Artigli, mascelle e punte :La scienza dell’arsenale dei dinosauri

Dalla sandbox del parco giochi al grande schermo, amiamo immaginare i dinosauri che si lacerano l’un l’altro. I denti, le corna, gli artigli e le punte che adornano i loro scheletri devono aver avuto uno scopo, dopo tutto.

Dal momento della loro scoperta scientifica all’inizio del 19 ° secolo, i dinosauri sono stati spesso raffigurati come creature feroci spesso bloccate in combattimenti letali. Le immagini di un Triceratopo rivolto verso il basso un Tirannosauro portare tali scontri a lungo passato alla vita, ma, grazie a una sfilza di nuovi studi, paleontologi possono fare molto di più che immaginare attacco e difesa nel mondo preistorico.

Le ossa di dinosauro sono ciò che rimane degli animali viventi e respiranti, e attraverso tecniche scientifiche disparate – dalla biomeccanica all’istologia ossea – i paleontologi ci stanno fornendo una visione senza precedenti della vita e della biologia di queste creature.

Alcuni di questi reperti, quali la capacità di Tyrannosaurus per lanciare grandi pezzi di carne in aria prima di mordere indietro su di loro, li rendono ancora più spaventoso, mentre il concetto che le “armi” di molti dinosauri erbivori sono stati utilizzati più per la visualizzazione di difesa è la causa scienziati a rivedere ciò che è stato assunto circa la loro evoluzione.

Immagine: Tim Bekaert

Tyrannosaurus rex

Per oltre un secolo, Tyrannosaurus rex ha rappresentato il più grande e il più cattivo dei dinosauri predatori. Le sue mascelle tempestate di denti ispirano ancora un mix di paura e fascino in molte sale del museo, e non ci può essere dubbio che questo predatore all’apice del Cretaceo nordamericano avesse un morso formidabile. Ma una nuova ricerca mostra che il segreto della forza di Tyrannosaurus non si trova nelle sue mascelle, ma nel suo collo.

Mentre i piccoli avambracci di Tyrannosaurus e dei suoi parenti stretti erano muscolosi e avrebbero potuto agire come meathooks per catturare le prede, questi dinosauri utilizzavano principalmente la testa e il collo per catturare e uccidere altri dinosauri. Infatti, il collo di Tyrannosaurus avrebbe dovuto sopportare le sollecitazioni di alle prese con hadrosaurs in lotta e dinosauri cornuti oltre ai ceppi regolari di portare in giro una tale enorme zucca.

l’Utilizzo di cicatrici lasciate dal muscolo sull’osso allegati e l’anatomia del vivente uccelli e coccodrilli come una guida, paleontologi Eric Snively dell’Università di Alberta e Antonio Russell dell’Università di Calgary ha creato una ricostruzione digitale del Tyrannosaurus nel 2007 per studiare la gamma di movimento muscolare e le forze del tiranno collo avrebbe permesso.

La loro ricostruzione dei muscoli del collo di Tyrannosaurus mostrava sorprendentemente che erano abbastanza forti da far oscillare rapidamente quell’enorme testa di lato mentre attaccava la preda. Probabilmente non aveva nemmeno bisogno di attaccarsi con i suoi piccoli arti anteriori prima del morso iniziale e schiacciante.

Ancora più impressionante, hanno scoperto Tyrannosaurus sarebbe stato in grado di lanciare la sua preda verso l’alto per dare i muscoli della mascella un momento di relax prima di scattare chiusa per riposizionare il cibo. Secondo le misurazioni degli scienziati, Tyrannosaurus avrebbe potuto lanciare un pezzo di carne di 110 libbre fino a 16 piedi in aria. Questa particolare modalità di consumo, nota come alimentazione inerziale, è vista tra uccelli viventi e coccodrilli.

Image: Brett Booth

Tarbosaurus

Nonostante il potere predatorio esercitato dai tirannosauri, potevano essere piuttosto delicati con le mascelle quando volevano. Anche se spesso espressi come bonecrushers indiscriminati, tirannosauri potrebbe essere abbastanza giudizioso con i loro morsi.

Gli scienziati hanno recentemente trovato segni di morsi sullo scheletro quasi completo di un grande adrosauro (a destra) scavato nel deserto del Gobi che erano probabilmente forature e graffi probabilmente fatti dal cugino orientale di Tirannosauro chiamato Tarbosaurus (sopra). In un po ‘ di fossili forensics, paleontologi David Affinare dell’Istituto di Paleontologia dei Vertebrati e Paleoantropologia a Pechino e Mahito Watabe Hayashibara Museo di Scienze Naturali in Okayama, Giappone stabilito che l’adrosauro era morto e, soprattutto, sepolto quando il Tarbosaurus è successo su di esso, con alcune parti del suo corpo che spuntava sopra la terra.

