Arxiu d'etiquetes: osteoderm

The kingdom of the reptiles: what is a dinosaur?

Dinosaurs (superorder Dinosauria, “terrible reptiles”) are a group of reptiles which dominated all terrestrial ecosystems during the Mesozoic (Secondary Era or “the Age of Reptiles”). Even today, to most people there’s still some confusion over what a dinosaur is and what is not, and the term “dinosaur” is often used to refer to all the reptiles that evolved during the Secondary Era. In this entry I’ll try to give account of some of the different groups of reptiles that appeared during the Mesozoic and I’ll explain the classification of the different dinosaurian groups and some of their adaptations.

MESOZOIC REPTILES: DINOSAURS AND LOTS MORE

The rise of the dinosaurs was possible thanks to a mass extinction phenomenon which occurred 251 million years ago (Permian-Triassic extinction event). That phenomenon annihilated up to 96% of marine species and up to 70% of terrestrial species in that time, leaving lots of empty ecological niches to be inherited by new animal species.

Sin título
Modified graphic from Rohde & Muller (2005) showing the great massive extinction. The darker zone corresponds to the Mesozoic period.

During the Triassic period (in the early Mesozoic) many different groups of reptiles evolved. One of these groups was the Dinosauria, which at that moment was far from being the dominant group of terrestrial animals. Some other reptilian groups of that time were the terrestrial rauisuchians (clade Rauisuchia) and fully aquatic groups like the sauropterygians (superorder Sauropterygia) and the ichthyopterygians (superorder Ichthyopterygia).

Reconstructions by Dmitry Bogdanov of Prestosuchus (a rauisuchian, top), Nichollsia (a suropterygian, left bottom) and Platypterigius (an ichthyopterygian, right bottom).
Reconstructions by Dmitry Bogdanov of Prestosuchus (a rauisuchian, top), Nichollsia (a suropterygian, left bottom) and Platypterigius (an ichthyopterygian, right bottom).

A second mass extinction in the late Triassic and the early Jurassic put an end to most of the dominant reptile groups, allowing the yet small dinosaurs to expand and evolve, along with some new groups like the crocodilomorphs (superorder Crocodylomorpha, ancestors of crocodilians), the flying pterosaurs (order Pterosauria).

Reconstructions by Dmitry Bogdanov of Dakosaurus (a crocodilomorph, top) and Scaphognathus (a pterosauria, bottom).
Reconstructions by Dmitry Bogdanov of Dakosaurus (a crocodilomorph, top) and Scaphognathus (a pterosauria, bottom).

As we can see, dinosaurs are only one of many reptile groups that evolved during the Mesozoic. During the Jurassic period, dinosaurs diversified into many different groups, but they were mostly restricted to terrestrial ecosystems, which they would rule until their practical extinction 65 million years ago at the end of the Cretacic period.

DINOSAUR CLASSIFICATION

The first dinosaurs evolved around 231 million years ago during the mid-Triassic period. They were small in size and were characterized by their limb’s posture, which contrary to most reptiles, grew vertically elevating their body from the ground. That gave them more agility and a more active lifestyle.

eorpohd
Top: Skeleton of Eoraptor, one of the oldest known dinosaurs (Museum of Japan, photo by Kentaro Ohno). Bottom: Representation of the posture common among most reptiles (left) and the posture characteristic of dinosaurs (right).

Then dinosaurs diverged into two different orders: the Saurischia and the Ornithischia. These two groups were distinguished by the structure of their pelvis; saurischians conserved a pelvis more closely similar to that of the other reptiles, while the ornithischians evolved a pelvis superficially similar to that of modern birds.

pjjhsfjsfdorni
Representation showing the structure of saurischian hips (left) and ornitischian hips (right). The animals represented are facing left.

ORNITISCHIA: BIRD HIPPED

ORNITHISCHIA
Evolutionary tree of Ornithischia, modified by Zureks.

Ornithopoda (“bird feet”): Ornithopods were the most diverse group of Ornithischia, characterized by their three-toed feet similar to that of birds. They were herbivores that could combine bipedal and quadruped walking. Among them we can find the Iguanodon, one of the first dinosaurs to be discovered by science.

IGUANODOOOONT
Iguanodon feet (right) and reconstruction by O. C. Marsh (1896).

Ornithopods acquired many different adaptations; some groups had duck-like bills to feed on aquatic vegetation, others developed specialized hands with a sharp thumb and an opposable little finger to grasp the plants they fed on. Many groups developed bony crests which are thought to be used both for species identification and for communication between members of the same species.

parasauro
Reconstruction of Parasaurolophus (missing author), an ornithopod which presented a big hollow crest to amplify the sounds it made.

