Spinosaurus ¿Un depredador terrestre o acuático?

                                             


                               Spinosaurus- En el punto de mira.

El pasado mes de abril un grupo de paleontólogos y científicos internacionales, liderados por los paleontólogos Nizar Ibrahim de la Universidad de Detroit Mercy donde trabaja de profesor asistente de Biología y Paul Sereno geólogo y paleontólogo de la Universidad de Chicago, publicaron en la prestigiosa revista Nature, un interesante descubrimiento de un dinosauro que vivió en el Cretácico del que se tiene muy poca información, Spinosaurus aegyptiacus. 

La misteriosa y emocionante  historia del fósil de un ejemplar de este dinosauro data desde el siglo XX, donde fue descubierto por primera vez por el paleontólogo alemán Ernst Stromer en 1912, en el desierto del Sahara, Egipto. Los restos de este dinosaurio fueron expuestos en el museo de Múnich, Alemania, que desgraciadamente con el estallido del conflicto de la Segunda Guerra Mundial, fueron destruidos casi en su totalidad por un ataque aéreo de los Aliados. Quedando solo algunos vestigios de aquel fósil (dibujos de los fragmentos de los huesos, y los restos que se fueron recuperando más adelante). Desde ese fatídico acontecimiento, poco más se sabía sobre aquel misterioso terópodo.

Ernst Stromer (1871-1952) paleontólogo que descubrió un fósil de Spinosaurus aegyptiacus. 

Hasta que el grupo de paleontólogos mencionado anteriormente encontraron en la formación geográfica de Kem Kem, Marruecos, un esqueleto de otro ejemplar  de Spinosaurus aegyptiacus con una cola casi completa y parte de las extremidades inferiores. Fue un hallazgo bastante sorprendente ya que desde el suceso ocurrido en la Segunda Guerra Mundial no se volvió a encontrar un fósil como ese.

Representación de un Saurópodo. 

Representación de un Hadrosaurio

En estudios preeliminares, inicialmente se pensó que este dinosaurio tenía un hábito semiacúatico, siendo un depredador que se limitaba a vadear y capturar presas alrededor de las zonas donde había grandes masas de agua. Una característica muy inusual y cuestionada  hasta hoy en día, ya que la investigación sobre los dinosaurios ha sugerido que estos animales vivían en ambientes terrestres, por diferentes causas; anatómicas, biomecánicos, y taxonómicos. De hecho, hubo varios grupos como Saurópodos y Hadrosaurios que se pensaba en unos inicios que habían vivido en ambientes acuáticos, pero esta idea se descartó.

En el artículo científico demuestran que es muy posible que estos dinosaurios hubieran vivido en ambientes acuáticos. Ya que la cola de estos terópodos tiene una forma muy inusual y única ya que presenta unas espinas neurales muy altas con galones alargados formando un órgano enorme, flexible con forma de aleta capaz de generar un empuje con gran eficiencia en el agua, comparables con las colas expandidas que presentan algunos vertebrados acuáticos existentes para generar una propulsión hacia delante mientras nadaban.

Reconstrucción de un esqueleto de  Spinosaurus aegyptiacus. Los huesos restantes se encuentran en blanco. 

Sin embargo, esas pruebas no se quedan ahí, sino que hay otras características anatómicas que lo apoyan como; unas extremidades posteriores reducidas, pies anchos con grandes uñas planas, huesos largos con una cavidad medular muy reducida, y  características del cráneo; como una nariz retraída, dientes cónicos entrelazados.

Reconstrucción de un Spinosaurus aegyptiacus 

Estas adaptaciones son el resultado de un estilo de vida acuático y una dieta piscívora. Estas características se han observado también en otros miembros del clado de este dinosaurio, que por aquel entonces, tenía una distribución muy amplia por el globo. Con un rango estratigráfico de aproximadamente más de 50 millones de años, lo que nos indica que hubo una gran presencia de dinosaurios acuáticos por aquella época.

Además, los indicios que nos arrojan todas estas características anatómicas esqueléticas nos indican que esta especie representa una desviación muy importante de la de otros terópodos, en la que se incluye los miembros del clado Tetanuro (que comprende los “crown birds” y todos los demás terópodos que están estrechamente relacionados con las aves que con Ceratosaurus). Una característica de este clado es que poseían una cola rígida. Por lo tanto, contradictorio sustancialmente con el hecho de que la cola de los Spinarosaurus fuera flexible y articulable.

Por ello el equipo de Nizar Ibrahim y Paul Sereno formularon la hipótesis que la morfología de la cola que era altamente especializada le permitió funcionar como una estructura propulsora para la locomoción acuática.   

Para comprobarlo, se procedió a cortar las formas de la cola bidimensionales de plástico de varios terópodos, (para ver la fuerza que podían generar en un medio acuático y así ver cómo era de  potente  el empuje), cuyas dimensiones fueron muy finas de 0.93mm de grosor y con una rigidez a la flexión muy baja.

