Gheare, fălci și vârfuri: știința arsenalului dinozaurilor

de la sandbox-ul de joacă la ecranul mare, ne place să ne imaginăm dinozaurii rupându-se unul în celălalt. Dinții, coarnele, ghearele și vârfurile care le împodobesc scheletele trebuie să fi avut un scop, la urma urmei.

de la momentul descoperirii lor științifice la începutul secolului al 19-lea, dinozaurii au fost frecvent descrise ca creaturi feroce adesea blocate în luptă letală. Imaginile unui Triceratops cu fața în jos a unui tiranosaur dau viață unor astfel de confruntări din trecut, dar, datorită unei serii de noi studii, paleontologii pot face mult mai mult decât să-și imagineze atacul și apărarea în lumea preistorică.

oasele dinozaurilor sunt ceea ce rămâne din animalele care au trăit, au respirat și prin tehnici științifice disparate – de la biomecanică la histologia osoasă – paleontologii ne oferă o viziune fără precedent asupra vieții și biologiei acestor creaturi.

unele dintre aceste descoperiri, cum ar fi capacitatea Tiranosaurului de a arunca bucăți mari de carne în aer înainte de a le mușca înapoi, le face și mai înfricoșătoare, în timp ce ideea că „armele” multor dinozauri erbivori au fost folosite mai mult pentru afișare decât apărare îi determină pe oamenii de știință despre evoluția lor.

imagine: Tim Bekaert

Tyrannosaurus rex

de peste un secol, Tyrannosaurus rex a reprezentat cel mai mare și mai rău dintre dinozaurii prădători. Fălcile sale cu dinți inspiră încă un amestec de frică și fascinație în multe săli de muzeu și nu poate exista nicio îndoială că acest prădător de vârf al Cretacicului nord-American a avut o mușcătură formidabilă. Dar noi cercetări arată că secretul puterii Tiranosaurului nu se găsește în fălcile sale, ci în gât.

în timp ce antebrațele mici ale Tyrannosaurus și rudele sale apropiate erau musculare și ar fi putut acționa ca niște meathooks în prinderea prăzii, acești dinozauri și-au folosit în primul rând capul și gâtul pentru a captura și ucide alți dinozauri. Într-adevăr, gâtul lui Tyrannosaurus ar fi trebuit să reziste la stresul luptei cu hadrosaurii care se luptă și dinozaurii cu coarne, în plus față de tulpinile obișnuite de a purta în jurul unui astfel de cap enorm.

folosind cicatricile lăsate pe OS de atașamentele musculare și anatomia păsărilor vii și a crocodililor ca ghid, paleontologii Eric Snively de la Universitatea din Alberta și Anthony Russell de la Universitatea din Calgary au creat o reconstrucție digitală a Tiranosaurului în 2007 pentru a investiga gama de mișcare și forțele musculare pe care gâtul tiranului le-ar fi permis.

reconstrucția mușchilor gâtului Tiranosaurului a arătat surprinzător că erau suficient de puternici pentru a balansa RAPID acel cap enorm în lateral în timp ce atacau prada. Probabil că nici nu a trebuit să se prindă cu membrele anterioare mici înainte de mușcătura inițială, zdrobitoare.chiar mai impresionant ,au descoperit că Tyrannosaurus ar fi fost capabil să-și arunce prada în sus pentru a oferi mușchilor maxilarului un moment de relaxare înainte de a se închide pentru a repoziționa mâncarea. Conform măsurătorilor oamenilor de știință, Tyrannosaurus ar fi putut arunca o bucată de carne de 110 kilograme până la 16 picioare în aer. Acest mod particular de consum, cunoscut sub numele de hrănire inerțială, este văzut printre păsările vii și crocodili.

Image: Brett Booth

Tarbosaurus

în ciuda puterii prădătoare exercitate de tiranozauri, ar putea fi destul de delicate cu fălcile atunci când vor. Deși adesea aruncați ca dezordonați, tiranozaurii ar putea fi destul de judicioși cu mușcăturile lor.

oamenii de știință au descoperit recent urme de mușcături pe scheletul aproape complet al unui hadrosaur mare (dreapta) excavat din Deșertul Gobi, care au fost probabil înțepături și zgârieturi făcute probabil de vărul estic al Tiranosaurului numit Tarbosaurus (deasupra). Într-un pic de criminalistică fosilă, paleontologii David Hone de la Institutul de Paleontologie și paleoantropologie Vertebrate din Beijing și Muzeul de științe Naturale Mahito Watabe Hayashibara din Okayama, Japonia, au stabilit că hadrosaurul era mort și mai ales îngropat când Tarbosaurul s-a întâmplat peste el, cu doar câteva părți ale corpului său lipite deasupra solului.

mai degrabă decât să treacă prin oasele proeminente ale membrelor și să le prindă, totuși, Tarbosaurul a folosit mai multe unghiuri diferite de mușcătură pentru a îndepărta mușchiul rămas de pe brațul stâng al hadrosaurului, lăsând în urmă o serie de zgârieturi și gropi. Rezultatele apar pe 29 iunie în revista Acta Palaeontologica Polonica.

