Podant l’arbre evolutiu dels dinosaures

Durant més de 130 anys els dinosaures han estat classificats en dos ordres separats, els saurisquis i els ornitisquis. Però com sempre passa en les ciències biològiques, tota teoria és certa fins que es demostra el contrari. Un nou estudi ha posat en entredit la classificació clàssica dels dinosaures, eliminant i redistribuïnt alguns dels diferents grups de dinosaures. Tot i que aquesta nova hipòtesis no és segura al 100%, en aquesta entrada us explicarem en què consisteix aquesta reordenació dels dinosaures.

CLASSIFICACIÓ TRADICIONAL DELS DINOSAURES

Des del segle XIX, els dinosaures s’han dividit en dos grans ordres basats en la estructura de la seva pelvis. L’ordre Saurischia (pelvis de llangardaix) inclou als teròpodes (dinosaures carnívors i ocells actuals) i als sauropodomorfs (grans herbívors de coll llarg); l’ordre Ornithischia (pelvis d’ocell) inclou als ornitòpodes (dinosaures herbívors i amb bec d’ànec), als marginocèfals (dinosaures amb banyes i estructures cranials endurides) i als tireòfors (dinosaures cuirassats).

Arbre evolutiu tradicional dels dinosaures per Zureks, amb els dos tipus de pelvis dinosauries a baix.

Tanmateix, aquesta classificació no té l’última paraula. La paleontologia és una ciència extremadament volàtil, ja que amb cada nou descobriment es pot desmuntar tot el que es sabia fins al moment, encara que es tracti d’una hipòtesi centenària. Això és el que ha passat amb els dinosaures recentment.

L’INICI D’UNA NOVA HIPÒTESI

Un nou estudi publicat el març del 2017, ha fet replantejar la classificació tradicional del dinosaures. Molts estudis anteriors assumien com a certa la classificació en Saurischia/Ornithischia tradicional i per tant, els caràcters i els taxons utilitzats ja anaven enfocats en aquesta classificació. En canvi, aquest nou estudi ha estat pioner en varis aspectes:

• Inclou un gran nombre d’espècies i taxons (molts més que en investigacions anteriors).
• Estudis anteriors donaven molt més ènfasi en dinosaures teròpodes i sauropodomorfs (saurisquis tradicionals) basals, ja que van ser dels primers grups en diversificar-se, incloent pocs ornitisquis basals.
• També s’hi han inclòs molts arcosaures dinosauromorfs (taxons no dinosaures).
• Estudis anteriors havien assumit que molts caràcters dels ornitisquis eren simplesiomòrfics (caràcters ancestrals de tots els dinosaures) i només es centraven en poques sinapomorfies (caràcters compartits per un grup monofilètic).

Aquest estudi s’ha desprès de moltes de les presuposicions anteriors sobre filogènia dinosauria i ha analitzat un gran nombre de espècies i multitud de caràcters no inclosos en investigacions anteriors. Això ha fet que l’arbre evolutiu resultant fos molt diferent dels que s’havien obtingut fins llavors.

RECONSTRUÏNT L’ARBRE

Llavors, com queda l’arbre evolutiu dels dinosaures segons aquesta hipòtesi? Doncs el tema és una mica complicat, tot i que els diferents taxons segueixen quedant dividits en dos ordres:

• L’ordre Saurischia que, segons l’estudi, només inclou als sauropodomorfs i als herrerasàurids (grup de saurisquis carnívors no teròpodes).
• El nou ordre Ornithoscelida (potes d’ocell) que inclou als ornitisquis tradicionals i als teròpodes, que deixen de ser saurisquis.

Tenint això en ment, vegem doncs les característiques que defineixen aquests dos grups.

Saurisquis

L’ordre Saurischia es manté pràcticament igual, excepte que els teròpodes es queden fora del grup. Aquest ordre presenta la pelvis d’estructura saurisquia original, com també la presentaven els avantpassats dels dinosaures. Segons la nova hipòtesi, dins dels saurisquis s’hi inclouen els herrerasàurids i els sauropodomorfs.

Els herrerasàurids (família Herrerasauridae) van ser un petit grup de saurisquis basals que van evolucionar cap a una dieta carnívora. Per això durant un temps es pensava que eren el grup germà dels teròpodes, però després es va veure que el seu lloc es trobava entre els primers saurisquis. Tot i estar força especialitzats, probablement la competència amb altres depredadors va fer que no duressin molt de temps, apareixent a mitjans del Triàssic i extingint-se al finals d’aquest període.

Foto de Brian Smith d’un esquelet i un model de Herrerasaurus del Field Museum of Natural History de Chicago.

Els herrerasàurids ocupaven un nínxol ecològic similar al dels teròpodes. La nova hipòtesi implica doncs que la hipercanivoria (alimentació exclusivament de carn) va evolucionar independentment dos cops en els dinosaures, cosa que fa que alguns paleontòlegs la posin en dubte. Tanmateix, l’anatomia dels herrerasàurids i dels teròpodes diferia en certs aspectes, com la anatomia de les mans (més generalista en els herrerasàurids) i la estructura de la mandíbula.

Els primers sauropodomorfs eren animals bípedes igual que els herrerasàurids, tot i que aquests eren animals omnívors. Tanmateix, els sauropodomorfs acabarien convertint-se en enormes quadrúpedes herbívors amb colls llarguíssims característics.

Esquelet de Thecodontosaurus (per Qilong), un sauropodomorf basal i una reconstrucció de Plateosaurus (per Walters, Senter & Robins) un de més avançat. Tot i que en aquesta imatge no s’aprecia, al llarg de la seva evolució, els sauropodomorfs augmentarien molt la seva mida (Thecodontosaurus 2 metres, Plateosaurus fins a 10 metres).

Ornitoscèlids

El nou ordre de dinosaures és Ornithoscelida, que agrupa els teròpodes amb els ornitisquis. Aquest taxó està recolzada per més de vint sinapomorfies (caràcters derivats compartits per un clade) esquelètiques, presents tant en teròpodes com en ornitisquis basals. Algunes d’aquestes característiques inclouen la presència d’una separació entre les dents premaxil·lars i maxil·lars (diastema) i la fusió dels extrems de la tíbia i la fíbula en un tibiotars (tot i que aquests caràcters només es troben en les espècies més basals).

Esquema de Baron et al. (2017) dels cranis de dos ornitoscèlids basals, Eoraptor (un teròpode, superior) i Heterodontosaurus (un ornitisqui, inferior).

Tant els teròpodes com els primers ornitisquis eren animals bípedes. A més, la presència de dents heterodontes en els membres ancestrals d’ambdós grups fa pensar que els primers ornitoscèlids eren omnívors, els quals després s’especialitzarien en alimentar-se de carn i de vegetació (teròpodes i ornitisquis respectivament).

Reconstrucció de la cara de Daemonosaurus, un dels primers teròpodes, per DeadMonkey8984.

Una curiositat de la nova classificació és que acceptant a Ornithoscelida com un taxó vàlid, s’agrupen a tots els dinosaures amb plomes en un sol grup. Per tots és sabut que molts teròpodes presentaven plomes (ja que eren els avantpassats dels ocells) però, el que molta gent desconeix és que la presència de plomes també s’ha demostrat en alguns ornitisquis basals i en altres més avançats.

Reconstrucció per Tom Parker de Kulindadromeus, un ornitisqui del qual s’han trobat proves que presentava plomes a gran part del cos.

SEGUIR INVESTIGANT

I llavors, és definitiva aquesta hipòtesi? Doncs no, per descomptat. Tot i que resulta força atractiu dir que s’ha canviat la història natural dels dinosaures per sempre, no podem dir que a partir d’ara els dinosaures es classifiquin d’aquesta manera.

Arbre evolutiu dels dinosaures segons Baron et al. (2017), on veiem els diferents clades; Dinosauria (A), Saurischia (B) i Ornithoscelida (C).

Encara que aquest estudi mostri resultats interessants sobre l’origen dels dinosaures, no es poden ignorar els centenars d’estudis anteriors que s’han fet sobre aquest grup d’animals. Haurem d’estar atents a nous articles que poc a poc vagin desvelant més informació sobre les relacions entre aquests rèptils mesozoics. I és que això és el més estimulant de la biologia, que no hi ha res segur! I que amb noves tècniques d’estudi i nous descobriments, poc a poc aprenem més sobre el món que ens envolta.