Imagen de uno de los prototipos empleados para el estudio. 

Esas colas se unieron a un controlador robótico en un canal de agua, donde se consiguieron amplitudes de la cola casi el 40% de la longitud de la cola a una velocidad similar a la de la locomoción acuática lenta en los tetrápodos modernos. El rendimiento de la natación se cuantificó con el empuje medio y la eficiencia medio ante un sensor de fuerza par de seis ejes que impulsaba la cola.   Los resultados arrogaron datos sorprendentes ya que se demostró que la forma de la cola del Spinosaurus fue capaz de generar más de 8 veces el empuje de las formas de otros terópodos. 

Contrariamente a lo que se pensaba en un inicio, estos resultados obtenidos experimentalmente junto con las características morfológicas y anatómicas de este terópodo parecen indicar fue un depredador acuático que cazaba dentro del agua.

A pesar de haber llegado a todas estas conclusiones a partir de los procedimientos experimentales, hay que recalcar que estas funciones de la cola se han realizado en base de unos restos muy incompletos, con comparaciones completamente espurias con otros terópodos con un tamaño muy similar.

Como conclusión, como podemos ver el trabajo arduo y exaustivo de los paleontólogos y científicos siempre da sus recompensas, ¿Quién iba a pensar que tras el desastroso accidente ocurrido en el museo de Múnich durante la II Guerra Mundial, casi más de medio siglo después se volviera a encontrar un fósil de otro ejemplar?

También este artículo nos demuestra que la ciencia siempre se cuestiona hipótesis, teorías e incluso hasta leyes científicas ya establecidas para saber la verdad sobre la realidad. Para poder comprender con mayor facilidad el mundo en el que vivimos, ya que por ejemplo en un principio se pensaba que el Spinosaurus aegyptiacus era un depredador terrestre pero que circundaba las orillas cercanas a las grandes masas de agua para cazar, debido a que se tenía la idea preconcebida de que la mayor parte de los dinosaurios vivían en el medio terrestre. 

Además este estudio se aleja mucho de la temática de las entradas anteriores, ya que en las investigaciones tratadas anteriormente, se empleaban complejos y sofisticados instrumentos de investigación como logaritmos matemáticos, análisis de ADN, estudios histológicos o escaneos con rayos X. El método de investigación realizado en este estudio, es por lo general más "tradicional" o "convencional" ya que se ha empleado las técnicas biomecánicas que se han estado llevando desde hace unos años. Obviamente eso no quiere decir que la parte de desarrollar las pruebas y los cálculos experimentales fueran "coser y cantar". 

Lo que creo que resalta más de este estudio más que las técnicas que se han empleado o su modernidad es la complejidad que tiene detrás un estudio científico y el personal especializado que trabaja en cada uno de ellos, ya que aunque principalmente se nombre a los especialistas en este área, los paleontólogos, hay que ser consciente de que junto a ellos, están otros especialistas, como físicos, y biólogos que les ayudan en la realización de estos experimentos. Es decir, que la investigación es interdisciplinar, proporcionando un amplio abanico de posibilidades para poder desarrollar un estudio científico. 

Y... hasta aquí mi cuarta entrada, espero que el descubrimiento del que he hablado en esta entrada os haya resultado súper interesante y curioso como me lo pareció a mí. ¡Nos vemos en la próxima, chicos!😍😍😇🙋.

Referencias: 

• Nizar Ibrahim, Simone Maganuco, Cristiano Dal Sasso, Matteo Fabbri, Marco Auditore, Grabiele Bindellini, David M. Martill, Samir Zouhri, Diego A. Mattarelli, David M. Unwin, Jasmina Wiemann, Davide Bonadonna, Ayoub Amane, Juliana Jakubczak, Ulrich Joger, George V. Lauder & Stephanie E. Pierce. (2020) Tail-proelled aquatic locomotion in a theropod dinosaur. Nature, 2898. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2190-3

Paginas de interés:

           Ciéncies naturals de Barcelona

• Ciéncies naturals de Barcelona. MUSEU BLAU. SPINOSAURUS, EL GIGANTE PERDIDO DEL CRETÁCEO. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://museuciencies.cat/es/exposicio_temporal/spinosaurus-el-gigante-perdido-del-cretaceo/. [Con acceso el 24/4/20]. 

          Nizar Ibrahim.

• Nizar Ibrahim, Ph. Paleontologist, Anatomist, Assistant Professor of Biology, National Geographic Explorer, TED Fellow. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://www.nizaribrahim.net/. [Con acceso el 24/4/20]

         Paul Sereno. 

• Paul Sereno. Paleontólogo. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://paulsereno.uchicago.edu/. [Con acceso el 24/4/20]

           Encyclopedia Britanica.