*Poze: 1) Tarbosaurus / Matt van Rooijen. 2) Close-up de semne de muscatura pe la capătul distal al osului hadrosaur din Maastrichtian Bugin tsav localitate în Mongolia. Săgețile negre indică găuri adânci care pătrund în cortex la capătul osului. Săgețile albe indică semne adânci de puncție pe suprafața osului. / * David W. E. Hone.

Deinonychus

Deinonychus a fost mic în comparație cu Tyrannosaurus, dar a fost un fel foarte diferit de prădător. A fost un membru al unui grup de dinozauri numit dromaeosaurids, care sunt cunoscute popular ca raptors. Cu brațele lungi cu vârful degetelor care poartă gheare încovoiate, o gură plină de dinți zimțați și o gheară asemănătoare secerei purtată pe un al doilea deget hiperextendabil, Deinonychus a fost descris clasic ca un grappler care și-a folosit brațele și picioarele pentru a doborî prada mai mare în timp ce acționa într-un grup.

un schelet recent recuperat al dinozaurului erbivor Tenontosaurus din Wyoming prezintă diferite tipuri de urme de mușcături și a fost găsit înconjurat de fragmente de dinți Deinonychus.având în vedere gama sa de arme, părea puțin probabil ca Deinonychus să fie capabil de forțele grele de mușcătură exercitate de alți dinozauri prădători cu capete mari și membre anterioare mici, dar daunele făcute membrelor anterioare drepte ale scheletului Tenontosaurus au arătat că Deinonychus era într-adevăr capabil de o mușcătură de perforare a oaselor.

într-un studiu publicat pe 4 iulie în Journal of Vertebrate Paleontology, oamenii de știință conduși de Paul Gignac de la Universitatea din Florida din Tallahassee au folosit latex pentru a umple puncțiile pentru a crea mulaje ale formei lor. Ei au fost capabili să determine că găurile au fost făcute probabil de un Deinonychus mare, adult, care ținea membrele anterioare ale Tenontosaurului în față, partea dreaptă a fălcilor sale.

pentru a investiga ce fel de presiune a fost necesară pentru a produce aceste daune, oamenii de știință au făcut o replică a dintelui Deinonychus din nichel, care a fost presat într-o serie de oase ale membrelor de vacă. Paleontologii au descoperit că a fost nevoie de aproximativ 4.100 de newtoni de forță pentru a conduce dintele artificial Deinonychus în oasele vacii, similar cu mușcătura hienelor și leilor. Ei estimează că partea din spate a maxilarului dinozaurului ar fi putut exercita până la de două ori mai multă forță, similară cu cele înregistrate de aligatorii americani adulți și mult mai puternică decât se credea anterior.

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

Triceratops

că dinții erau componente importante ale arsenalului dinozaurilor prădători este evident, dar funcția diferitelor ornamente văzute pe mulți dinozauri erbivori nu a fost la fel de ușor evidentă. Luați cele trei coarne faciale ale celebrului Triceratops. Cu siguranță arată ca arme care ar fi putut fi utile în descurajarea unui tiranosaur flămând, dar oamenii de știință au emis, de asemenea, ipoteza că ar fi putut fi folosite pentru afișare sau chiar luptă cu alți Triceratopi.paleontologul Andrew Farke, în prezent la Muzeul de Paleontologie Raymond M. Alf Din Claremont, California, a susținut această din urmă ipoteză atunci când a folosit modele la scară de cranii Triceratops pentru a descoperi diferitele „poziții de blocare a cornului” posibile pentru acești dinozauri în timpul confruntărilor.

anul trecut, el a condus o echipă care a studiat modelele de daune observate în craniile Triceratops. Craniile au arătat frecvențe înalte de deteriorare a osului squamosal, care alcătuiește partea laterală a brățării, și a oaselor jugale, care ies chiar sub ochi. Leziunile au fost probabil cauzate de Triceratops merge cap-la-cap în competiție.

imagini:1) Lukas Panzarin, Raymond M. Alf Muzeul de Paleontologie*. 2) Eva Krocher/Wikimedia Commons*