Mantingueu la ment oberta i seguiu investigant!

REFERÈNCIES

S’han consultat les següents fonts durant l’elaboració d’aquesta entrada:

• G. Seeley (1887). On the Classification of the Fossil Animals Commonly Named Dinosauria. Proceedings of the Royal Society of London Vol. 43. Pp 165-171.
• Baron, Norman & Barret (2017). A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution. Nature Vol. 543. Pp 501-506.
• Senter & Robins (2015). Resting Orientations of Dinosaur Scapulae and Forelimbs: A Numerical Analysis, with Implications for Reconstructions and Museum Mounts. Plos One.
• Scientific American. Ornithoscelida Rises: A New Family Tree for Dinosaurs.
• Imatge de portada de Charles Knight.

Dinosaures del Pol Nord: La vida a Prince Creek

Quan pensem en un dinosaure, probablement ens l’imaginem caminant a través d’una densa selva tropical o passejant per un pantà humit i calorós. Però de fet, algunes espècies de dinosaures vivien a latituds molt elevades, com els trobats a la formació de Prince Creek. Aquesta formació geològica situada al nord d’Alaska, és una de les fonts més importants de dinosaures ártics, ja que s’hi ha trobat una gran diversitat de fòssils. En aquesta entrada, us descriurem alguns d’aquests dinosaures que vivien aprop del Pol Nord, i us explicarem algunes de les dificultats que havíen de superar per tal de sobreviure a l’extrem més nord del planeta.

ALASKA FA 75 MILIONS D’ANYS

La formació de Prince Creek es localitza al nord de l’estat d’Alaska i data de fa uns 80-60 milions d’anys a finals del Cretaci, l’últim període del Mesozoic. En aquella època, Amèrica del Nord es trobava dividida per l’anomenat Mar Interior Occidental; el continent oriental o Apalatxia, i el continent occidental o Laramídia, al nord del qual es va dipositar la formació de Prince Creek.

Mapa d’Amèrica del Nord a finals del Cretaci, amb la formació de Prince Creek senyalada en vermell, de l’article New Horned Dinosaurs from Utah Provide Evidence for Intracontinental Dinosaur Endemism.

A finals del Cretaci, la formació de Prince Creek es trobava una mica més al nord que a l’actualitat. Tanmateix, la Terra passava en aquells moments per una fase d’efecte hivernacle, pel qual el clima era una mica més càlid que l’actual. Es creu que la temperatura mitjana anual a Prince Creek era d’uns 5°C, amb màximes a l’estiu d’uns 18-20°C. Tanmateix, entre l’estiu i l’hivern la diferència de temperatura devia ser força marcada (actualment a la mateixa latitud, és d’uns 56°C).

Tot i que les temperatures no eren tan baixes com les que trobem a l’Alaska d’avui dia, els dinosaures de Prince Creek havien de suportar llargs mesos de foscor a l’hivern. Tanmateix, les temperatures lleugerament més altes i la proximitat del mar, feien que la diversitat vegetal fós més alta. Observant la flora fossilitzada, sabem que el paisatge era el d’un bosc polar, amb masses forestals dominades per angiospermes i gran quantitat d’espècies de falgueres,molses i fongs, amb zones de planes herbàcies inundades part de l’any.

Dibuix de Julio Lacerda sobre el paisatge i la fauna de Prince Creek.

Pel que fa a la fauna, els paleontòlegs es van sorprendre per la gran diversitat de grans animals que hi van trobar. El fet de que es trobin dinosaures a latituds tant elevades, ens porta a pensar que aquests eren animals endoterms que generaven la seva pròpia escalfor corporal. A més a Prince Creek, no s’hi troben fòssils d’altres rèptils ectoterms com tortugues, cocodrils o serps, els quals abunden que en altres jaciments d’Estats Units de la mateixa època. Actualment es creu que els dinosaures no eren ni endoterms ni ectoterms, sinó mesoterms, els quals generaven escalfor corporal metabòlicament, però eren incapaços de mantenir la temperatura corporal constant.

HERBÍVORS RESISTENTS

La vegetació relativament abundant, permetia la presència d’una gran diversitat de dinosaures herbívors a altes latituds. Mentre que els herbívors més petits no tenien gaires problemes gràcies als seus baixos requeriments energètics, els més grans segurament presentaven més dificultats per aconseguir aliment, en especial durant els durs mesos d’hivern. El fòssil de dinosaure que s’ha trobat més al nord és Ugrunaaluk (literalment “antic pasturador” en llengua inupiaq, la llengua inuït del nord d’Alaska) un hadrosàurid o “dinosaure amb bec d’ànec”. Aquest ornitòpode mesurava fins a 10 metres de llarg i pesava al voltant d’unes 3 tonelades, convertint-lo en un dels animals més grans de Prince Creek.

Reconstrucció de James Havens d’un ramat de Ugrunaaluk kuukpikensis, desplaçant-se sota l’aurora boreal.

Ugrunaaluk eren animals herbívors que vivíen en grups. Tot i que molts autors creuen que aquests animals realitzaven grans migracions com les aus i els mamífers actuals per evitar els mesos d’hivern amb escassa vegetació, alguns altres argumenten que les cries de Ugrunaaluk (amb un metabolisme menys actiu que els endoterms actuals) no haurien sigut capaces de suportar aquests llargs viatges. Ugrunaaluk probablement es desplacés a zones on la vegetació suportés millor el rigor de l’hivern àrtic, tot i que es creu que aquests grans herbívors sobrevivien en la foscor hivernal alimentant-se d’escorça, falgueres i probablement de vegetació aquàtica durant els mesos més freds.

L’altre gran herbívor de Prince Creek fou Pachyrhinosaurus (literalment “llangardaix de nas gruixut”) un ceratòpsid molt estès pels actuals Estats Units, amb una gran protuberància a sobre del nas que hauria fet servir com a arma en combats intraespecífics, i un parell de banyes que sortien lateralment de la cresta. Pachyrhinosaurus era l’animal més gran de Prince Creek, mesurant fins a 8 metres de longitud i arribant a les 4 tonelades de pes. És possible que utilitzés la seva protuberància nasal per desenterrar l’aliment que quedava colgat sota la neu, de forma similar als bisons actuals.

Reconstrucció de James Havens d’una parella de Pachyrhinosaurus perotorum.

Tots els animals de Prince Creek vivien vides difícils. Quasi tots els fòssils trobats tant de Ugrunaaluk com de Pachyrhinosaurus, indiquen que aquestes espècies maduraven ràpid i morien joves. Observant el creixement dels diferents òssos trobats, es creu que aquests dinosaures rarament arribaven als 20 anys de vida, probablement degut a les dures condicions del seu hàbitat però també, a la presència de depredadors.

DEPREDADORS GRANS I PETITS

El depredador més gran de la regió era Nanuqsaurus (“llangardaix ós polar”, de la llengua inupiaq), un tiranosàurid. Aquest animal presentava un sentit de l’olfacte extremadament desenvolupat que li permetia detectar a les seves preses o cadàvers d’animals en la foscor de l’hivern polar. A més, tot i que no s’han trobat proves, molt probablement estigués recobert de plomes que el protegien del fred, ja que moltes espècies de teròpodes emparentats presentaven plomes en algunes parts del seu cos.

Reconstrucció de Nanuqsaurus hoglundi de Tom Parker.

El que més sorprèn de Nanuqsaurus és la seva mida, molt més petita que la dels seus parents. Mentre que altres tiranosàurids de la època arribaven a mesurar entre 10 o 12 metres i a pesar fins a 9 tonelades, Nanuqsaurus sembla un tiranosaure pigmeu, amb una mida estimada de 6 metres de longitud i unos 800 kg de peso. Aquesta mida tant reduïda, probablement es devia al fet de viure en un ambient on la disponibilitat d’aliment presenta variacions estacionals. A part de que la densitat de població de les seves preses no deuria ser molt elevada, durant els mesos d’hivern molts herbívors hauríen migrat a altres zones.

En canvi, hi havia un altre teròpode que presentà l’adaptació contrària. Troodon (“dent que fa mal”) era un dinosaure relativament petit, d’uns 2,9 metres de llarg i uns 50 kg de pès. Aquest és una dinosaure abundant a diversos jaciments d’Amèrica del Nord. Troodon era un animal carnívor molt actiu, amb una bona visió binocular i a més, es creu que fou un dels dinosaures més intel·ligent del Mesozoic.