• Encyclopedia Britannica. Ernest Stromer. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://www.britannica.com/biography/Ernst-Stromer [Con acceso el 23/4/20]

           Sketchfab.

• Sketchfab. Maquette. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://sketchfab.com/3d-models/maquette-07b2b6bf4c464c09bd30daa629f266ff. [Con acceso el 26/4/20]. 

           Wikipedia.

• Wikipedia. Sauropoda. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Sauropoda. [Con acceso el 25/4/20]

           Wikipedia.

• Wikipedia. Hadrosauridae. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Hadrosauridae. [Con acceso el 25/4/20]

          Wikipedia.

• Wikipedia. Tetanuro. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en:  https://es.wikipedia.org/wiki/Tetanurae. [Con acceso el 25/4/20].

          

El inventor del vuelo moderno.

En la publicación de hoy proseguiremos en el hilo de descubrimientos de antiguas especies o de nuevos hallazgos relacionadas con estas, para responder a misterios de los que hasta ahora se poseía muy poca información. Hoy nos vamos a basar en el estudio de unos españoles y argentinos (Flight reconstruction of two European enantiornithines (Aves, Pygostylia) and the achievement of bounding flight in Early Cretaceous birds), en él, relacionan ese vuelo tan característico de muchas de las aves modernas, que intercala vuelo intermitente a través de aleteo (fases de aleteo alternas y fases de deslizamiento con alas extendidas) con el acotado (fases de aleteo y balística con las alas plegadas contra el cuerpo), que hasta ahora se pensaba que fue desarrollado muy posteriormente cuando las aves se empezaron a diversificar, pues había muy poca información de que estas estrategias aereas pudieran haber evolucionado tan tempranamente.
El estudio está basado en la teoria aerodinámica y biomecánica, su estudio reconstruye los modos de vuelo de dos pequeñas enantiornitinas del sitio del fósil del Cretácico Inferior de Las Hoyas (España): Concornis lacustris y Eoalulavis hoyasi.
El estudiodefiende que el pequeño tamaño de las alas con su bajo peso lo que supondría una ventaja hace consistente la idea de que estos pequeños pajaros pudiesen mantener un aleteo constante o acotado, pues estas características permiten disminuir el coste de la inercia sobre el ala; sin embargo ambos pájaros han sido descartados como planeadores facultativos.





Referencias:
Serrano, F.j., Chiappe, L.M., Palmqvist, P. Figueirido, D., Marugán-Lobón, J. & Sanz, J.L. 2018. Flight reconstruction of two European enantiornithines (Aves, Pygostylia) and the achievement of bounding flight in Early Cretaceous birds. Paleontology, 61: 359-368.Enlaces de interés:
Teoria aerodinámica
teoria biomecánica
enantiornitas
pygostylia

LA FUNCIÓN DE LAS HUELLAS

Bueno queridos lectores, no puedo negarlo me encantan las huellas, así que cuando estaba buscando el artículo para mi segunda entrada del blog, vi uno que no hablaba sobre un tipo de huellas… ¡sino de dos queridos amigos, dos! Y claro pues debido a mi devoción no me quedo más que utilizarlo para que aquellos a los cuales les gusten tanto las huellas como a mí, pudiesen disfrutar también el doble. Además también me llamo mucho la atención porque no es un artículo que solo se dedique a describir las huellas sin más, sino que se han conseguido mediantes varias técnicas demostrar la fiabilidad de los estudios de la funcionalidad de las icnítas en tetrápodos, así que espero que os guste.

Este artículo fue puesto en línea por primera vez el 8 de julio de 2015, y publicado en la revista Lethaia Volumen 49, Número 1, páginas 102-116,  enero de 2016. Corroborating trackmaker identification through footprint functional analysis: the case study of Ichniotherium and Dimetropus.

Para este trabajo se utilizan huellas y rastros aislados de la colección de Gotha, que se describirán más adelante, sobre los icnotaxónes de Dimetropus y Ichniotherium, en los cuales se analiza la biomecánica del movimiento de cada uno y como afecta a la forma de las extremidades.

El análisis de funcionalidad y su importancia.

Un análisis de funcionalidad es la reconstrucción de las estructuras base de las extremidades (“pies y manos”) que quedan como reatos o huellas y que determinan rastros osteológicos y una biomecánica específica. Por tanto cada huella que se encuentra es formada por la unión de elementos óseos, músculos, vasos sanguíneos, etc. que permiten la locomoción que cada elemento puede tener una función de giro, de extensión o de retracción, lo que determina como será la carrera y el movimiento.

Material y métodos.

Se han utilizado muchas huellas del Museum der Natur en Gotha, Alemania. Más de cien de cada icnotaxón, y de cada una de ellas se han descrito, la almohadilla única / palma de la mano, las pastillas metapodiales-falángica y las partes libres de los dígitos.

