Diferentes grupos de dinosaurios desarrollaron de forma independiente tamaños corporales gigantes, pero todos enfrentaron los mismos problemas de sobrecalentamiento y daños en sus cerebros. Investigadores del Heritage College of Osteopathic Medicine de la Universidad de Ohio muestran en un nuevo artículo en el registro anatómico que diferentes dinosaurios gigantes resolvieron el problema de diferentes maneras, desarrollando diferentes sistemas de enfriamiento en diferentes partes de la cabeza.
"El cerebro y los órganos sensoriales como el ojo son muy sensibles a la temperatura", dijo Ruger Porter, Profesor Asistente de Instrucción Anatómica y autor principal del estudio. "Los animales hoy en día a menudo tienen estrategias termorreguladoras elaboradas para proteger estos tejidos mediante el transporte en caliente ysangre fría alrededor de varias redes de vasos sanguíneos. Queríamos ver si los dinosaurios estaban haciendo lo mismo "
Muchos de los famosos dinosaurios gigantes, como los saurópodos de cuello largo o los anquilosaurios blindados, en realidad evolucionaron esos grandes cuerpos independientemente de los antepasados de cuerpos más pequeños. "Los pequeños dinosaurios podrían haber salido a la sombra para refrescarse", dijoel coautor del estudio, el profesor Lawrence Witmer, "pero para esos dinosaurios gigantes, el potencial de sobrecalentamiento era literalmente ineludible. Deben haber tenido mecanismos especiales para controlar la temperatura del cerebro, pero ¿cuáles eran?"
La respuesta resultó estar basada en la física, pero sigue siendo parte de nuestra experiencia cotidiana. "Una de las mejores maneras de enfriar las cosas es con la evaporación", dijo Porter. "Las unidades de aire acondicionado en edificios y automóviles utilizan la evaporación"., y es el enfriamiento por evaporación del sudor lo que nos mantiene cómodos en verano. Para enfriar el cerebro, observamos los lugares anatómicos donde hay humedad para permitir el enfriamiento por evaporación, como los ojos y especialmente la cavidad nasal y la boca ".
Para probar esa idea, el equipo miró a los parientes modernos de los dinosaurios, aves y reptiles, donde los estudios mostraron que la evaporación de la humedad en la nariz, la boca y los ojos enfrió la sangre en su camino hacia el cerebro.
Porter y Witmer obtuvieron cadáveres de aves y reptiles que habían muerto por causas naturales de los zoológicos y las instalaciones de rehabilitación de vida silvestre. Utilizando una técnica desarrollada en el laboratorio de Witmer que permite que las arterias y venas se muestren en tomografías computarizadas, pudieron rastrear el flujo sanguíneodesde los sitios de enfriamiento por evaporación hasta el cerebro. También midieron con precisión los canales óseos y las ranuras que transportaban los vasos sanguíneos.
"Lo útil de los vasos sanguíneos es que básicamente escriben su presencia en los huesos", dijo Porter. "Los canales óseos y los surcos que vemos en las aves y reptiles modernos son nuestro vínculo con los fósiles de dinosaurios. Podemosuse esta evidencia ósea para restablecer los patrones de flujo sanguíneo en dinosaurios extintos y, con suerte, echar un vistazo a su fisiología térmica y cómo lidiaron con el calor ".
"El descubrimiento de que diferentes dinosaurios enfriaron sus cerebros de varias maneras no solo proporciona una ventana a la vida cotidiana de los dinosaurios, sino que también sirve como un ejemplo de cómo las restricciones físicas impuestas por condiciones ambientales específicas han moldeado la evolución de estegrupo diverso y único ", dijo Sharon Swartz, directora de programa de la National Science Foundation, que financió la investigación." Utilizando una combinación de innovación tecnológica y experiencia biológica, estos investigadores pudieron tomar una lectura directa del registro fósil que proporcionanuevas pistas sobre cómo evolucionaron la forma y la función del esqueleto de dinosaurio "
Este equipo de miembros actuales y anteriores de WitmerLab en la Universidad de Ohio ha analizado previamente otros casos de fisiología de los dinosaurios. En 2014 y 2018, el ex estudiante de doctorado Jason Bourke dirigió proyectos que involucraban a Porter y Witmer sobre respiración e intercambio de calor en paquicefalosaurios y anquilosaurios,respectivamente. Más recientemente, la ex estudiante de doctorado de laboratorio Casey Holliday dirigió un proyecto con Porter y Witmer que exploró los vasos sanguíneos en el techo del cráneo de T. rex y otros dinosaurios que también podrían haber tenido una función termorreguladora.