Reconstrucció de dos Troodon inequalis jugant a la neu per Midiaou.

Mentre que Nanuqsaurus era més petit per la falta de preses abundants, els exemplars de Troodon trobats a Prince Creek es caracteritzaven per ser més grans que els de la resta de jaciments. Això és el que es coneix com la Regla de Bergmann, segons la qual les poblacions d’una espècie que viuen en ambients més freds tendeixen a ser més voluminosas que les d’ambients més càlids, ja que així perden menys escalfor corporal. A més, els ulls més grans dels Troodon de Prince Creek, els conferien avantatge a l’hora de caçar durant les llargues nits hivernals.

Imatge de l’article A Diminutive New Tyrannosaur from the Top of the World, on veiem la mida de Nanuqsaurus (A) comparat amb altres tiranosàurids (B, C, D i E) i de dos exemplars de Troodon (F i G) de diferents latituds.

Ja heu vist com els dinosaures no només van prosperar en ambients càlids i tropicals. Tot i que les seves poblacions no eren tant elevades i les condicions de vida eren més dures, aquests dinosaures van aconseguir a adaptar-se i sobreviure en els boscos polars de Prince Creek, i segur que molts d’ells van gaudir de l’espectacle de l’aurora boreal de fa 75 milions d’anys.

Conjunt de les diferents espècies de dinosaures de la formació de Prince Creek per James Kuether.

REFERÈNCIES

Les següents fonts s’han consultat durant l’elaboració d’aquesta entrada:

• Susana Salazar Jaramillo (2014). Paleoclimate and paleoenvironment of the Prince Creek and Cantwell formations, Alaska: terrestrial evidence of middle Maastrichtian greenhouse event. Thesis.
• Live Science. Polar Dinosaurs Endured Cold Dark Winters.
• The Strange Lives of Polar Dinosaurs.
• North Pole Dinosaurs Lived Short, Hard Lives: Discovery News.
• Gangloff, Fiorillo & Norton (2005). The first Pachycephalosaurine (Dinosauria) from the Paleo-Arctic of Alaska and its Paleogeographic implications. Journal of Paleontology. Vol. 79. Pp: 997-1001.
• Mori, Druckenmiller & Erickson (2016). A New Hadrosaurid from the Prince Creek Formation (Lower Maastrichtian) of Northern Alaska. Acta Palaeontologica Polonica. Vol. 61. Pp: 15-32.
• Fiorillo & Tykoski (2014). A Diminutive New Tyrannosaur from the Top of the World. PLoS ONE 9(3).
• Imatge de portada per Julio Lacerda.

Dinosaures emplomallats: l’origen dels ocells

La presència de plomes és una de les característiques més destacables dels ocells actuals. Actualment són molts els fòssils de dinosaures que ens indiquen que les plomes van aparèixer molt abans que els ocells moderns. Tanmateix, les plomes que presentaven aquests animals mesozoics no eren exactament iguals a les que tenen els ocells d’avui en dia. L’evolució de les plomes va ser un procés llarg i gradual, i en aquesta entrada intentarem fer un repàs dels principals estadis evolutius que van portar a aquests dinosaures a desenvolupar les plomes actuals.

Si t’agrada aquest article i creus que el nostre blog és útil, et demanem per favor el teu vot en els Premis Bitácoras 2015 com el millor bloc d’Educació i Ciència. Clica la imatge següent, entra amb el teu compte de Facebook o Twitter, escriu la URL del blog a la categoria “Educació i Ciència” i prem enter. En només 30 segons ens ajudaràs a divulgar més ciència! Si us plau, deixa un comentari per a qualsevol dubte.

Plomes actuals

Les plomes són estructures fonamentals per a la vida dels ocells actuals. Els proporcionen aïllament contra el fred, la calor i l’aigua, camuflatge, els permeten el vol i en moltes espècies són importantíssimes en els rituals d’aparellament. En molts ocells, el plomatge permet diferenciar entre diferents espècies, entre mascles i femelles, i fins i tot ens permet saber l’edat d’un individu.

Mascle de faisà daurat (Chrysolophus pictus) fotografiat al Bird Park de Kuala Lumpur mostrant-nos diverses morfologies de plomes. Foto de Bjørn Christian Tørrissen.

Les plomes són les estructures tegumentàries més complexes de totes les que trobem entre els vertebrats. Aquestes es formen a l’epidermis, en petits fol·licles que produeixen queratina. La β-queratina de les plomes, les urpes i el bec dels ocells es troba molt més replegada  que la α-queratina del pèl, les peülles i les banyes dels mamífers, fent que sigui molt més forta l’estructura de la primera. Les plomes són estructures resistents i lleugeres, tot i que en molts ocells corresponen a un terç del seu pes corporal.

Les plomes actuals presenten un eix dividit en dues parts: el càlem o canó, la part més proximal i que s’inserta al cos, i el raquis, la part més distal i d’ón surt la part laminar de la ploma. Aquesta s’anomena vexil o estandart i està disposada a ambdós costats del raquis. La part laminar està composta per ramificacions paralel·les anomenades barbes, les quals alhora es ramifiquen en barbetes o bàrbules, les quals també es ramifiquen en petits ganxos que fan que les bàrbules s’enganxin entre elles. A la part superior del vexil (part plomàcia) les barbes queden perfectament ordenades pel sistema de ganxos, mentre que a la part inferior (part plumosa) les barbes estan separades i desordenades, ja que presenten pocs ganxos.

Parts d’una ploma:

1. Vexil o estandart
2. Raquis
3. Barbes plumàcies
4. Barbes plumoses
5. Càlem o canó

Segons la seva estructura, en els ocells actuals hi trobem dos tipus principals de plomes:

Plomes de contorn: Son les plomes que dónen forma a l’ocell. Son plomes llargues i planes, amb el raquis desenvolupat i barbes ordenades. Aquestes es poden classificar en les plomes genèriques de contorn, que recobreixen el cap, coll, tronc i membres de l’animal, i les plomes de vol, anomenades timoneres o rectrius les de la cua (simètriques) i remera o rèmige les de les ales (asimètriques).

Plomes d’un guacamai. Foto de Jörg Gorβ.

Plomissol: Aquestes es troben formant una segona capa sota les plomes de contorn. Són plomes amb raquis curt i amb les barbes desordenades i separades entre elles. La seva funció principal és la d’aïllar tèrmicament a l’ocell. El plomissol natal que recobreix els polls de la majoria d’aus en algún moment del seu desenvolupament s’anomena “neossoptilus”.

Poll d’òliba (Tyto alba) cobert de plomissol. Foto de Maxgreen.

Apart d’aquests dos tipus, en els ocells hi ha altres classes de plomes, com ara les semiplomes (amb una estructura intermitja entre les de contorn i el plomissol) i les cerdes i filoplomes (amb poques barbes i funció principalment sensorial).

Dibuixos esquemàtics dels diferents tipus de plomes que trobem en els ocells actuals, fets per Osado. D’esquerra a dreta: Rectriu (cua), rèmige (ala), ploma genèrica de contorn, semiploma, plomissol, cerda i filoploma.

Origen i evolució de les plomes

Probablement els dinosaures van desenvolupar les primeres plomes com un sistema per evitar la pèrdua d’escalfor corporal. Tenint una cobertura de plomes es crea una capa d’aire calent al voltant de l’animal fent que la seva temperatura sigui més estable. Per això es creu que molts dinosaures tenien un metabolisme quasi endotèrmic (mesotermia) amb una temperatura alta i constant. Tot i així, les plomes primitives o “protoplomes” eren molt diferents de les plomes actuals.

Reconstrucció de Deinonynchus feta per Stephen Czerkas, al Museu d’Història Natural de Viena. Foto de Domser.

Com veurem a continuació, les protoplomes van passar per diferents estadis evolutius fins a arribar a les plomes actuals. Tot i que aquí us presentem aquests estadis de forma linial, no vol dir que al aparèixer un nou tipus de protoploma desaparegués l’anterior. Igual que els ocells actuals presenten diferents tipus de plomes, molts dinosaures presentaven diferents combinacions de protoplomes, les quals només representen diferents nivells d’especialització evolutiva.