Ichniotherium: Tras la descripción de Voigt (Voigt et al. 2007), todas las muestras utilizadas pertenecen a depósitos de la Fonación Pérmico inferior Tambach, localizada en Turingia, Alemania Central; y son atribuibles a Ichniotherium sphaerodactylum. Cada huella es dejada por un cuadrúpedo con huella pentadáctilas y plantígradas (con cinco dígitos y que apoya totalmente la palma en el suelo al moverse) (Voigt et al. 2007). En cuanto a la descripción de pies y manos, están formadas por un ovalo grande y medio-lateral ampliado, con los dígitos perfectamente separados. En cuanto a la longitud de los dígitos, los dígitos I-IV son más largos, siendo el V un 66% y el IV un 80% de la longitud. (Figura 1, 2).

Figura 1. Ichniotherium sphaerodactylum. A, MNG-1367. B, MNG-1515. C, MNG-1351. Bars A–C: 5 cm.

Figura 2. Ichniotherium sphaerodactylum. A, B, 1351. C, D, 1840. Bars A–D: 5 cm.

Dimetropus: Todos los restos fósiles estudiados son atribuibles a Dimetropus leisnerianus. Las huellas estas hechas por un cuadrúpedo plantígrado y pentadáctilo (igual que Ichniotherium sphaerodactylum), la morfología de pies y manos es similar y están aproximadas a la línea media. Ambos presentan un área basipodial (como una muñeca) que esta formada por una plataforma alagada. Los dígitos I y II se caracterizan por tener una ensenada (como un hueco) que deja una zona no impresionable. En las huellas a veces se observan los metapodiales, que son unos huesos largos que unen los dígitos de los centros, y que se ven claramente detrás de los dígitos II-IV. En cuanto al tamaño de los dígitos, los I-IV tienen un aumento de longitud, son delgados, con puntas afiladas y a menudo con rotación (Figura 3).

También se ha utilizado el trabajo de Sacci (Sacci et al. 2014), que habla sobre Dimetropus osageorum, que es relativamente igual que Dimetropus leisnerianus. Estos restos tienen dígitos rectos, corpulentos y con extremos afilados, aumentan ligeramente desde el I al IV y el V es comparable al I. Los dígitos II, III y IV son más o menos paralelos, siendo I y V divergentes. El digito I es el más corto y el V es más corto que el dos... Además hay un arco de almohadillas con forma su circular (Figura 4).

Figure 3. Dimetropus leisnerianus. A, MNG-1760. B, MNG-1825. C, MNG-1823. Bars A–C: 5 cm.

Figure 4. Dimetropus osageorum. A, MPUR NS 160/8. B, MPUR NS 160/2. C, D, OMNH 76702. Bars A–D: 5 cm.

Con todo esto, se analizaron los datos sobre todas las almohadillas de cada una de las palmas y manos de cada icnotaxón a partir de  los restos que quedaban impresos en la roca, que por conveniente la parte que más se apoyaba de cada palma, fuese del pie o de la mano, sería la más utilizada y juntándolo con los análisis hechos con el resto de la estructura ósea.  Con todo el material estudiado y los resultados e los análisis se confirmó que en el caso de Dimetropus había dos ejes funcionales en el funcionales, un primero que hacia la función de fase inicial tras el comienzo de la carrea y un segundo eje al que se traslada el movimiento en la fase de carga máxima; mientras que en Ichniotherium solo hay un eje funcional en las extremidades anteriores y posteriores a lo largo del eje medio durante la carrera.

Discusión:

El principal debate es si ciertamente las técnicas que se utilizan y las deducciones son correctas, o son meras invenciones; pero en este trabajo y no solo basando los estudios en morfología general sino también haciendo una combinación con la profundidad diferencial de cada impresión y la osteología de las extremidades, puede dilucidarse convincentemente que las funcionalidad y sus características son veraces.

Así que bueno en conclusión, los análisis icnológicos son muy importantes para el estudio de los organismos que vivían en el pasado, y como se ha presentado en este artículo son de una clara validez y aportan una gran cantidad de información.

¡Y bueno esto es todo amigos! ¡Hasta la próxima!

Referencias:

Sacchi, E., Cifelli, R., Citton, P., Nicosia, U. & Romano, M. 2014: Dimetropus osageorum n. isp. from the Early Permian of Oklahoma (USA): a trace and its trackmaker. Ichnos 21, 175–192. CrossRef.

Voigt, S., Berman, D.S. & Henrici, A.C. 2007: First well-established track-trackmaker association of Paleozoic tetrapods based onIchniotherium trackways and diadectid skeletons from the Lower Permian of Germany. Journal of Vertebrate Paleontology 27,553–570.CrossRef.