Estudio explica cómo los esqueletos de los dinosaurios soportaban pesos tan masivos


Un equipo de paleontólogos e ingenieros mecánicos y biomédicos ha comparado las tomografías computarizadas de los huesos fosilizados de hadrosáuridos y otros dinosaurios con huesos de mamíferos vivos y extintos, y ha descubierto que la arquitectura del hueso trabecular de los dinosaurios era, en primer lugar; capaz de soportar pesos excepcionalmente masivos (hasta 47.000 kg) y, en segundo lugar; diferente al de los mamíferos y las aves.

El tamaño es y ha sido uno de los aspectos más fascinantes de la paleontología de los dinosaurios, tanto para el público en general como para los científicos profesionales. Los dinosaurios terrestres más grandes de la historia eran criaturas enormes, cuya masa corporal colocaba cargas gravitacionales masivas en su esqueleto.

Los dinosaurios muestran algunas de las variaciones más extremas en cuanto al tamaño de cualquier grupo de animales terrestres, que van desde los diminutos colibríes, que pueden pesar tan poco como tres gramos, hasta los extintos titanosaurios, que podrían haber llegado a pesar hasta 90 toneladas.

Los científicos probablemente nunca estarán seguros de cuáles fueron los dinosaurios más grandes y cuáles fueron los más pequeños. Esto se debe a que solo una pequeña fracción de los animales se fosiliza, y la mayoría de ellos permanecen enterrados en la tierra y nunca se encontraran. Pocos de los especímenes que se recuperan son esqueletos completos y rara vez se descubren impresiones de piel y otros tejidos blandos. Reconstruir un esqueleto completo comparando el tamaño y la morfología de los huesos con los de especies similares y más conocidas es un arte inexacto, y reconstruir los músculos y otros órganos del animal vivo es, en el mejor de los casos, un proceso de conjeturas informadas, y nunca perfecto. Las estimaciones del peso de los dinosaurios son mucho más variables que las estimaciones de longitud, porque estimar la longitud de los animales extintos se hace mucho más fácilmente a partir de un esqueleto que estimar el peso.

Antecedentes
Estudios anteriores investigaron la resistencia y biomecánica de los huesos de los dinosaurios, pero las relaciones entre su arquitectura ósea trabecular y el comportamiento mecánico no se habían estudiado hasta ahora.

El hueso esponjoso o trabecular no contiene osteonas, sino que las láminas intersticiales se disponen de forma irregular formando unas placas llamadas trabéculas. Estas placas forman una estructura esponjosa en la que se intercalan huecos llenos de médula ósea roja. Dentro de las trabéculas se encuentran los osteocitos. Los vasos sanguíneos penetran directamente en el hueso esponjoso y permiten el intercambio de nutrientes y oxígeno entre la sangre y los osteocitos. El hueso esponjoso representa el 20 % de la masa ósea total y se encuentra en los extremos o epífisis de los huesos largos y el interior de otros huesos.

"La estructura de la trabécula o hueso esponjoso que se forma en el interior de los huesos que estudiamos es única dentro de los dinosaurios", dijo el Dr. Tony Fiorillo, coautor del estudio y paleontólogo del Departamento de Ciencias de la Tierra de Huffington en la Universidad Metodista del Sur.

"El tejido óseo trabecular rodea los pequeños espacios o agujeros en la parte interior del hueso, como lo que se puede ver en un jamón o un hueso de bistec".

"A diferencia de los mamíferos y las aves, el hueso trabecular no aumenta de grosor a medida que aumenta el tamaño corporal de los dinosaurios. En cambio, aumenta la densidad en la aparición de hueso esponjoso".

"Sin esta adaptación para ahorrar peso, la estructura esquelética necesaria para sostener a los hadrosáuridos sería tan pesada que los dinosaurios habrían tenido grandes dificultades para moverse".

El estudio
El Dr. Fiorillo y sus colegas utilizaron teorías de falla de ingeniería y el escalado de alometría para analizar tomografías computarizadas del fémur distal y la tibia proximal de varias especies de dinosaurios: un troodóntido, un caenagnátido, un ornitomimido, un terizinosaurio y dos hadrosáuridos (Edmontosaurus annectens y Edmontosaurus regalis).

"Nuestro equipo es el primero en utilizar estas herramientas para comprender mejor la estructura ósea de especies extintas y el primero en evaluar la relación entre la arquitectura ósea y el movimiento en los dinosaurios", dijeron los investigadores.

Luego, los investigadores compararon sus hallazgos con escaneos de mamíferos vivos y extintos, como el ciervo ratón de Java, la oveja doméstica, el tigre siberiano, el rinoceronte blanco, el elefante asiático y el mamut colombino.

"Comprender la mecánica de la arquitectura trabecular de los dinosaurios puede ayudarnos a comprender mejor el diseño de otras estructuras ligeras y densas", dijo el autor principal del estudio, el Dr. Trevor Aguirre, investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Estatal de Colorado.

Referencia del documento científico:
T.G. Aguirre et al. 2020. Differing trabecular bone architecture in dinosaurs and mammals contribute to stiffness and limits on bone strain. PLoS ONE 15 (8): e0237042; doi: 10.1371/journal.pone.0237042

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