Estadi 1: Un únic filament

Esquema sobre l’origen i formació de les primeres protoplomes. Extret de Prum & Brush (2002).

Les primeres protoplomes de les que es té constància no eren res més que uns tubs cilíndrics buits, més semblants a espines que a plomes, que provenien del collar d’un fol·licle. Tot i que les plomes i protoplomes són característiques típiques dels teròpodes, aquestes primeres protoplomes també s’han trobat en dos grups de dinosaures no teròpodes. Aquests són les famílies Heterodontosauridae i Psittacosauridae molts membres de les quals presentaven espines homòlogues a les protoplomes dels teròpodes que segurament també tenien la funció de retindre l’escalfor corporal.

Reconstrucció de l’heterodontosàurid anomenat Fruitadens. Dibuix de Smokeybjb.

En els teròpodes, les plomes van apareixer en un grup anomenat Coelurosauria, que inclou a animals com el tiranosaure, el velociraptor i els ocells actuals. El coelurosaure amb protoplomes més antic del que es té constància és Sciurumimus, literalment “imitador d’esquirols”. S’anomenà així a aquest fòssil per la seva cua plena de protoplomes filamentoses, semblant a la cua d’un esquirol.

Reconstrucció d’un juvenil de Sciurumimus basat en un esquelet trobat a Baviera. Dibuix de Franz Joseph.

Estadi 2: Un plomall de barbes

Segon estadi de l’evolució de les plomes, on una divisió del fol·licle fa que es formin vàries barbes amb un mateix origen. Extret de Prum & Brush (2002).

El següent pas en l’evolució de les plomes fou la divisió del collar cel·lular del fol·licle per a fer que el filament resultant es ramifiqui. El resultat és un plomall de barbes que s’extenen des del càlem. Les protoplomes d’aquest estadi s’assemblen al plomissol actual dels ocells (protoplomes plumoses), i s’han trobat en una gran varietat de fòssils de teròpodes.

Aquestes protoplomes proporcionaven un major aïllament, ajudant a l’animal a conservar la seva temperatura corporal. Es creu també, que és més probable que els dinosaures amb el cos més recobert de protoplomes fóssin els més petits, ja que els animals petits perden escalfor més ràpidament que els animals més grans i per tant necessiten més mecanismes per a retindre l’escalfor corporal. Les espècies de coelurosaures més grans com Tyrannosaurus potser haurien perdut les protoplomes de manera similar a com els elefants actuals han perdut pràcticament tot el pèl del cos. Tot i així, és possible que algunes espècies presentessin protoplomes al néixer i durant les primeres etapes de la seva vida, i que al créixer o les perdéssin o només les presentéssin en algunes parts del cos.

Reconstrucció d’un juvenil de Juravenator on veiem que presentava tant protoplomes com escames. Dibuix de Tom Parker.

Tanmateix en un jaciment de la Xina, s’hi van trobar les restes dels dos dinosaures amb plomes més grans dels que es té constància. El primer que es va descobrir fou Beipiaosaurus, un estrany coleurosaure de 3 metres de llarg amb llargues urpes, que presentava protplomes tant filamentoses (estadi 1) com plumoses (estadi 2). Aquest compartia l’hàbitat amb Yutyrannus, un animal de 9 metres de llarg i 1400 kilos de pes que presentava pràcticament tot el cos cobert de protoplomes plumoses. Aquests dos animals probablement vivien en un ambient fred i humit, i la seva capa de protoplomes els ajudava a conservar l’escalfor quan baixaven les temperatures.

Reconstrucció de quatre Yutyrannus i un parell de Beipiaosaurus en el seu hàbitat. Dibuix de Brian Choo.

Estadi 3: Fusió i ramificació

Esquema de l’evolució de les plomes de l’estadi 1 al 3. Extret de Sues (2001).

El tercer estadi en l’evolució de les plomes és el que va donar una protoploma amb un raquis central format per la fusió d’algunes barbes (3a), i una en la que aparegueren bàrbules que sorgien de les barbes (3b). La combinació d’aquests dos caràcters donà una protoploma plumàcia, bipennada, semblant a les plomes actuals dels ocells tot i que, al no tindre ganxos per a unir les bàrbules entre elles no tindrien la solidesa de les plomes modernes.

Fòssils de protoplomes de l’estadi 3a on es veu un raquis central d’on surten vàries barbes. Extret de Perrichot (2008).

Estadi 4: Ganxos per mantindre l’ordre

Esquema modificat de Plum & Brush (2002) de l’aparició dels ganxos entre les bàrbules de l’estadi 4.

En aquest estadi és on podem començar a parlar de plomes pròpiament dites. La estructura amb raquis, barbes i bàrbules de l’estadi 3, va desenvolupar uns petits ganxos a les bàrbules que feien que aquestes s’enganxéssin i mantinguéssin el vexil unit i amb les barbes ordenades. Aquestes plomes són les que presenten els ocells actuals, les anomenades plomes de contorn, les quals presenten un raquis central i un vexil simètric.

Reconstrucció del troodòntid Anchiornis, on s’aprecia la àmplia cobertura de plomes que presentava. Dibuix de Matt Martyniuk.

Aquestes plomes les trobem en diferents dinosaures, molts dels quals ja començaven a desenvolupar adaptacions per a volar, o almenys planar. Tot i així, també es troben en dinosaures típicament corredors com el Velociraptor, un depredador terrestre de la mida d’un gall d’indi amb un musell llarg i una urpa amb forma de falç a les potes del darrere. L’urpa es creu que servia per a matar a les preses, tot i que alguns científics creuen que feien servir l’urpa per a enfilar-se als arbres i emboscar les preses des de dalt. Potser les plomes li haurien servit per a controlar el salt quan s’avalançava sobre les seves víctimes.

Reconstrucció d’un velociraptor atacant a un oviraptorosaure. Dibuix de Durbed.

Aquestes plomes també les trobem en els oviraptorosaures, un grup de coelurosaures amb bec i poques o cap dent. Tot i que no podien volar, aquest grup probablement feia servir les plomes dels braços per a incubar els ous (com en el gènere Avimimus) i les de la cua per a exhibir-se i comunicarse amb els seus congèneres (com els gèneres Caudipteryx, i Nomingia).

Reconstrucció de l’oviraptorosaure Nomingia, on es veu el ventall de plomes a la cua. Dibuix de Smokeybjb.

Altres dinosaures com Scansoriopteryx tenien un estil de vida arborícola, i les plomes dels braços li servien per planar d’arbre en arbre, tant per caçar com per fugir dels depredadors. Un parent d’aquest, el Epidexipteryx tot i no presentar plomes als braços (que se sàpiga) presentava llargues plomes pennades a la cua, probablement per enviar senyals visuals a altres membres de la seva espècie.

Reconstrucció de Epidexipteryx on s’observa les llargues plomes pennades de la cua. Reconstrucció de Nobu Tamura.

Estadi 5: L’asimetria permet el vol

Esquema i fòssils de tots els passos en l’evolució de les plomes. Extret de McKellar et al (2011).

Finalment l’últim estadi en l’evolució de les plomes és l’aparició de plomes asimètriques, amb el raquis desplaçat fent que una part del vexil sigui més ampla que l’altra. Aquestes plomes són les plomes remeres o rèmiges de les ales dels ocells, les quals no només a fer resistència a l’aire en el planeig, sinó que fan que l’animal pugui elevar-se de terra i volar.

Foto de mallerenga capnegre (Poecile montanus) alçant el vol, on es veuen perfectament les rèmiges asimètriques de les ales. Foto de David Mark.

Tot i que es creu que apart dels ocells cap grup de dinosaures va aconseguir volar realment, hi ha un grup que s’hi va apropar molt. Els anomenat microraptors eren un grup de dinosaures emplomallats que es caracteritzaven per presentar plomes de vol, no només a les potes del davant sinó també a les del darrere. Microraptor, el més famós d’aquests, presentava plomes de vol asimètriques als braços, les cames i, a diferència dels ocells actuals, també a la cua.

Dibuix de la silueta de Microraptor planant. Extret de Xu et al.