Ankilozauri

anchilozaurii sunt adesea numiți „dinozauri blindați” pentru rândurile groase de osteoderme osoase dispuse peste corpul lor. Aceste osteoderme au luat multe forme, de la scuturi rotunjite la vârfuri enorme de umăr și cluburi de coadă. Dar în cercetările publicate în iunie în revista Acta Palaeontologica Polonica paleontologii conduși de Shoji Hayaski de la Universitatea Hokkaido din Sapporo, Japonia, au descoperit că o parte din armura acestor dinozauri ar fi putut să nu fie la fel de potrivită pentru apărare așa cum se credea anterior.un anchilozaur numit Edmontonia (dreapta și dedesubt) avea un set de vârfuri mari care îi ieșeau peste gât și umeri, iar densitatea osului pe care oamenii de știință l-au găsit în interiorul unui astfel de vârf sugerează că au fost folosite pentru apărare. Dar când oamenii de știință s-au uitat la un vârf similar Din Gastonia dinozaurilor (de mai sus), au descoperit că osul era mai subțire și nu părea să aibă tipul de întărire așteptat pentru o armă. Și placarea armurii ankylosaurului saichania a fost, de asemenea, relativ slabă. În timp ce vârfurile și armura acestor specii ar fi putut avea un beneficiu defensiv, oamenii de știință cred că au fost probabil mai importanți pentru postura competitivă sau identificarea membrilor aceleiași specii.

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. Paleontologii Kevin Padian de la Universitatea din California, Berkeley și Jack Horner de la Muzeul Rockies din Bozeman, Montana au analizat diversitatea ornamentelor ciudate ale dinozaurilor în Iunie în Journal of Zoology și au descoperit că multe dintre ele nu par să fi evoluat pentru niciun fel de rol funcțional.

dacă funcția principală a coarnelor printre dinozaurii ceratopsieni a fost apărarea, de exemplu, ar fi de așteptat ca aranjamentul coarnelor să fie similar la mai multe specii, deoarece probabil ar fi existat aranjamente optime pentru corn pentru o protecție fiabilă și s-ar fi îmbunătățit în timp. În schimb, dinozaurii prezintă o revoltă de diferite aranjamente de corn, de la cea a faimoaselor Triceratops până la Diabloceratops descrise recent și extra-țepoase. Mai mult, diferențele dintre dinozaurii masculi și femele au fost aproape imposibil de determinat doar pe baza anatomiei brute, deci este puțin probabil ca evoluția acestor ornamente să fie determinată în principal de selecția sexuală.

oamenii de știință sugerează că ceva la fel de simplu precum recunoașterea speciilor a jucat un rol important în evoluția trăsăturilor bizare. Dacă ar fi așa, evoluția ar favoriza diferite forme pur și simplu, astfel încât speciile să se poată recunoaște cu ușurință în peisajele populate de mulți alți dinozauri. Aceasta nu înseamnă că apărarea, afișarea sexuală sau alți factori nu au influențat deloc evoluția acestor trăsături, ci că trebuie să privim dincolo de întrebările legate de funcție pentru a explica modul în care au evoluat structurile bizare ale dinozaurilor.

Imagini 1) Sauropelta. Wikimedia Commons Conține Materiale Multimedia Legate De Jon Conway. 2) Ceratopsieni. Wikimedia Commons Conține Materiale Multimedia Legate De Nobu Tamura.

Brian Switek este autorul viitoarei cărți scrise în piatră și un colaborator la Smithsonian.com urmărirea dinozaurilor.

vezi și:

• fosilă de șarpe în vârstă de 67 de milioane de ani găsită mâncând dinozauri pentru copii
• dinozaurii cu pene erau prădători veninoși
• scanările CT arată coada dinozaurilor a fost un concasor de oase
• cicatricile dezvăluie modul în care Triceratops a luptat

Snively, E. și Russell, A. P. 2007. Dinamica de hrănire craniocervicală a Tyrannosaurus rex. Paleobiologie 33 (4): 610-638

Hone, D. W. E. și Watabe, M. 2010. Informații noi despre comportamentul de curățare și hrănire selectivă la tiranozauri. Acta paleontologica Polonica (în presă)

Gignac, P.M.; Makovicky, P. J.; Erickson, G. m.; Walsh, R. P. 2010. O descriere a semnelor de mușcătură Deinonychus antirrhopus și estimări ale forței mușcăturii folosind simulări de indentare a dinților. Jurnalul de Paleontologie a vertebratelor 30 (4): 1169-1177

Farke, AA 2004. Utilizarea cornului în Triceratops (Dinosauria: Ceratopsidae): Testarea ipotezelor comportamentale folosind modele la scară. Paleontologia Electronica. 7 (1): 1-10

Farke, AA; Wolff, E. D. S.; Tanke, D. H. 2009. Dovezi de luptă în Triceratops. PLoS One 4 (1): E4252

Hayashi, s.; Carpenter, K.; Scheyer, T. M.; Watabe, m.; Suzuki, D. 2010. Funcția și evoluția armurii dermice ankylosaur. Acta paleontologica Polonica 55 (2): 213-228

Padian, K. și Horner, J. R. 2010. Evoluția structurilor bizare ale dinozaurilor: biomecanica, selecția sexuală, selecția socială sau recunoașterea speciilor? Jurnalul de Zoologie( online primul): 1-15