I ricercatori hanno recentemente appreso dell'esclusivo adattamento per il risparmio di peso all'osso di dinosauro che ha consentito 8, dinosauri da 3.000 libbre come gli adrosauri per muoversi facilmente. Credito:illustrazione di Karen Carr
Peso fino a 8, 000 sterline, adrosauri, o i dinosauri dal becco d'anatra erano tra i più grandi dinosauri a vagare per la Terra. Come hanno fatto gli scheletri di questi quattro zampe, dinosauri erbivori con il collo molto lungo sopportano un carico così massiccio?
Nuova ricerca recentemente pubblicata in PLOS UNO offre una risposta. Una collaborazione unica tra paleontologi, ingegneri meccanici e ingegneri biomedici hanno rivelato che la struttura ossea trabecolare degli adrosauri e di molti altri dinosauri è l'unica in grado di sostenere grandi pesi, e diverso da quello dei mammiferi e degli uccelli.
"La struttura del trabecolare, o osso spugnoso che si forma all'interno delle ossa che abbiamo studiato è unico all'interno dei dinosauri, " ha detto Tony Fiorillo, Paleontologo SMU e uno degli autori dello studio. Il tessuto osseo trabecolare circonda i piccoli spazi o fori nella parte interna dell'osso, Fiorillo dice, come quello che potresti vedere in un prosciutto o in un osso di bistecca.
"A differenza dei mammiferi e degli uccelli, l'osso trabecolare non aumenta di spessore all'aumentare delle dimensioni corporee dei dinosauri, " dice. "Invece aumenta di densità la presenza di osso spugnoso. Senza questo adattamento al risparmio di peso, la struttura scheletrica necessaria per sostenere gli adrosauri sarebbe stata così pesante, i dinosauri avrebbero avuto grandi difficoltà a muoversi".
Un team interdisciplinare di ricercatori che ha confrontato le scansioni TC di ossa di mammiferi viventi con ossa fossili di dinosauri ha scoperto che la struttura ossea trabecolare degli adrosauri e di molti altri dinosauri è l'unica in grado di sostenere pesi grandi e diversa da quella di mammiferi e uccelli. La Figura 1 illustra le sezioni trasversali dell'osso trabecolare nei mammiferi (B) e nei dinosauri (E). Credito:Southern Methodist University
Il team interdisciplinare di ricercatori ha utilizzato teorie del fallimento ingegneristico e ridimensionamento dell'allometria, che descrive come le caratteristiche di un essere vivente cambiano con la taglia, analizzare le scansioni TC del femore distale e della tibia prossimale di fossili di dinosauro.
Il gruppo, finanziato dal National Science Foundation Office of Polar Programs e dalla National Geographic Society, è il primo ad utilizzare questi strumenti per comprendere meglio la struttura ossea delle specie estinte e il primo a valutare la relazione tra architettura ossea e movimento nei dinosauri. Hanno confrontato le loro scoperte con le scansioni di animali vivi, come elefanti asiatici e mammiferi estinti come i mammut.
"Comprendere la meccanica dell'architettura trabecolare dei dinosauri può aiutarci a capire meglio il design di altre strutture leggere e dense, " disse Trevor Aguirre, autore principale dell'articolo e un recente dottorato di ricerca in ingegneria meccanica. laureato alla Colorado State University.
Le ossa di adrosauro utilizzate nello studio sono state estratte dalle rive del fiume Colville nella formazione di Prince Creek in Alaska, circa 250 miglia a nord del Circolo Polare Artico. Credito:Southern Methodist University
La struttura del trabecolare, o osso spugnoso che si forma all'interno delle ossa, è unico tra i dinosauri, secondo un recente studio di paleontologi SMU e altri. Credito:Southern Methodist University
L'idea dello studio è nata dieci anni fa, quando Seth Donahue, ora ingegnere biomedico dell'Università del Massachusetts ed esperto di struttura ossea animale, è stato invitato a partecipare a una conferenza accademica in Alaska ospitata da Fiorillo e altri colleghi interessati a comprendere la vita dei dinosauri nell'antico Artico. È lì che Fiorillo ha appreso per la prima volta dell'uso da parte di Donahue delle scansioni TC e delle teorie ingegneristiche per analizzare la struttura ossea degli animali moderni.
"Nella scienza raramente abbiamo fulmini o momenti 'aha', » dice Fiorillo. « Invece abbiamo, 'eh?' momenti che spesso non si avvicinano a ciò che immaginavamo, ma invece creano domande proprie."
L'applicazione di teorie ingegneristiche per analizzare i fossili di dinosauro e la successiva nuova comprensione dell'adattamento unico dei dinosauri alle loro enormi dimensioni è cresciuta dal "eh?" momento in quella conferenza.