Tot i que generalment se’l considera un planador, alguns autors argumenten que possiblement Microraptor hagués estat capacitat per a volar. Algunes característiques esquelètiques indiquen que alguns microraptors podrien haver estat millor adaptats al vol que Archaeopteryx, l’avantpassat dels ocells moderns. Per exemple, Microraptor presentava un esternó fusionat més desenvolupat que Archaeopteryx, cosa que feia que tingués un major punt d’inserció per als músculs de vol.

Video del Museu Americà d’Història Natural sobre la reconstrucció de l’aspecte de Microraptor.

Tanmateix, el més proper a l’avantpassat dels ocells actuals fou Archaeopteryx, el qual tot i no ser un gran volador, ja presentava les plomes com les de les aus modernes. Probablement molts més dinosaures estaven coberts de plomes o protoplomes, però en aquesta entrada només hem mentat les espècies de les que es tenen proves irrefutables de que en presentaven. Com hem vist, el camí fins a arribar a les plomes actuals fou llarg i va donar lloc a una gran diversitat d’espècies de dinosaures, però després de que un meteorit extingís pràcticament la vida a la Terra fa 65 milions d’anys, només un grup de dinosaures emplomallats sobrevisqué i prosperà.

Fòssil de Archaeopteryx lithographica de finals del Juràssic trobat al sud d’Alemanya. Foto de James L. Amos.

T’ha agradat? Recorda valorar la nostra feina votant-nos als Premis Bitácoras com a millor blog d’Educació i Ciència! Moltíssimes gràcies.

Referències

Per a l’elaboració d’aquesta entrada s’han utilitzat les següents referències:

• Foto de portada: Chuang Zhao.
• http://revistas.um.es/analesvet/article/view/16011
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1366335/pdf/biophysj00662-0055.pdf
• http://www.sci-hub.club/10.1007/s12542-011-0111-3
• http://www.sci-hub.club/10.1086/341993
• http://prumlab.yale.edu/sites/default/files/prum_n_brush_2002.pdf
• http://people.eku.edu/ritchisong/feather_evolution.htm
• http://www.geo.arizona.edu/geo3xx/geo308/FoldersOnServer/2004/nature02855.pdf

Perill, mamífers verinosos!

Normalment associem a les serps, aràcnids, meduses, etc. com els animals verinosos per excel·lència, però sabies que també hi ha mamífers verinosos? En aquest article descobrirem quins són i la natura i ús dels seus verins.

L’ORNITORINC

L’ornitorinc (Ornithorhynchus anatinus) és el més famós entre els mamífers verinosos, i no només per aquesta característica. Amb un bec semblant a un ànec i reproducció ovípara (que posa ous), quan va ser descobert alguns científics pensaven que era un frau.

Ornitorinc (Ornithorhynchus anatinus). Foto de Jonathan Munro

Pertanyen a l’ordre dels monotremes, que significa lieralment “un sol orifici” en al·lusió a la cloaca, el final de l’aparell digestiu i reproductor. Alguns biòlegs evolutius es refereixen a ells com la “baula perduda” entre rèptils i mamífers, ja que presenten característiques d’ambdós grups. Els monotremes són els únics mamífers que posen ous, però el seu cos està cobert de pèl i les cries s’alimenten de la llet materna. Es distribueixen per Austràlia, Tasmània i Nova Guinea.

Els ornitorincs tenen un esperó a les potes del darrere, que només en el cas dels mascles, allibera verí produït per les glàndules crurals (situades a la cama). El mascle ho utilitza principalment per defensar el seu territori i establir la seva dominància durant l’època d’aparellament, encara que si és molestat també el fa servir com a defensa. Aquest verí és capaç de matar animals petits, fins i tot a gossos, i provocar un dolor intens i inflamació en els humans. Aquest dolor pot durar dies o mesos segons el cas.

Esperó a la pota del darrere d’un ornitorinc. Foto de E. Lonnon

Les toxines són quatre proteïnes, tres de les quals són exclusives de l’ornitorinc. Són semblants a les defensines (DLP, defensin–like proteins). Es tracta de proteïnes de tipus globular, petites i compactades, que participen en l’activació dels receptors del dolor. El coneixement de com actuen aquestes toxines, d’especial interès perquè provoquen un dolor durador i intens, pot obrir noves vies en la síntesi de fàrmacs analgèsics.

Equidna de nas curt (Tachyglossus aculeatus). Foto de Tony Britt-Lewis

Els equidnes (família Tachyglossidae) completen l’ordre dels monotremes juntament amb l’ornitorinc; en conseqüència també són ovípars. La família està formada per quatre espècies, amb la característica comuna de tenir el cos cobert de pèl dens i espines. Són principalment insectívors especialitzats en formigues i tèrmits (mirmecòfags).

Igual que els ornitorincs, també posseeixen esperons darrere dels genolls, però les seves secrecions no són verinoses. Les utilitzen com a substàncies per marcar el seu territori, segons els  últims estudis.

LORIS PERESOSOS

Com vam veure en un article anterior, els loris són primats del subordre dels prosimis. Són nocturns, arborícoles i s’alimenten principalment d’insectes, vegetals i fruites. Els loris peresosos (gènere Nycticebus), originaris del sud-est asiàtic, són els únics primats verinosos. Posseeixen glàndules verinoses als colzes (glàndula braquial), i es distribueixen el verí pel cos amb els braços i la llengua, el qual també pot unir-se a la saliva i transmetre‘s per mossegades.

Loris pigmeu (Nycticebus pigmaeus). Foto de Ch’ien C. Lee

En aquest cas el verí és utilitzat com a defensa davant els seus depredadors, el que els provoca dolor, inflamació, necrosi (mort cel·lular) a la zona de la mossegada, hematúria (sang en orina) o en alguns casos xocs anafilàctics (reacció al·lèrgica) que poden conduir a la mort, fins i tot en humans (alguns estan amenaçats per la seva comercialització il·legal com a mascotes i en la medicina tradicional xinesa). El verí també serveix de protecció per a les cries, ja que en ser llepades pels seus progenitors la secreció verinosa es distribueix per tot el pelatge. El fet de ser verinosos, insòlit dins dels primats, pot ajudar a contrarestar els desavantatges dels seus lents moviments. L’exsudat de les glàndules, igual que en els equidnes, també pot donar informació olfactiva de rang i territori entre individus de loris (Hagey et al., 2007).

Loris de Kayan (Nycticebus kayan). Foto de Ch’ien C. Lee

Les toxines són de tipus polipeptídic (que es generen en barrejar la secreció glandular amb la saliva) i un esteroide no identificat. La secreció és semblant a l’al·lergen Fel d 1, que es troba en el gat domèstic i provoca al·lèrgies en humans (Hagey et al., 2006; Krane et al., 2003).

Es creu fins i tot que els loris mandrosos han convergit evolutivament amb les cobres, pel seu comportament defensiu quan es troben amenaçats, xiulant i aixecant els braços al voltant del seu cap (Nekaris et. al, 2003).

Mimetisme entre loris i cobres. 1. Lori de Java, 2 y 3. Cobra india 4. Lori de Bengala. Foto de Nekaris et. al.

En el següent vídeo una lori peresós és molestat i xiula com una serp mentre tracta de mossegar:

 EL SOLENODONT O ALMIQUÍ

Es tracta de petits mamífers nocturns semblants a les musaranyes i bàsicament insectívors que habiten a les Antilles. El solenodont de La Española (Solenodon paradoxus) habita a l’illa del mateix nom (República Dominicana i Haití) mentre que l’almiquí de Cuba (Solenodon cubanus) es distribueix per Cuba. Se’ls considera fòssils vivents ja que presenten característiques primitives similars a les que posseïen els mamífers del final de l’Era Secundària (regnat dels dinosaures).

Solenodont de La Española (Solenodon paradoxus). Foto de Eladio M. Fernández.

A diferència de la resta de mamífers verinosos, la saliva tòxica es produeix en unes glàndules sota de la mandíbula (glàndules submaxil·lars), que és transportada per conductes cap a la part davantera de la boca. Les segons dents incisives tenen un solc on s’acumula la saliva tòxica per afavorir la seva entrada a les ferides. Són doncs els únics mamífers que injecten verí a través de les seves dents, de manera similar a les serps.

Mandíbula inferior de Solenodon paradoxus on es veu el solc de l’incisiu. Foto de Phil Myers

La principal funció d’aquest verí és immobilitzar les preses que cacen, ja que a més d’insectes poden atrapar petits vertebrats com rèptils, amfibis o aus.

