de movimiento y las fuerzas musculares que el cuello del tirano hubiera permitido.
Su reconstrucción de los músculos del cuello de Tyrannosaurus mostró sorprendentemente que eran lo suficientemente fuertes para balancear rápidamente esa enorme cabeza hacia un lado mientras atacaban a la presa. Probablemente ni siquiera necesitó engancharse con sus diminutas extremidades anteriores antes de la mordida inicial y aplastante.
Aún más impresionante, descubrieron que Tyrannosaurus habría sido capaz de lanzar a su presa hacia arriba para dar a los músculos de la mandíbula un momento para relajarse antes de cerrarse para reposicionar la comida. De acuerdo con las mediciones de los científicos, el Tiranosaurio podría haber arrojado un trozo de carne de 110 libras hasta 16 pies en el aire. Este peculiar modo de consumo, conocido como alimentación inercial, se observa entre las aves vivas y los cocodrilos.
Imagen: Brett Booth
Tarbosaurus
A pesar del poder depredador ejercido por los tiranosaurios, podían ser bastante delicados con sus mandíbulas cuando querían. Aunque a menudo se lanzan como trituradores de huesos indiscriminados, los tiranosaurios podrían ser bastante juiciosos con sus mordeduras.
Los científicos encontraron recientemente marcas de mordeduras en el esqueleto casi completo de un gran hadrosaurio (derecha) excavado en el desierto de Gobi que probablemente eran pinchazos y arañazos probablemente hechos por el primo oriental de Tyrannosaurus llamado Tarbosaurus (arriba). En un poco de ciencia forense de fósiles, los paleontólogos David Hone del Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados en Beijing y el Museo de Ciencias Naturales Mahito Watabe Hayashibara en Okayama, Japón, determinaron que el hadrosaurio estaba muerto y en su mayoría enterrado cuando el Tarbosaurio lo encontró, con solo unas pocas partes de su cuerpo sobresaliendo por encima del suelo.
En lugar de morder a través de los huesos sobresalientes de las extremidades y atornillarlos hacia abajo, sin embargo, el Tarbosaurus usó varios ángulos de mordida diferentes para quitar el músculo restante del brazo izquierdo del hadrosaurio, dejando atrás una serie de arañazos y hoyos. Los resultados aparecen el 29 de junio en la revista Acta Palaeontologica Polonica.
*Imágenes: 1) Tarbosaurus / Matt van Rooijen. 2) Primer plano de las marcas de mordedura en el extremo distal del hueso de hadrosaurios de la localidad maastrichtiana de Bugin Tsav en Mongolia. Las flechas negras indican perforaciones profundas que penetran la corteza en el extremo del hueso. Las flechas blancas indican marcas profundas de punción en la superficie del hueso. / * David W. E. Hone.
Deinonychus
Deinonychus era insignificante comparado con el Tyrannosaurus, pero era un tipo muy diferente de los depredadores. Era miembro de un grupo de dinosaurios llamados dromeosáuridos, conocidos popularmente como rapaces. Con brazos largos con dedos con garras recurvadas, una boca llena de dientes serrados y una garra en forma de hoz apoyada en un segundo dedo del pie hiperextensible, Deinonychus ha sido retratado clásicamente como un agarrador que usaba sus brazos y piernas para derribar presas más grandes mientras actuaba en grupo.
Un esqueleto recientemente recuperado del dinosaurio herbívoro Tenontosaurus de Wyoming exhibe diferentes tipos de marcas de mordeduras y fue encontrado rodeado de fragmentos de dientes de Deinonychus.
Dada su variedad de armas, parece poco probable que Deinonychus fuera capaz de las fuertes fuerzas de mordida ejercidas por otros dinosaurios depredadores con cabezas grandes y miembros delanteros pequeños, pero el daño hecho a la extremidad delantera derecha del esqueleto de Tenontosaurus mostró que Deinonychus era realmente capaz de una mordida perforadora de huesos.
