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Las almohadillas acolchadas ayudaron a los dinosaurios a alcanzar alturas asombrosas

Los dinosaurios saurópodos, desde clásicos como Apatosaurus hasta Patagotitan, recientemente nombrados, eran gigantes de los períodos Jurásico y Cretácico, las especies más grandes alcanzaban longitudes que superaban los 100 pies y pesaban más de 80 toneladas. Y aunque existen múltiples razones por las que estos reptiles crecieron hasta alcanzar tamaños tan imponentes, los paleontólogos todavía están descubriendo los detalles biológicos que permitieron la existencia de estos dinosaurios excepcionales. Entre ellos, según han descubierto los investigadores, se encuentran los pies acolchados.

Los paleontólogos han estado reflexionando sobre los pies de los saurópodos durante mucho tiempo. Las huellas y rastros que dejaron estos dinosaurios muestran cómo las plantas de sus pies tenían almohadillas blandas en la parte inferior de los dedos. Los elefantes modernos tienen una configuración anatómica similar. Pero no fue hasta ahora que los expertos entendieron cuán importantes eran estas almohadas de pedal para la evolución de los dinosaurios verdaderamente gigantescos; Las pruebas de estrés de huesos de dinosaurios virtuales, detalladas a principios de este año en Science Advances, destacan cómo los tejidos blandos ayudaron a sostener los huesos resistentes de los saurópodos.

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Aunque los expertos han estudiado extensamente varias partes de los esqueletos de saurópodos, el paleontólogo Andréas Jannel del Museo de Historia Natural de Berlín y sus colegas escriben que los fósiles de pies de saurópodos completos son relativamente raros. Usando modelos 3D de pies de dinosaurios como Diplodocus, Camarasaurus y Giraffatitan, los investigadores usaron una técnica de ingeniería llamada análisis de elementos finitos para estudiar cómo la presencia o ausencia de una almohadilla para el pie, así como las diferentes posiciones del pie, afectaron las tensiones y tensiones mecánicas. un saurópodo de pie enfrentado.

¿Buena suerte?

Comprender cómo un animal sostiene sus patas es una tarea complicada. Algunos animales, como los osos y los humanos, son plantígrados. Esto significa que todo el pie, desde los dedos hasta el talón, toca el suelo. Pero muchos otros animales, como gatos y pájaros, son digitígrados. Están efectivamente parados de puntillas, como lo harías cuando tratas de alcanzar el tarro de galletas en la parte superior del refrigerador.

Durante mucho tiempo, los paleontólogos pensaron que los saurópodos eran animales plantígrados de patas planas. Pero Jannel señala que los dinosaurios tienen una disposición un poco extraña: los primeros ancestros de los saurópodos eran digitígrados. Sin embargo, en lugar de cambiar las posturas de los pies, las almohadillas en la parte inferior de los pies formaban cojines que permitían un mayor contacto con el suelo. «Los saurópodos conservan un esqueleto de pie digitígrado, pero la almohadilla de tejido blando hace que su pie sea funcionalmente plantígrado», dice Jannel.

Los paleontólogos idearon nuevas pruebas para determinar si estas almohadillas para los pies eran realmente necesarias o simplemente extras anatómicos, como el coxis humano. Una consideración clave de las pruebas fue lo que los expertos conocen como «estrés de von Mises». Es una fórmula que los ingenieros y otros investigadores usan para determinar si un material en estudio resistirá el estrés mecánico, como las fuerzas involucradas cuando un gran dinosaurio se para en una llanura antigua, o si se romperá.

Jannel y sus coautores descubrieron que, en todos los casos, agregar almohadillas de tejido blando a los modelos reducía la cantidad de tensión a la que estaban sometidos los huesos de los pies de los saurópodos, independientemente de si los huesos estaban más cerca de estar planos sobre el suelo o sobre las puntas de los dedos de los pies. . Por otro lado, las pruebas sin las almohadillas de tejido blando eran mucho más propensas a fracturarse. Los dinosaurios eran tan grandes, de hecho, que se habrían roto sus propios huesos con un solo paso si no tuvieran una almohada de tejido blando debajo.

«Lo que me sorprendió fue que los resultados del modelo muestran claramente que los huesos del pie de los saurópodos se rompen en cualquier postura del pie concebible de manera realista sin la almohadilla del pie», dice el paleontólogo de la Universidad de Stockton, Matthew Bonnan, que no participó en el nuevo estudio. A pesar de que los paleontólogos todavía tienen que encontrar una almohadilla fosilizada de la pata de un saurópodo (una tarea difícil, dado que es probable que se descompongan rápidamente e incluso es difícil encontrar juegos completos de huesos de la pata de un saurópodo), los dinosaurios más grandes deben haberlos tenido.

Titán pioneros

El hecho de que esta característica fuera tan esencial para el tamaño de los saurópodos llevó al equipo de Jannel a reconsiderar cuándo evolucionaron las almohadillas en la historia de los saurópodos. Estos gigantes pertenecían a un grupo más amplio llamado sauropodomorfos que se remonta a los primeros días de los dinosaurios; en ese entonces, los ancestros de Apatosaurus y Diplodocus eran animales pequeños y de complexión liviana que corrían sobre dos patas. Las huellas fósiles, sin embargo, muestran que los saurópodos habían expandido las almohadillas de los talones muy temprano en su historia.

La característica solo se elaboraría con el tiempo a medida que las criaturas crecieran. Hace unos 200 millones de años, un linaje de sauropodormofos bípedos se había separado para moverse sobre cuatro patas. Seguramente estos primeros saurópodos podrían evolucionar hasta ser tan grandes porque heredaron las almohadillas de tejido blando de sus antepasados.

El nuevo estudio incluso ayuda a los paleontólogos a comprender los pequeños detalles de cómo caminaban los saurópodos, aunque estamos 66 millones de años demasiado tarde para verlos caminar. Los dinosaurios caminaban de talón a punta como los elefantes, dice Bonnan, pero ejercían más presión sobre la superficie interna del pie, hacia la línea media del cuerpo, y tenían dedos muy móviles. Esa flexibilidad probablemente ayudó a redistribuir el peso a medida que estos dinosaurios se movían, su anatomía se basó en lo que los saurópodos heredaron de sus primeros predecesores.

La investigación resuelve lo que los paleontólogos solo han podido especular durante 120 años: las almohadillas formaban parte de una constelación de diferentes características que abrieron oportunidades evolutivas para que los dinosaurios saurópodos se volvieran excepcionalmente enormes. La puesta de huevos, la renuncia a la masticación y los huesos livianos llenos de sacos de aire también desempeñaron un papel, lo que permitió a Diplodocus y su familia superar lo que ha sido posible para cualquier mamífero terrestre desde entonces.

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