Almiquí de Cuba (Solenodon cubanus). Foto de Julio Genaro.

Evolutivament, aquest verí pot haver-se desenvolupat per mantenir preses vives però immòbils durant èpoques d’escassetat, per ajudar en la digestió, minimitzar la despesa d’energia en la lluita durant la caça i enfrontar-se a preses fins i tot el doble de grans que ells. Aquest verí no és mortal per als humans.

MUSARANYES

La musaranya cuacurta septendrional (Blarina brevicauda), la musaranya aquàtica pirinenca (Neomys fodiens) i la musaranya aquàtica mediterrània (Neomys anomalus) també posseeixen glàndules submaxil·lars com el solenodont. Es distribueixen per Amèrica del Nord (musaranya cuacurta) i Europa i Àsia (musaranyes aquàtiques), inclosa la Península Ibèrica.

Musaranya cuacurta septentrional (Blarina brevicauda). Foto de Gilles Gonthier.

La musaranya cuacurta pot consumir fins a tres vegades el seu pes d’aliment al dia. La seva saliva és la més verinosa que existeix i la fa servir per paralitzar a les seves preses, per menjar-les o conservar-les vives en períodes d’escassetat. Les musaranyes aquàtiques també emmagatzemen les seves preses immobilitzades sota de les roques.

Musaranya aquàtica mediterrània (Neomys anomalus). Foto de Rollin Verlinde.

Aquests animals ataquen des del darrere i mosseguen el coll de les seves preses perquè el verí actuï més ràpidament, ja que afecta el sistema nerviós central (neurotoxines). L’aparell respiratori i vascular també resulta afectat i produeix convulsions, descoordinació de moviments, paràlisi i fins i tot la mort de petits vertebrats.

Musaranya aquàtica pirinenca (Neomys fodiens). Foto de R. Altenkamp.

Les seves dents no tenen solcs com els dels solenodonts, però sí una superfície còncava per emmagatzemar la saliva tòxica.

Mandíbula inferior de Neomys anomalus. Foto de António Pena.

Se sospita que altres mamífers produeixen també saliva tòxica de manera similar, com el talp europeu (Talpa europaea) i altres espècies de musaranya, però no es disposa d’estudis concloents.

RATA CRESTADA AFRICANA

També coneguda com rata de crinera (Lophiomys imhausi), la rata crestada africana utilitza verí present al seu pèl per protegir-se dels seus depredadors.

Rata crestada africana (Lophiomys imhausi). Foto de Kevin Deacon

A diferència de la resta de mamífers que produeixen els seus propis verins, la rata crestada africana obté la toxina (anomenada ouabaína) de l’escorça i arrels d’un arbre (acocantera o llorer tòxic, Acokanthera schimperi). Els mastega i s’unta la barreja de saliva i tòxic al cos. Els seus pèls tenen una estructura microscòpica cilíndrica perforada, el que afavoreix l’absorció del verí. En cas de perill, s’estarrufa i mostra el seu pelatge marró a ratlles blanques, advertint del seu perill potencial. Aquesta estratègia de persuasió basada en colors cridaners d’advertència es coneix com aposematisme, present en molts animals, com les abelles.

En aquest vídeo de la BBC online s’observa una rata crestada i imatges al microscopi d’un pèl absorbint tinta, mostrant la seva estructura porosa:

Es desconeix de quina manera és immune a la toxina, ja que és la mateixa substància que fan servir algunes tribus africanes per caçar animals tan grans com l’elefant. La ouabaína és un glucòsid que controla el batec del cor, provocant infarts si s’absorbeix en grans quantitats. L’estudi dels mecanismes que protegeixen la rata crestada d’una substància que regula el ritme cardíac, pot ajudar al desenvolupament de tractaments per a problemes cardíacs.

Els eriçons europeus (Erinaceus europaeus) tenen un comportament similar (empastifar-se el cos amb verí aliè), però no s’ha pogut comprovar si l’objectiu és defensiu ja que no espanta als depredadors.

En conclusió, les estratègies, usos i natures del verí en mamífers són variades i el seu estudi pot tenir importants conseqüències mèdiques en el desenvolupament de fàrmacs, així com augmentar el coneixement de les relacions evolutives entre diferents grups d’animals actuals (rèptils-mamífers) i seus avantpassats.

REFERÈNCIES

• Platypus poison
• Scientists discover the function of the echidna’s spur
• Los primates venenosos existen
• El único primate venenoso del mundo ya no está solo
• “Venom” of the slow loris: sequence similarity
  of prosimian skin gland protein and Fel d 1 cat allergen
• Venomous Slow Loris May Have Evolved To Mimic Cobras
• La rata que se unta con veneno para defenderse
• ¿Es cierto que los erizos se embadurnan de veneno?
• Pequeños pero feroces: mamíferos venenosos
• Are slow lorises really venomous?
• Encuentro con un “fósil viviente” en R. Dominicana
• Imatge de portada de Dave Watts

Spinosaurus: el primer dinosaure aquàtic?

Recentment s’ha estrenat a La 2 de TVE la sèrie documental de la BBC “Planeta Dinosaure” on s’expliquen els descobriments paleontològics més recents relacionats amb la biologia dels dinosaures. En la entrada anterior vam parlar dels dinosaures teròpodes entre els qual es troba l’espinosaure, un dels depredadors més grans que ha existit mai. En aquesta entrada explicaré algunes de les coses que la paleontologia ha revelat sobre l’estil de vida d’aquest animal.

TAXONOMIA

L’espinosaure (de nom científic Spinosaurus aegyptiacus) pertanyia a la família Spinosauridae, un grup de teròpodes especialitzats que va aparèixer a finals del Juràssic i desaparegué fa uns 93 milions d’anys a finals del Cretàcic. Aquest grup es caracteritzava per ser teròpodes relativament grans, amb dents còniques i morros allargats semblants als dels cocodrils i espines neurals allargades recorrent l’esquena formant una estructura en forma de “vela” (d’aquí ve el nom “Spinosauridae”, rèptils amb espines).

Comparació de la mida de diferents espinosàurids per Scott Hartman. De dreta a esquerra: Irritator challengeri, Baryonyx walkeri, Suchomimus tenerensis i Spinosaurus aegyptiacus.

Els membres més coneguts d’aquesta família són el Baryonyx d’Europa, que tenia unes grans urpes corbades a les potes del davant per a capturar els peixos dels quals s’alimentava de forma semblant al seu parent proper, el Suchomimus del nord d’Àfrica. A més, tenim al petit Irritator d’uns 3 metres d’alt descobert al Brasil i finalment, a l’Spinosaurus del nord d’Àfrica, que mesurant entre 12 i 18 metres de llarg i pesant entre 7 i 20 tones, va ser un dels depredadors més grans que ha caminat mai per terra.

HÀBITAT I DISTRIBUCIÓ

El gènere Spinosaurus es trobava distribuït per la zona corresponent al que actualment és el nord d’Àfrica. Aquest gènere va viure durant el Cretàcic, apareixent fa uns 112 milions d’anys i extingint-se fa uns 97 milions d’anys.

Mapa del món fet per Joshua Doubek de fa 94 milions d'anys, a mitjans del Cretàcic.

Durant aquest període, el nord d’Àfrica era una zona humida d’altes temperatures i zones pantanoses. Segurament els espinosaures vivien en àrees amb grans rius i manglars a prop de la costa, on les marees inundaven el seu hàbitat en diferents èpoques de l’any. Això concorda amb la visió de que els espinosàurids preferien zones humides amb abundància de grans peixos dels que alimentar-se.

Reconstrucció del 2010 de Spinosaurus aegyptiacus per Dmitry Bogdanov.

Actualment hi ha dues possibles espècies d’espinosaures. La més famosa és Spinosaurus aegyptiacus de Egipte, que és l’espècie de la qual més coses sabem. Una segona espècie possible és Spinosaurus maroccanus del Marroc, que alguns consideren simplement una subpoblació de Spinosaurus aegyptiacus.

FUNCIÓ DE LES ESPINES DORSALS

Els espinosaures van ser descoberts el 1912 per un fòssil que incloïa les característiques espines dorsals. Aquestes espines arribaven a fer 10 vegades la longitud de les vèrtebres de les quals emergien.