Marginocephalia (“fringed heads”): The so-called marginocephalians were a group of herbivorous dinosaurs related to the ornithopods characterized by a great cranial ossification. These can be divided into two separated groups:

Pachycephalosaurians (suborder Pachycephalosauria, “thick-headed reptiles”) were bipeds which had an extremely thick skull and a series of lateral osteoderms (keratin-covered ossifications) flanking it. It is believed that pachycephalosaurians resolved territorial fights and disputed reproductive rights via head-ramming, similar to goats.

Pachycephalosauria_jmallon
Reconstruction of Pachycephalosaurus by Jordan Mallon.

The other members of the group are the ceratopsians (suborder Ceratopsia, “horned faces”), quadrupeds which presented; neck frills making their skulls look bigger and the “rostral bone”, which formed a beak-shaped structure on the mouth. Lots of species also developed facial horns which could protrude from the cheek-bone, the eyebrow or the neck frill.

CERAAA
Reconstruction of Rubeosaurus by Lukas Panzarin (left) and skull of Triceratops (right), photo by Zachi Evenor.

Thyreophora (“shield bearers”): This basal group of ornithischians was exclusively composed of quadruped herbivores characterized by the presence of heavy osteoderms that constituted their main defence. This group can be divided into:

Stegosaurians (suborder Stegosauria, “roofed reptiles”) were big herbivorous dinosaurs characterized by having two rows of dorsal osteoderms from the neck to the tail, which served as protection and helped them in their thermoregulation. Some species also developed caudal spines called “thagomizers” used as weapons to defend themselves from predators.

STEGo
Mounted “thagomizer” at Denver Museum of Nature and Science (left) and reconstruction of Stegosaurus by Nobu Tamura (right).

Anchylosaurians (suborder Ankylosauria, “fused reptiles”) developed heavy bony armours that covered most of the body. Some of them, like the Ankylosaurus, developed big bony clubs at the end of the tail to fend off predators.

Euoplocephalus_BW
Reconstruction of Euoplocephalus by Nobu Tamura.

SAURISCHIA: REPTILE HIPPED

SAURISCHIA
Evolutionary tree of Saurischia, modified by Zureks.

Sauropodomorpha (“reptile-shaped feet”): The sauropodomorphs are better known as the “long-necked dinosaurs”. That’s because they adapted to feed on the highest strata of vegetation.

Macronaria_scrubbed_enh
Reconstruction of different sauropodomorphs (left to right): Camarasaurus, Brachiosaurus, Giraffatitan and Euhelopus.

Most species became large quadrupeds, with pillar-like legs similar to those of elephants and long necks to reach the leaves of the highest trees. Later species reached tremendous sizes, like the Amphicoelias which could grow up to 60 metres long.

Theropoda (“beast feet”): This last group is mostly known for two reasons. First of all is that this group includes some taxons of great predators like the Tyrannosauridae and Dromeosauridae families. The second reason is that theropods are the only dinosaurian group that includes living species, because modern birds are included in the suborder Theropoda.

AllosaurusAMNH5753
Skeleton of Allosaurus from american museum collections (1915).

All theropods are bipedal and most of the Mesozoic species were carnivorous, with sharp replaceable teeth adapted to predation. Theropods present a saurischian pelvis but later on, birds evolved a hip structure more similar to that found in ornitischian dinosaurs.

Davide-Bonnadonna-theropod-size-evolution-600-px-tiny-July-August-Darren-Naish-Tetrapod-Zoology
Reconstruction by Davide Bonnadonna of the different clades that led to the aparition of birds (left to right): Neotheropoda, Tetanurae, Coelurosauria, Paraves and finally the Archaeopteryx, believed to be the first bird species that ever existed.

Some species had feathers to help thermoregulation. Birds from these groups evolved at the end of the Jurassic period.

REFERENCES

The following sources have been consulted in the elaboration of this entry:

If you enjoyed this article, please share it on social networks tospread it. The aim of the blog, after all, is to spread science and reachas many people as possible.

Licencia Creative Commons
Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

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.

Sin título
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).

rauplesioictio
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).

crocoptero
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.

eorpohd
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.

pjjhsfjsfdorni
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

ORNITHISCHIA
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.

IGUANODOOOONT
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.

parasauro
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.

Pachycephalosauria_jmallon
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.

CERAAA
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.

STEGo
“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.

Euoplocephalus_BW
Recontrucció de Euoplocephalus per Nobu Tamura.

SAURISCHIA: PELVIS DE RÈPTIL

SAURISCHIA
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.

Macronaria_scrubbed_enh
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.

AllosaurusAMNH5753
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.

Davide-Bonnadonna-theropod-size-evolution-600-px-tiny-July-August-Darren-Naish-Tetrapod-Zoology
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:

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
Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.