Questa è l'immagine di una ricostruzione affidabile. I tessuti molli come i legamenti svolgono un ruolo importante nel determinare la gamma di movimento di un'articolazione. Ma i tessuti molli raramente si fossilizzano, causando problemi ai paleontologi che cercano di ricostruire chi potrebbero aver vissuto le creature estinte. Ora i ricercatori hanno mostrato un nuovo metodo per dedurre la misura in cui i legamenti inibiscono il movimento articolare, che potrebbe essere utile per ricostruire specie antiche. Credito:Armita Manafzadeh
La maggior parte dei rendering e delle ricostruzioni di pterodattili e altri rettili volanti estinti mostrano una posa di volo molto simile a quella dei pipistrelli, che volano con gli arti posteriori divaricati. Ma un nuovo metodo per dedurre come gli animali antichi avrebbero potuto muovere le loro articolazioni suggerisce che probabilmente gli pterosauri non potevano assumere quella posa.
"La maggior parte del lavoro che viene svolto in questo momento per comprendere il volo degli pterosauri si basa sul presupposto che i loro fianchi possano assumere una posa da pipistrello, " disse Armita Manafzadeh, un dottorato di ricerca studente della Brown University che ha guidato la ricerca con Kevin Padian dell'Università della California, Berkeley. "Pensiamo che studi futuri dovrebbero tenere conto del fatto che questa posa era probabilmente impossibile, il che potrebbe cambiare la nostra prospettiva quando consideriamo l'evoluzione del volo negli pterosauri e nei dinosauri".
La ricerca, pubblicato in Atti della Royal Society B , è uno sforzo per aiutare i paleontologi a dedurre la gamma di movimento delle articolazioni in un modo che tenga conto dei tessuti molli, in particolare dei legamenti, che svolgono un ruolo chiave nel funzionamento delle articolazioni. In genere, i tessuti molli non si fossilizzano, lasciando ai paleontologi il compito di dedurre il movimento articolare dalle sole ossa. E non ci sono molti vincoli su come farlo, Manafzadeh dice. Quindi voleva trovare un modo per utilizzare gli animali di oggi per testare la misura in cui i legamenti limitano il movimento articolare.
È un'idea che è iniziata con i polli del supermercato, Manafzadeh dice.
"Se prendi un pollo crudo al supermercato e muovi le sue articolazioni, raggiungerai un punto in cui sentirai un pop, " ha detto. "Questo è lo scatto dei legamenti. Ma se ti dessi uno scheletro di pollo senza legamenti, potresti pensare che le sue articolazioni possano fare ogni genere di cose folli. Quindi la domanda è, se dovessi dissotterrare un pollo fossile, come pensereste che le sue articolazioni potrebbero muoversi, e quanto sbagliereste?"
Per questo ultimo studio, non usava un pollo da drogheria, ma quaglia morta. Gli uccelli sono i parenti viventi più prossimi degli pterosauri estinti e dei dinosauri a quattro ali. Dopo aver accuratamente tagliato via i muscoli che circondano le articolazioni dell'anca degli uccelli, ha manipolato le articolazioni mentre prendeva video a raggi X. Quel modo, poteva determinare le esatte posizioni 3D delle ossa nelle pose in cui i legamenti impedivano ulteriori movimenti.
Questa tecnica ha permesso a Manafzadeh di mappare la gamma di movimento dell'anca di quaglia con i legamenti attaccati, che poteva quindi paragonare alla gamma di movimento che avrebbe potuto essere dedotta dalle sole ossa. Per le pose di sole ossa, Manafzadeh usava i criteri tradizionali che i paleontologi usano spesso:fermarsi dove le due ossa si toccavano e quando il movimento tirava fuori il femore dall'orbita.
Ha scoperto che oltre il 95% delle posizioni articolari che sembravano plausibili con le sole ossa erano in realtà impossibili quando i legamenti erano attaccati.
Il passo successivo è stato quello di capire come la gamma di movimento delle odierne anche quaglie potrebbe essere paragonata alla gamma di movimento per pterosauri estinti e dinosauri a quattro ali.
L'ipotesi è stata a lungo che queste creature volassero molto come fanno i pipistrelli. Ciò è in parte dovuto al fatto che le ali degli pterosauri erano fatte di pelle e supportate da un quarto dito allungato, che è in qualche modo simile alle ali dei pipistrelli. Le ali di pipistrello sono anche collegate ai loro arti posteriori, che si allargano ampiamente durante il volo. Molti paleontologi, Manafzadeh dice, supponiamo che gli pterosauri e i dinosauri a quattro ali abbiano fatto lo stesso. Ma il suo studio suggerisce che non era possibile.
nella quaglia, una posa dell'anca simile a un pipistrello sembrava possibile basandosi solo sulle ossa, ma il movimento verso l'esterno del femore era inibito da un particolare legamento, un legamento presente in un'ampia varietà di uccelli e altri rettili legati agli pterosauri. Nessuna prova, Manafzadeh dice, suggerisce che i dinosauri e gli pterosauri estinti non avrebbero avuto questo legamento, pure.
E con quel legamento attaccato, questo nuovo studio suggerisce che la posa da pipistrello sarebbe impossibile. Secondo il lavoro di Manafzadeh, questa posa richiederebbe al legamento di allungarsi del 63 percento in più rispetto al legamento di quaglia. Questo è un bel tratto, lei dice.
"Questa è un'enorme differenza che dovrebbe essere presa in considerazione prima che si possa sostenere che un pterosauro o l'anca di un dinosauro 'a quattro ali' sarebbe in grado di entrare in questa posa da pipistrello, " disse Manafzadeh. E questo, lei dice, può richiedere un ripensamento dell'evoluzione del volo in questi animali.
Oltre a mettere in discussione le idee tradizionali sul volo negli pterosauri e nei primi uccelli, la ricerca fornisce anche nuovi modi per valutare la mobilità articolare per qualsiasi articolazione di qualsiasi specie estinta, osservando i suoi parenti viventi.
"Quello che abbiamo fatto è fornire un modo affidabile per quantificare in 3D tutto ciò che un giunto può fare, "Ha detto Manafzadeh.
Spera che altri ricercatori utilizzino il metodo per studiare altri sistemi articolari e per capire meglio come altre specie potrebbero aver mosso le loro articolazioni, camminato e volato.