La escassetat de fòssils d’espinosaures ha provocat que la funció de les espines sigui encara un misteri per la ciència. Tot i així, existeixen vàries hipòtesis. Una d’aquestes és que les espines formaven una “vela” al llarg de l’esquena altament irrigada amb vasos sanguinis que ajudava a l’animal en la termoregulació, ja que probablement un animal tant gran tingués problemes per a perdre calor. La vela hauria ajudat a l’animal a evitar el sobreescalfament orientat-la cap a la direcció del vent per a refrescar-se.

Reconstrucció d'esquelet d'espinosaure subadult (Museu de Japó, foto de Kabacchi).

Una altra hipòtesi diu que les espines formaven una estructura més semblant a la gepa d’un camell que l’animal utilitzava per a emmagatzemar greix per a suportar períodes d’escassetat de recursos.

Molts paleontòlegs creuen que ambdues hipòtesis podrien ser correctes i que l’espinosaure utilitzés la vela tant per a regular la seva temperatura corporal i a més que també hi emmagatzemés greix per a resistir períodes de falta d’aliment. A més, la vela segurament feia que l’espinosaure semblés encara més gran del que era i també que la fessin servir en els rituals d’aparellament de forma semblant als paons actuals.

ALIMENTACIÓ

El crani de Spinosaurus mostra adaptacions a una dieta piscívora. El musell és més allargat i prim que en altres teròpodes. Apart d’això, en observar el morro del Spinosaurus s’ha observat que presenten un seguit de petits forats semblants als que presenten els cocodrils. Es creu que aquestes estructures indiquen la presència de receptors de pressió que els permetia detectar el moviment de les seves preses a sota de l’aigua.

Mandíbula superior de Spinosaurus del Museo di Storio Naturale di Milano, on s'observen els forats que possiblement contenien els receptors de pressió.

Mentre que les dents de la majoria de teròpodes carnívors eren corbades i presentaven una serra a la part posterior per a tallar la carn, les dents de l’espinosaure eren còniques i sense serra, més semblants a les d’un cocodril. Aquestes dents eren més útils per atrapar i impedir que preses ràpides i relliscoses se’ls escapessin (com per exemple un peix). A més, en varis fòssils de Spinosaurus s’han trobat entre les seves dents restes d’escates i ossos de grans peixos prehistòrics que segurament poblaven els rius del Cretàcic.

Reconstrucció feta per Joschua Knüppe de dues espècies de Mawsonia, uns peixos dels quals s'han trobat restes entre les dents de Spinosaurus.

Tanmateix es creu que l’espinosaure devia ser un depredador oportunista, alimentant-se principalment de peixos, però caçant petits dinosaures quan podia o robant les preses a altres depredadors aprofitant-se de la seva mida.

POSTURA I ESTIL DE VIDA

Els espinosaures tradicionalment se’ls ha representat com a animals bípedes, igual que la majoria de teròpodes de mida semblant. Tot i que la majoria de fòssils trobats són bastant incomplets, es sap que les potes del davant estaven més desenvolupades que les de la majoria de teròpodes i que presentaven unes urpes llargues i corbades.

Tradicionalment es creia que Spinosaurus caçava d’una forma semblant al bernat pescaire, rondant per zones d’aigües poc profundes, enfonsant el seu llarg morro per a detectar a les preses mitjançant els receptors de pressió i capturant-la amb les mandíbules. Segurament, també utilitzava les potes del davant per a acabar de desmembrar les preses en troços més petits i menjar-se-les.

Reconstrucció feta per Joschua Knüppe de Spinosaurus aegyptiacus en postura de caça.

A finals del 2014 es va descobrir un nou fòssil de Spinosaurus que ha canviat la visió que es tenia sobre aquest animal. Per primer cop s’ha trobat un fòssil que mostra les potes del darrera d’aquest dinosaure i s’han vist un seguit de característiques que no es troben en cap altre teròpode i ni tan sols en cap altre espinosàurid. Aquest fòssil ens mostra que les potes del darrere eren molt més massisses que en altres dinosaures teròpodes, els quals solen tenir els ossos buits fent-los més lleugers (com en els ocells actuals). A més, en aquest fòssil les potes del darrere són molt més curtes en relació a la mida de l’animal que en cap altre teròpode, cosa que ens porta a pensar que Spinosaurus probablement fós un animal quadrúpede. Això ha provocat que alguns científics creguin que l’estil de vida d’aquests dinosaures era més semblant al del cocodril i que aquests passarien molt més temps vivint a l’aigua que a terra, convertint a l’espinosaure en el primer dinosaure aquàtic conegut.

Reconstrucció feta per Rodrigo Vega de Spinosaurus basant-se en el esquelet descobert el 2014.

De tota manera, molts paleontòlegs argumenten que no es pot basar la biologia d’una espècie en un únic fòssil i aconsellen precaució a l’hora de fer generalitzacions a tota l’espècie (el fòssil podria tractar-se d’una barreja d’ossos d’individus adults i juvenils o fins i tot podria ser un individu que va patir una mutació congènita que fes que les potes posteriors no es desenvolupessin correctament). La paleontologia és una ciència que amb cada nou descobriment va desentranyant l’arbre de la vida i la evolució dels diferents grups d’éssers vius. Amb una mica de sort, descobriments posteriors ens permetran aclarir l’anatomia del Spinosaurus aegyptiacus per així poder acabar definint l’estil de vida d’aquest rèptil tant únic i extraordinari.

REFERÈNCIES

S’han consultat les següents fonts per a elaborar els continguts d’aquesta entrada:

• Foto de portada: Davide Bonadonna.
• http://palaeos.com/vertebrates/theropoda/spinosauridae.html
• http://www.geol.umd.edu/~tholtz/G104/lectures/104therop.html
• http://palaeo.gly.bris.ac.uk/palaeofiles/fossilgroups/dinosauria/Theropoda.html
• http://www.scielo.br/pdf/aabc/v83n1/v83n1a06.pdf

Si t’ha agradat aquest article, si us plau comparteix-lo a les xarxes socials per a fer-ne difusió,  doncs l’objectiu del blog, al cap i a la fi, és divulgar la ciència i que arribi al màxim de gent possible.

Aquesta publicació té una llicència Creative Commons:

El regnat dels rèptils: què és un dinosaure?

Els dinosaures (superordre Dinosauria, que vol dir “rèptils terribles”) són un grup de rèptils que van dominar tots els ecosistemes terrestres durant el Mesozoic (Era Secundària o “l’Era dels Rèptils”). Tanmateix, molta gent no té molt clar què és un dinosaure i què no ho és, i generalitza el terme “dinosaure” per a referir-se a tots els rèptils que van evolucionar durant l’Era Secundària. En aquesta entrada intentaré fer un petit repàs dels diferents grups de rèptils que van aparèixer durant el Mesozoic i explicaré per sobre, la classificació dels diferents grups de dinosaures i algunes de les seves adaptacions.

RÈPTILS DEL MESOZOIC: DINOSAURES I MOLTS MÉS

Els dinosaures van aparèixer després d’un fenomen d’extinció massiva que ocorregué fa uns 251 milions d’anys (extinció del Pèrmic-Triàssic). Aquest fenomen va eliminar el 96% de les espècies marines i el 70% de les espècies terrestres del moment, deixant molts nínxols ecològics buits que van poder ser ocupats per noves espècies.

Gràfic modificat de Rohde & Muller (2005) mostrant les grans extincions massives. La zona més fosca indica el període corresponent al Mesozoic.

Durant el Triàsic (a principis del Mesozoic) van evolucionar molts grups de rèptils diferents. Entre aquests grups trobem els dinosaures, els quals en aquell moment estaven lluny de ser els vertebrats terrestres dominants. Entre alguns dels altres grups de rèptils no dinosaures d’aquella època hi trobem: els rauisúquids (clade Rauisuchia) terrestres i grups totalment marins com els sauropterigis (superordre Sauropterygia) i els ictiopterigis (superordre Ichthyopterygia).

Reconstruccions de Dmitry Bogdanov de Prestosuchus (un rauisúquid, a dalt), de Nichollsia (un sauropterigi, a baix a l’esquerra) i de Platypterigius (un ictiopterigi, a baix a la dreta).