En un estudio publicado el 4 de julio en el Journal of Vertebrate Paleontology, científicos dirigidos por Paul Gignac de la Universidad de Florida en Tallahassee utilizaron látex para rellenar las perforaciones y crear moldes de su forma. Fueron capaces de determinar que los agujeros fueron probablemente hechos por un Deinonychus grande y adulto que sostenía la extremidad delantera del Tenontosaurio en la parte delantera derecha de sus mandíbulas.
Para investigar qué tipo de presión se requería para producir este daño, los científicos hicieron una réplica de diente Deinonychus de níquel, que se presionó en una serie de huesos de extremidades de vaca. Los paleontólogos descubrieron que se necesitaron unos 4.100 Newtons de fuerza para introducir el diente artificial Deinonychus en los huesos de vaca, similar a la mordedura de hienas y leones. Estiman que la parte posterior de la mandíbula del dinosaurio podría haber ejercido hasta el doble de fuerza, similar a las registradas en caimanes americanos adultos, y mucho más poderosa de lo que se pensaba.
Imágenes: 1) Portador de la Copa/Wkimedia Commons. 2) John Conway / Wikimedia Commons.
Triceratops
Que los dientes eran componentes importantes del arsenal de dinosaurios depredadores es obvio, pero la función de los diversos adornos vistos en muchos dinosaurios herbívoros no ha sido tan evidente. Toma los tres cuernos faciales del famoso Triceratops. Ciertamente parecen armas que podrían haber sido útiles para disuadir a un Tiranosaurio hambriento, pero los científicos también han planteado la hipótesis de que podrían haber sido utilizadas para exhibirlas o incluso para combatir con otros Triceratops.
El paleontólogo Andrew Farke, actualmente en el Museo de Paleontología Raymond M. Alf en Claremont, California, apoyó esta última hipótesis cuando usó modelos a escala de cráneos de Triceratops para averiguar las diferentes «posiciones de bloqueo de cuernos» posibles para estos dinosaurios durante los enfrentamientos.
el año Pasado, lideró un equipo que estudió los patrones de daños visto en los cráneos de Triceratops. Los cráneos mostraban altas frecuencias de daño en el hueso escamoso, que forma la parte lateral del volante, y los huesos yugales, que sobresalen justo debajo del ojo. Las lesiones probablemente fueron causadas por Triceratops yendo cabeza a cabeza en competencia.
Imágenes:1) Lukas Panzarin, Raymond M. Alf, el Museo de Paleontología*. 2) Eva Krocher/Wikimedia Commons*
Anquilosaurios
Los anquilosaurios a menudo son llamados los «dinosaurios blindados» por las gruesas filas de osteodermos óseos dispuestos sobre sus cuerpos. Estos osteodermos tomaron muchas formas, desde escudos redondeados hasta enormes espigas en los hombros y palos en la cola. Pero en una investigación publicada en junio en la revista Acta Palaeontologica Polonica paleontólogos liderados por Shoji Hayaski de la Universidad de Hokkaido en Sapporo, Japón, encontraron que algunas de las armaduras de estos dinosaurios pueden no haber sido tan adecuadas para la defensa como se pensaba anteriormente.
Un anquilosaurio llamado Edmontonia (derecha y abajo) tenía un conjunto de grandes espigas asomándose sobre su cuello y hombros, y la densidad del hueso que los científicos encontraron dentro de una de esas espigas sugiere que se usaron para la defensa. Pero cuando los científicos observaron un pico similar del dinosaurio Gastonia (arriba), encontraron que el hueso era más delgado y no parecía tener el tipo de refuerzo esperado para un arma. Y el blindaje del anquilosaurio Saichania también era relativamente débil. Si bien las espigas y armaduras de estas especies pueden haber tenido algún beneficio defensivo, los científicos piensan que probablemente fueron más importantes para la postura competitiva o la identificación de miembros de la misma especie.
