tirannosauro Rex era uno dei più grandi dinosauri carnivori di tutti i tempi:misurava fino a 42 piedi di lunghezza dal muso alla coda e avrebbe pesato circa 16, 000 sterline. E non era solo:alcuni dei suoi cugini meno noti potevano raggiungere quasi le stesse dimensioni. Gli scienziati hanno già dimostrato che T. rex è diventato così grande attraversando un enorme scatto di crescita adolescenziale, ma non sapevano se fosse vero solo per i tirannosauri, solo loro e i loro parenti stretti, o forse tutti i grandi dinosauri bipedi. Tagliando ossa di dinosauro e analizzando le linee di crescita, un team di ricercatori ha ottenuto la risposta: T. rex e i suoi parenti più stretti hanno avuto un'adolescenza imbarazzante durante la quale sono diventati enormi, mentre i suoi cugini più lontani nel gruppo degli allosauroidi continuavano a crescere un po' ogni anno.

"Volevamo esaminare un'ampia gamma di teropodi diversi, a due gambe, dinosauri carnivori, al fine di comprendere modelli più ampi di crescita ed evoluzione del gruppo, "dice Tom Cullen, l'autore principale di un nuovo studio in Atti della Royal Society B .

Cullen, un affiliato scientifico del Field Museum di Chicago che ha lavorato allo studio come ricercatore post-dottorato presso il Field con l'allora curatore dei dinosauri del museo, Pete Makovicky, spiega, "Volevamo in particolare capire come alcuni di loro siano diventati così grandi—è il modo T. rex cresciuto l'unico modo per farlo?"

Makovicky, un affiliato scientifico del campo e professore di geologia presso l'Università del Minnesota e autore senior del documento, dice, "Volevamo anche vedere se abbiamo ottenuto lo stesso record di crescita quando abbiamo campionato una varietà di ossa diverse dallo stesso scheletro. Tutte queste domande su come sono cresciuti i teropodi potrebbero influire sulla nostra comprensione dell'evoluzione del gruppo". Makovicky ha sviluppato l'idea per il progetto e ha anche scoperto molti dei dinosauri i cui fossili sono stati analizzati nello studio.

La domanda su come un animale diventa grande è sorprendentemente complicata. I mammiferi come noi tendono ad attraversare un periodo di crescita estrema quando siamo giovani e poi mantengono le stesse dimensioni una volta raggiunta l'età adulta. In altri gruppi di animali, non è sempre così. "Il tasso di crescita varia molto, non esiste una taglia unica, "dice Cullen, che ora è ricercatore post-dottorato presso il North Carolina Museum of Natural Sciences. "Gli uccelli hanno scatti di crescita super e raggiungono le dimensioni degli adulti molto velocemente, mentre rettili come alligatori e varie lucertole e serpenti hanno una crescita estesa. Con loro, davvero, un individuo davvero grande è probabilmente molto vecchio".

Ai dinosauri teropodi piace T. rex sono imparentati sia con gli uccelli che con i rettili moderni, infatti, gli uccelli sono gli unici teropodi viventi. Gli scienziati non sapevano se i modelli di crescita dei teropodi fossero più simili a quelli degli uccelli o dei rettili, e quei diversi modelli di crescita possono fare una grande differenza nel modo in cui un animale si inserisce nel suo ecosistema. Diventare grandi rapidamente può essere un vantaggio competitivo:ti rende più facile cacciare altri animali, e più difficile per gli altri animali darti la caccia. Il rovescio della medaglia, uno scatto di crescita richiede molte energie e risorse, ed è più facile diventare un po' più grandi ogni anno per tutta la vita. "La quantità di calorie T. rex avrebbe avuto bisogno durante il suo scatto di crescita sarebbe stato ridicolo, " dice Cullen, come un adolescente che ha mangiato dinosauri invece di infinite buste di morsi di bagel.

La lotta centrale nello studio degli animali estinti è che non possiamo mai sapere esattamente come erano le loro vite. Dal momento che non possiamo osservare direttamente un dinosauro che cresce come si può fare oggi con un animale vivente, è difficile sapere con certezza come sono cresciuti. Ma ci sono indizi nei reperti fossili che rivelano modelli di crescita.