Una segona extinció massiva a finals del Triàsic i principis del Juràssic va acabar amb molts dels rèptils dominants, cosa que va permetre l’expansió i evolució dels fins llavors petits dinosaures i de nous grups com ara els crocodilomorfs (superordre Crocodylomorpha, avantpassats dels crocodilians) i els pterosaures voladors (ordre Pterosauria).

Reconstruccions de Dmitry Bogdanov de Dakosaurus (un crocodilomorf, a dalt) i de Scaphognathus (un pterosaure, a baix).

Com podem veure, els dinosaures només son un dels molts grups de rèptils que van evolucionar durant el Mesozoic. Durant el Juràssic, els dinosaures es van diversificar molt, tot i que pràcticament totes les espècies eren exclusivament terrestres. Aquests, van dominar els ecosistemes terrestres de la Terra fins a la seva pràctica extinció fa 65 milions d’anys a finals del Cretàcic.

CLASSIFICACIÓ DELS DINOSAURES

Els primers dinosaures van evolucionar fa uns 231 milions d’anys a mitjans del Triàsic. Aquests, eren animals petits i es caracteritzaven per la postura de les seves potes que, a diferència de la resta de rèptils, eren verticals i elevaven el cos del terra. Això els permetia una major mobilitat i un estil de vida més actiu.

A dalt: Esquelet de Eoraptor, un dels dinosaures més antics que es coneix (Museu de Japó, foto de Kentaro Ohno). A baix: Esquemes de la postura típica de la majoria de rèptils (esquerra) i la característica dels dinosaures (dreta).

Posteriorment, els dinosaures es van separar en dos ordres diferents: els Saurischia i els Ornithischia. Aquests dos grups es diferenciaven en l’estructura de la seva pelvis; els saurisquis van conservar una pelvis semblant a la de la resta de rèptils, mentre que els ornitisquis van evolucionar una pelvis que superficialment s’assemblava més a la dels ocells.

Esquema mostrant l’estructura de la pelvis dels Saurischia (esquerra) i dels Ornithischia (dreta). Representa que els animals miren a l’esquerra.

ORNITISCHIA: PELVIS D’OCELL

Arbre evolutiu dels Ornithischia, modificat de Zureks.

Ornithopoda (“peus d’ocell”): Els ornitòpodes van ser el grup d’ornitisquis més divers, que es caracteritzaven per tindre peus amb tres dits de forma semblant als ocells. Eren herbívors que podien combinar la marxa bípeda i la quadrúpeda. Entre ells s’hi troba l’Iguanodon, un dels primers dinosaures descoberts per la ciència.

Peu de Iguanodon (dreta) i reconstrucció de O. C. Marsh (1896).

Els ornitòpodes van adquirir moltes adaptacions diferents; alguns grups tenien becs d’ànec per a alimentar-se de vegetació aquàtica, d’altres van desenvolupar mans molt especialitzades, amb un polze en forma de punyal per a defensar-se i un dit petit oposable per a agafar la vegetació de la que s’alimentaven. Molts grups van desenvolupar crestes òssies que es creu que els servien tant per diferenciar-se entre membres de diferents espècies com per a comunicar-se entre ells.

Reconstrucció de Parasaurolophus (autor desconegut), un ornitòpode que presentava una gran cresta buida que li servia per a amplificar els sons que produïa.

Marginocephalia (“cap flanquejat”): Els anomenats marginocèfals foren un grup de dinosaures herbívors emparentats amb els ornitòpodes que es caracteritzaven per una àmplia ossificació del crani. Aquests es poden dividir en dos grups:

Els paquicefalosaures (subordre Pachycephalosauria, “rèptils de cap gruixut”) eren bípedes, que presentaven un crani molt engruixit i flanquejat per una sèrie d’osteoderms (ossificacions cobertes de queratina). Es creu que els membres d’aquest grup resolien les disputes territorials i resolien els conflictes reproductors entrexocant els caps de forma similar a les cabres.

Reconstrucció de Pachycephalosaurus per Jordan Mallon.

Els altres membres dels marginocèfals són els ceratòpsids (subordre Ceratopsia, “cara amb banyes”), quadrúpedes que presentaven; un collar ossi que feia que el crani semblés molt més gran i “l’os rostral” que formava una estructura en forma de bec al morro. Moltes espècies van desenvolupar a més, banyes facials que podien sortir tant del pòmul, com de sobre els ulls, com del collar ossi.

Reconstrucció de Rubeosaurus per Lukas Panzarin (esquerra) i crani de Triceratops (dreta), foto de Zachi Evenor.

Thyreophora (“portadors d’escuts”): Aquest grup basal d’ornitisquis estava exclusivament format per lents herbívors quadrúpedes que presentaven grans osteoderms que constituïen el seu principal mètode de defensa. Els tireòfors es poden dividir en:

Els estegosaures (subordre Stegosauria, “rèptils amb teules”) van ser grans dinosaures herbívors caracteritzats per  dues files d’osteoderms que els recorria el dors des del coll fins a la cua i que els servia tant com a protecció com a ajuda per la termoregulació. Algunes espècies també van desenvolupar espines caudals anomenades “thagomizers” que utilitzaven com a armes per a protegir-se dels depredadors.

“Thagomizer” muntat al Denver Museum of Nature and Science (esquerra) i reconstrucció de Stegosaurus de Nobu Tamura (dreta).

Els anquilosaures (subordre Ankylosauria, “rèptils fosos”) van desenvolupar grans armadures òssies que els recobrien tot el cos. Alguns com l’Ankylosaurus, van desenvolupar masses òssies a l’extrem de la cua per a defensar-se dels depredadors.

Recontrucció de Euoplocephalus per Nobu Tamura.

SAURISCHIA: PELVIS DE RÈPTIL

Arbre evolutiu dels Saurischia, modificat de Zureks.

Sauropodomorpha (“peus amb forma de rèptil”): Els sauropodomorfs són més coneguts com els “dinosaures de coll llarg”. Això es deu a que van evolucionar per a alimentar-se dels estrats de vegetació més elevats.

Reconstrucció de diferents sauropodomorfs (d’esquerra a dreta): Camarasaurus, Brachiosaurus, Giraffatitan i Euhelopus.

La majoria d’espècies es convertiren en enormes quadrúpedes amb potes en forma de columna semblants a les dels elefants i colls llargs per arribar a les fulles dels arbres més alts. Les espècies més evolucionades van adquirir mides gegantines com l’Amphicoelias, que podia créixer fins als 60 metres de longitud.

Theropoda (“peus de bèstia”): Aquest últim grup es conegut per dos motius. El primer és que aquest grup inclou algunes de les famílies més famoses de grans depredadors, com ara els Tyrannosauridae i els Dromaeosauridae. El segon motiu és que són l’únic grup de dinosaures amb representants vius, ja que els ocells s’inclouen dins del subordre Theropoda.

Esquelet de Allosaurus de col·leccions de museus americans (1915).

Tots els teròpodes són bípedes i la majoria d’espècies mesozoiques eren carnívores, amb dents renovables i esmolades, adaptades a la depredació. Els teròpodes presenten una pelvis saurisquia, però posteriorment els ocells van desenvolupar una pelvis més semblant a la dels dinosaures ornitisquis.

Reconstrucció de Davide Bonnadonna de els diferents clades que van dur a l’aparició dels ocells (d’esquerra a dreta): Neotheropoda, Tetanurae, Coelurosauria, Paraves i finalment l’Archaeopteryx, que es creu que fou la primera espècie d’ocell que va existir.

Algunes espècies presentaven plomes que els ajudaven a la termoregulació. A partir d’aquests grups van evolucionar els ocells a finals del Juràssic.

REFERÈNCIES

S’han consultat les següents fonts per a elaborar els continguts d’aquesta entrada:

• Foto de portada: Gerhard Boeggemann.
• http://web.archive.org/web/20110612180650/http://www.hmnh.org/library/diplodocus/holland1910.html
• http://www.smithsonianmag.com/science-nature/tracking-the-origin-of-dinosaurs-70638045/?no-ist
• http://www.geol.umd.edu/~tholtz/G104/104Syl.html
• http://palaeo.gly.bris.ac.uk/palaeofiles/fossilgroups/dinosauria/index.html

Si t’ha agradat aquest article, si us plau comparteix-lo a les xarxes socials per a fer-ne difusió,  doncs l’objectiu del blog, al cap i a la fi, és divulgar la ciència i que arribi al màxim de gent possible.

Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.