Invece di attraversare le ossa degli arti sporgenti e avvitarle verso il basso, tuttavia, il Tarbosaurus utilizzò diversi angoli di morso per strappare il muscolo rimanente dal braccio sinistro dell’hadrosauro, lasciando dietro di sé una serie di graffi e buche. I risultati appaiono 29 giugno sulla rivista Acta Paleontologica Polonica.

*Immagini: 1) Tarbosaurus / Matt van Rooijen. 2) Primo piano dei segni di morso sull’estremità distale dell’osso di hadrosaur dalla località di Bugin Tsav del Maastrichtiano in Mongolia. Le frecce nere indicano profonde sgorbie che penetrano nella corteccia all’estremità dell’osso. Le frecce bianche indicano segni di puntura profondi sulla superficie dell’osso. * David W. E. Hone.

Deinonychus

Deinonychus era gracile rispetto al Tirannosauro, ma era un tipo molto diverso di predatore. Era un membro di un gruppo di dinosauri chiamati dromaeosauridi che sono popolarmente conosciuti come rapaci. Con lunghe braccia a punta con dita recurved artigli, una bocca piena di denti seghettati, e un artiglio falce-come portato su un secondo dito iperestensibile, Deinonychus è stato classicamente raffigurato come un grappler che ha usato le braccia e le gambe per abbattere le prede più grandi, mentre agisce in un gruppo.

Uno scheletro recentemente recuperato del dinosauro erbivoro Tenontosaurus del Wyoming presenta diversi tipi di segni di morso ed è stato trovato circondato da frammenti di denti di Deinonychus.

Data la sua gamma di armi, è sembrato improbabile che Deinonychus fosse capace delle pesanti forze di morso esercitate da altri dinosauri predatori con grandi teste e piccoli arti anteriori, ma il danno arrecato all’arto anteriore destro dello scheletro di Tenontosaurus ha dimostrato che Deinonychus era davvero capace di un morso che perforava le ossa.

In uno studio pubblicato il 4 luglio sul Journal of Vertebrate Paleontology, gli scienziati guidati da Paul Gignac dell’Università della Florida a Tallahassee hanno usato il lattice per riempire le forature per creare calchi della loro forma. Sono stati in grado di determinare i fori sono stati probabilmente fatti da un grande, adulto Deinonychus tenendo il Tenontosaurus arti anteriori nella parte anteriore, parte destra delle sue fauci.

Per indagare sul tipo di pressione necessaria per produrre questo danno, gli scienziati hanno realizzato una replica del dente Deinonychus in nichel, che è stato premuto in una serie di ossa degli arti di mucca. I paleontologi hanno scoperto che ci sono voluti circa 4.100 Newton di forza per guidare il dente artificiale Deinonychus nelle ossa di mucca, simile al morso di iene e leoni. Stimano che la parte posteriore della mascella del dinosauro avrebbe potuto esercitare fino al doppio della forza, simile a quelle registrate da alligatori americani adulti, e molto più potente di quanto si pensasse in precedenza.

Immagini: 1) Bearerofthecup/Wkimedia Commons. 2) John Conway / Wikimedia Commons.

Triceratops

Che i denti fossero componenti importanti dell’arsenale dei dinosauri predatori è ovvio, ma la funzione dei vari ornamenti visti su molti dinosauri erbivori non è stata così facilmente evidente. Prendi le tre corna facciali del famoso Triceratopo. Sembrano certamente armi che avrebbero potuto essere utili per scoraggiare un Tirannosauro affamato, ma gli scienziati hanno anche ipotizzato che potrebbero essere stati utilizzati per la visualizzazione o addirittura combattere con altri Triceratopi.

Il paleontologo Andrew Farke, attualmente al Raymond M. Alf Museum of Paleontology di Claremont, California, ha appoggiato quest’ultima ipotesi quando ha usato modelli in scala di teschi di Triceratopo per capire le diverse “posizioni di blocco del corno” possibili per questi dinosauri durante gli scontri.

L’anno scorso, ha guidato un team che ha studiato i modelli di danno visto nei teschi di Triceratopo. I crani mostravano alte frequenze di danni sull’osso squamoso, che costituisce la parte laterale del volant, e sulle ossa jugali, che sporgono appena sotto l’occhio. Le ferite sono state probabilmente causate da Triceratopo andando testa a testa in competizione.