""Dentro le ossa come cresce un animale, ci sono segni come gli anelli degli alberi che registrano all'incirca quanti anni ha l'animale, quanto cresce ogni anno, e una serie di altri fattori, "dice Cullen. Per trovare questi anelli di crescita, Cullen e i suoi colleghi hanno tagliato i fossili di dozzine di dinosauri, da quelli delle dimensioni di cani e struzzi fino a SUE the T. rex , uno dei più grandi dinosauri predatori mai scoperti. Ottenere l'accesso per affettare e tagliare a cubetti le ossa di una vasta gamma di teropodi non era una proposta facile, ma Cullen e Makovicky hanno contattato colleghi di tutto il mondo. In particolare, sono stati in grado di ottenere campioni da una nuova specie di carcharodontosaurid gigante dall'Argentina come contrappunto diretto a T. rex —questo esemplare è stato scoperto e scavato da Makovicky in collaborazione con i suoi colleghi argentini Juan Canale e Sebastian Apesteguía. Gli autori hanno anche contattato i colleghi del Museo Paleontologico di Liaoning per campioni di piccoli teropodi strettamente imparentati con gli uccelli per ottenere il campionamento evolutivamente ampio necessario per determinare modelli su larga scala nella storia della vita.

"Il primissimo esemplare che il Field Museum mi ha lasciato campionare è stato SUE the T. rex , " dice Cullen. "E 'stato abbastanza snervante, since it's such a famous fossil." He used a diamond-tipped coring drill to cut a tiny cylinder out of SUE's thigh bone. The resulting sample was a cross-section of SUE's bone, with lines like tree rings showing where new bone had grown year after year. (The missing piece of bone, about the size of a D battery, was then filled in with brown putty—if you go see SUE at the Field Museum and look closely at their left thigh you might see it, but it's hard to spot.)

Tornato in laboratorio, Cullen sliced samples of bone so thin that light could pass through them and examined them under a microscope.

"Most animals have a period every year when they stop growing, traditionally suggested to be in times like winter when food is more scarce. It shows up in the bones as a line, like a tree ring, " says Cullen. By analyzing these growth lines and examining the bones for new regions of growth, scientists can get a rough estimate of an animal's age and how much it grew every year. There are also clues in the bone structure.

"You can see all the little areas where the bone cells have grown, and the structure of the blood vessels that passed through the bone, " says Cullen. "These vascular canals tell you roughly how fast the bone was growing. If the canals are more organized, the bone was being laid down more slowly, and if the structure is chaotic, it grew more quickly."

Cullen found that the dinosaurs' growth patterns depended on their family. T. rex and its relatives, the coelurosaurs, showed a period of extreme growth during adolescence, and then they petered out once they reached adulthood. SUE the T. rex lived to be about 33 years old, the oldest T. rex currently known, but reached their adult size by age 20. To reach this massive size, SUE probably gained around 35-45 pounds per week as a teenager. Their more distant cousins, the allosauroids, could reach sizes almost as big as T. rex , but they grew slowly throughout their whole lives, with the oldest individuals reaching the biggest sizes. Among the allosauroids they sampled was the new carcharodontosaur from Argentina. It reached a size close to that of SUE, but didn't reach adult size until its 30s to 40s. It lived to be up to about 50 years old or more, making it the oldest individual theropod on record aside from some birds like parrots. Despite its advanced age, it had only stopped growing 2 or 3 years before becoming part of the fossil record.

The discovery opens up questions about how these predatory dinosaurs interacted with the animals around them. The plant-eating dinosaurs that lived alongside T. rex were ceratopsians like Triceratops and duck-billed hadrosaurs. They grew extremely quickly in adolescence too. The slow-growing allosauroid carnivores lived with big long-necked sauropods that also grew quickly, but appear to have taken a long time to reach full size. Those trends might be related.

"We can't say for sure, but there could be some kind of a selection pressure for the coelurosaurs to grow quickly to keep up with their prey, or pressure for the allosauroids to keep growing in size since their prey were also increasing in size, " says Cullen. "But it's pretty speculative. It could be that even if the sauropods kept growing their whole lives, they had so many offspring that there was always something small to eat."

But while the research hasn't answered all the questions about why dinosaurs like T. rex grew the way they did, Cullen says, "I'm really proud of this work. It's the culmination of many, many years of small projects building towards sort of a central goal of trying to understand growth in these animals and understand the many factors that influence these patterns. This doesn't resolve it, but this is a really big step forward."