Images: 1) Gastonia burgei. Mariana Ruiz/Wikimedia Commons. 2) Edmontonia armor. W.D. Matthews/Wikimedia Commons. 3) Edmontonia. Mariana Ruiz/Wikimedia Commons*.*
Ceratopsians
Many of the horns, spikes, plates, crests, and other bizarre structures seen in dinosaurs may have been more for display than defense or destruction. Los paleontólogos Kevin Padian de la Universidad de California, Berkeley y Jack Horner del Museo de las Rocosas en Bozeman, Montana, revisaron la diversidad de adornos de dinosaurios extraños en junio en el Journal of Zoology y encontraron que muchos de ellos no parecían haber evolucionado para ningún tipo de función funcional.
Si la función principal de los cuernos entre los dinosaurios ceratopsianos fuera la defensa, por ejemplo, se esperaría que la disposición de los cuernos fuera similar en múltiples especies, porque probablemente habría habido una disposición óptima de los cuernos para una protección confiable, y habría mejorado con el tiempo. En cambio, los dinosaurios muestran una gran cantidad de arreglos de cuerno diferentes, desde el famoso Triceratops hasta el recientemente descrito y extra puntiagudo Diabloceratops. Además, las diferencias entre los dinosaurios masculinos y femeninos han sido casi imposibles de determinar sobre la base de la anatomía burda, por lo que es poco probable que la evolución de tales ornamentos haya sido impulsada principalmente por la selección sexual.
Los científicos sugieren que algo tan simple como el reconocimiento de especies jugó un papel importante en la evolución de rasgos extraños. Si este fuera el caso, la evolución favorecería diferentes formas simplemente para que las especies pudieran reconocerse fácilmente en paisajes poblados por muchos otros dinosaurios. Esto no quiere decir que la defensa, la exhibición sexual u otros factores no influyeron en la evolución de estos rasgos en absoluto, sino que necesitamos mirar más allá de las cuestiones de función para explicar cómo evolucionaron las extrañas estructuras de los dinosaurios.
Imágenes 1) Sauropelta. Jon Conway / Wikimedia Commons. 2) Ceratopsianos. Nobu Tamura / Wikimedia Commons.
Brian Switek es el autor del próximo libro Escrito en piedra, y colaborador de Smithsonian.com Seguimiento de Dinosaurios.
Véase También:
- Fósil De Serpiente De 67 Millones De Años Encontrado Comiendo Dinosaurios Bebés
- Los Dinosaurios Emplumados Eran Depredadores Venenosos
- Las Tomografías Computarizadas Muestran Que la Cola de Dinosaurio Era una Trituradora de Huesos
- Las cicatrices Revelan Cómo Luchó Triceratops
Snively, E. y Russell, A. P. 2007. Dinámica de alimentación craneocervical de Tyrannosaurus rex. Paleobiology 33( 4): 610-638
Hone, D. W. E., and Watabe, M. 2010. New information on scavenging and selective feeding behavior in tyrannosaurs (en inglés). Acta Palaeontologica Polonica (en prensa)
Gignac, P. M.; Makovicky, P. J.; Erickson, G. M.; Walsh, R. P. 2010. A description of Deinonychus antirrhopus bite marks and estimates of bite force using tooth indentation simulations. Journal of Vertebrate Paleontology 30( 4): 1169-1177
Farke, A. A. 2004. Uso del cuerno en Triceratops (Dinosauria: Ceratopsidae): Pruebas de hipótesis de comportamiento utilizando modelos a escala. Palaeontologia Electronica. 7 (1): 1-10
Farke, A. A.; Wolff, E. D. S.; Tanke, D. H. 2009. Evidencia de combate en Triceratops. PLoS One 4( 1): e4252
Hayashi, S.; Carpenter, K.; Scheyer, T. M.; Watabe, M.; Suzuki, D. 2010. Function and evolution of ankylosaur dermal armor (en inglés). Acta Palaeontologica Polonica 55( 2): 213-228
Padian, K., and Horner, J. R. 2010. La evolución de las «estructuras extrañas» en los dinosaurios: ¿biomecánica, selección sexual, selección social o reconocimiento de especies? Revista de Zoología (en línea primero): 1-15