Immagini:1) Lukas Panzarin, Raymond M. Alf Museum of Paleontology*. 2) Eva Krocher/Wikimedia Commons*

Ankylosaurs

Il ankylosaurs sono spesso chiamata la “corazzata” dinosauri” per la fitta righe di bony osteoderms disposti sui loro corpi. Questi osteodermi hanno preso molte forme, da scudi arrotondati a enormi punte di spalla e club di coda. Ma in una ricerca pubblicata nel mese di giugno sulla rivista Acta Paleontologica Polonica paleontologi guidati da Shoji Hayaski della Hokkaido University di Sapporo, Giappone ha scoperto che alcune delle armature di questi dinosauri potrebbe non essere stato così adatto alla difesa come si pensava in precedenza.

Un anchilosauro chiamato Edmontonia (a destra e sotto) aveva una serie di grandi picchi che spuntavano sul collo e sulle spalle, e la densità dell’osso che gli scienziati hanno trovato all’interno di uno di questi picchi suggerisce che fossero usati per la difesa. Ma quando gli scienziati hanno esaminato un picco simile dal dinosauro Gastonia (sopra), hanno scoperto che l’osso era più sottile e non sembrava avere il tipo di rinforzo previsto per un’arma. E anche la placcatura dell’armatura dell’anchilosauro Saichania era relativamente debole. Mentre le punte e l’armatura di queste specie potrebbero aver avuto qualche vantaggio difensivo, gli scienziati pensano che fossero probabilmente più importanti per la postura competitiva o l’identificazione di membri della stessa specie.

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. I paleontologi Kevin Padian dell ” Università della California, Berkeley e Jack Horner del Museo delle Montagne Rocciose a Bozeman, Montana esaminato la diversità di ornamenti dinosauro dispari nel mese di giugno nel Journal of Zoology e ha trovato molti di loro non sembrano essersi evoluti per qualsiasi tipo di ruolo funzionale.

Se la funzione primaria delle corna tra i dinosauri ceratopsiani era la difesa, per esempio, ci si aspetterebbe che la disposizione delle corna sarebbe stata simile tra più specie, perché probabilmente ci sarebbero state delle disposizioni ottimali del corno per una protezione affidabile e sarebbero migliorate nel tempo. Invece i dinosauri mostrano un tripudio di diverse disposizioni di corno, da quello del famoso Triceratopo al Diabloceratopo recentemente descritto e extra-appuntito. Inoltre, le differenze tra dinosauri maschili e femminili sono state quasi impossibili da determinare sulla base della sola anatomia grossolana, quindi è improbabile che l’evoluzione di tali ornamenti sia stata guidata principalmente dalla selezione sessuale.

Gli scienziati suggeriscono qualcosa di semplice come il riconoscimento delle specie ha svolto un ruolo importante nell’evoluzione dei tratti bizzarri. Se così fosse, l’evoluzione favorirebbe forme diverse semplicemente in modo che le specie possano facilmente riconoscersi in paesaggi popolati da molti altri dinosauri. Questo non vuol dire che la difesa, l’esposizione sessuale o altri fattori non abbiano influenzato affatto l’evoluzione di questi tratti, ma che abbiamo bisogno di guardare oltre le sole questioni di funzione per spiegare come si sono evolute le bizzarre strutture dei dinosauri.

Immagini 1) Sauropelta. Il sito è in fase di aggiornamento. 2) Ceratopsiani. La mia vita è finita.

Brian Switek è l’autore del prossimo libro Scritto in pietra, e un collaboratore di Smithsonian.com Il tracciamento dei dinosauri.

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Gignac, P. M.; Makovicky, P. J.; Erickson, G. M.; Walsh, R. P. 2010. Descrizione dei segni del morso di Deinonychus antirrhopus e stime della forza del morso utilizzando simulazioni di rientro dei denti. Nel 2004, il gruppo si è unito a un gruppo di ricercatori che si è unito al gruppo di ricercatori del gruppo di ricerca”Vertebrate Paleontology 30 (4): 1169-1177

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Hayashi, S.; Carpenter, K.; Scheyer, T. M.; Watabe, M.; Suzuki, D. 2010. Funzione ed evoluzione dell’armatura dermica dell’anchilosauro. Acta Paleontologica Polonica 55 (2): 213-228

Padian, K., e Horner, J. R. 2010. L’evoluzione delle “strutture bizzarre” nei dinosauri: biomeccanica, selezione sessuale, selezione sociale o riconoscimento delle specie? Rivista di Zoologia( prima online): 1-15