El nuevo estudio de Porter y Witmer es un estudio cuantitativo más expansivo que muestra que "una talla no sirve para todos" con respecto a cómo los dinosaurios de cuerpo grande mantenían sus cerebros frescos. Es decir, tenían diferentes estrategias termorreguladoras.Los investigadores observaron el tamaño de los canales óseos en los dinosaurios para evaluar la importancia relativa de los diferentes sitios de enfriamiento por evaporación en función de la cantidad de sangre que fluía a través de ellos.
Un factor clave resultó ser el tamaño del cuerpo. Los dinosaurios más pequeños, como el paquicefalosaurio Stegoceras del tamaño de una cabra, tenían un patrón vascular muy equilibrado sin enfatizar particularmente una sola región de enfriamiento. "Eso tiene sentido fisiológico porque los dinosaurios más pequeños tienen menos problemascon sobrecalentamiento ", dijo Porter." Pero los gigantes como los saurópodos y los anquilosaurios aumentaron el flujo sanguíneo a regiones particulares de enfriamiento de la cabeza mucho más allá de lo necesario para simplemente nutrir los tejidos ". Este patrón vascular desequilibrado permitió que las estrategias térmicas de los dinosaurios grandes fueran másenfocado, enfatizando una o más regiones de enfriamiento.
Pero aunque los saurópodos como Diplodocus y Camarasaurus y los anquilosaurios como Euoplocephalus tenían patrones vasculares desequilibrados que enfatizaban ciertas regiones de enfriamiento, todavía diferían. Los saurópodos enfatizaban tanto la cavidad nasal como la boca como regiones de enfriamiento, mientras que los anquilosaurios solo enfatizaban la nariz. "Es posible que los saurópodoseran tan grandes, a menudo pesaban docenas de toneladas, que necesitaban reclutar la boca como una región de enfriamiento en tiempos de estrés por calor ", dijo Porter." ¡Los saurópodos jadeantes pueden haber sido algo común! "
Un problema que encontraron los investigadores fue que muchos de los dinosaurios terópodos, como el T. rex de 10 toneladas, también eran gigantescos, pero el análisis cuantitativo mostró que tenían un patrón vascular equilibrado, como los de cuerpo pequeñodinosaurios
"Este hallazgo nos hizo rascarnos la cabeza hasta que notamos la diferencia obvia: los terópodos como Majungasaurus y T. rex tenían un enorme seno aéreo en sus hocicos", dijo Witmer. Mirando más de cerca, los investigadores descubrieron evidencia ósea de que este aire antorbitalel seno estaba rico en vasos sanguíneos. Witmer había demostrado previamente que el aire circulaba a través del seno antorbital como una bomba de fuelle cada vez que el animal abría y cerraba la boca. "¡Boom! Un seno altamente vascularizado y altamente ventilado significaba que teníamos otro potencialregión de enfriamiento. Los dinosaurios terópodos resolvieron el mismo problema ... pero de una manera diferente ", concluyó Witmer.
Los investigadores ahora están expandiendo el proyecto para incluir otros grupos de dinosaurios como los hadrosaurios de pico de pato y los ceratopsianos con cuernos como Triceratops para explorar cómo las estrategias termorreguladoras variaron entre otros dinosaurios y cómo estas estrategias pueden haber influido en su comportamiento e incluso en sus hábitats preferidos.
La investigación fue financiada por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias NSF a Witmer parte del Proyecto de Dinosaurio Interactivo Visible, así como por el Colegio de Medicina Osteopática del Patrimonio de la Universidad de Ohio.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ohio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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