Arxiu d'etiquetes: paleontologia

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).

732px-Evolution_of_dinosaurs_by_Zureks.svg-min
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.

229366767_309c6f9d6e_b-min
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.

thecodontosaurus-antiquus-skeleton1-min
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).

ornithoscelida-min
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).

Daemonosaurus-face-min
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.

Kulindadromeus_by_Tom_Parker-min
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.

new evolution-min
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:

difusio-catala

Anuncis

Dinosaurios del Polo Norte: La vida en Prince Creek

Cuando pensamos en un dinosaurio, probablemente nos lo imaginamos caminando a través de una densa selva tropical o paseando por un pantano húmedo y caluroso. Pero de hecho, algunas especies de dinosaurios vivían en latitudes muy elevadas, como los encontrados en la formación de Prince Creek. Esta formación geológica situada en el norte de Alaska, es una de las fuentes más importantes de dinosaurios árticos, ya que se han encontrado una gran diversidad de fósiles. En esta entrada, os describiremos algunos de estos dinosaurios que vivían cerca del Polo Norte, y os explicaremos algunas de las dificultades que debían superar para sobrevivir en el extremo más al norte del planeta.

ALASKA HACE 75 MILLONES DE AÑOS

La formación de Prince Creek se localiza en el norte del estado de Alaska y data de hace unos 80-60 millones de años a finales del Cretácico, el último periodo del Mesozoico. En esa época, América del Norte se encontraba dividida por el llamado Mar Interior Occidental; el continente oriental o Appalachia, y el continente occidental o Laramidia, en el norte del cual se depositó la formación de Prince Creek.

north_america_late_cretaceous_-75mya_western_interoir_seaway_map_plos_one-min
Mapa de América del Norte a finales del Cretáceo, con la formación de Prince Creek señalada en rojo, del artículo New Horned Dinosaurs from Utah Provide Evidence for Intracontinental Dinosaur Endemism.

A finales del Cretácico, la formación de Prince Creek se encontraba un poco más al norte que en la actualidad. Aun así, la Tierra pasaba en esos momentos por una fase de efecto invernadero, por lo que el clima era un poco más cálido que el actual. Se cree que la temperatura media anual en Prince Creek era de unos 5°C, con máximas en verano de unos 18-20°C. Aun así, entre el verano y el invierno la diferencia de temperaturas debía ser bastante marcada (actualmente en la misma latitud, es de unos 56°C).

Aunque las temperaturas no eran tan bajas como las que encontramos en Alaska hoy en día, los dinosaurios de Prince Creek tenían que soportar largos meses de oscuridad en invierno. Aun así, las temperaturas ligeramente más altas y la proximidad del mar, hacían que la diversidad vegetal fuese mayor. Observando la flora fosilizada, sabemos que el paisaje era el de un bosque polar, con masas forestales dominadas por angiospermas y gran cantidad de especies de helechos, musgos y hongos, con zonas de llanuras herbáceas inundadas parte del año.

tumblr_o0g7q7za8j1rj34fvo1_1280-min
Dibujo de Julio Lacerda sobre el paisaje y la fauna de Prince Creek.

Por lo que respecta a la fauna, los paleontólogos se sorprendieron por la gran diversidad de grandes animales que encontraron. El hecho de que se encuentren dinosaurios a latitudes tan elevadas, nos hace pensar que éstos eran animales endotermos que generaban su propio calor corporal. Además en Prince Creek, no se encuentran fósiles de otros reptiles ectotermos como tortugas, cocodrilos o serpientes, los cuáles abundan en otros yacimientos de los Estados Unidos del mismo periodo. Actualmente se cree que los dinosaurios no eran ni endotermos ni ectotermos, sino mesotermos, los cuáles generaban calor corporal metabólicamente, pero eran incapaces de mantener su temperatura corporal constante.

HERBÍVOROS RESISTENTES

La vegetación relativamente abundante, permitía la presencia de una gran diversidad de dinosaurios herbívoros a altas latitudes. Mientras los herbívoros más pequeños no tenían problemas debido a sus bajos requerimientos energéticos, los herbívoros más grandes seguramente presentaban más dificultades para conseguir alimento, en especial durante los duros meses de invierno. El fósil de dinosaurio que se ha encontrado más al norte es Ugrunaaluk (literalmente “herbívoro antiguo” en inupiaq, la lengua inuit del norte de Alaska) un hadrosáurido o “dinosaurio con pico de pato”. Este ornitópodo medía hasta 10 metros de largo y pesaba alrededor de las 3 toneladas, convirtiéndolo en uno de los animales más grandes de Prince Creek.

image_3259_1e-ugrunaaluk-kuukpikensis-min
Reconstrucción de James Havens de un rebaño de Ugrunaaluk kuukpikensis, desplazándose bajo la aurora boreal.

Ugrunaaluk eran animales herbívoros que vivían en grupos. Aunque muchos autores creen que estos animales realizaban grandes migraciones como las aves y los mamíferos actuales para evitar los meses de invierno con escasa vegetación, algunos otros argumentan que las crías de Ugrunaaluk (con un metabolismo menos activo que los endotermos actuales) no habrían sido capaces de soportar estos largos viajes. Ugrunaaluk probablemente se desplazase a zonas donde la vegetación soportara mejor el rigor del invierno ártico, aunque se cree que estos herbívoros sobrevivían en la oscuridad invernal alimentándose de corteza, helechos y probablemente de vegetación acuática durante los meses más fríos.

El otro gran herbívoro de Prince Creek fue Pachyrhinosaurus (literalmente “lagarto de nariz gruesa”) un ceratópsido muy extendido por los actuales Estados Unidos, con una gran protuberancia encima de la nariz que habría utilizado como arma en combates intraespecíficos, y un par de cuernos que salían lateralmente de la cresta. Pachyrhinosaurus era el animal más grande de Prince Creek, midiendo hasta 8 metros de longitud y llegando a las 4 toneladas de peso. Es posible que utilizase su protuberancia nasal para desenterrar el alimento que quedaba enterrado bajo la nieve, de forma similar a los bisontes actuales.

pachyrhinosaurus_perotorum_alaska_copyright_web-min
Reconstrucción de James Havens de una pareja de Pachyrhinosaurus perotorum.

Todos los animales de Prince Creek vivían vidas difíciles. Casi todos los fósiles encontrados tanto de Ugrunaaluk como de Pachyrhinosaurus, indica que estas especies maduraban rápido y morían jóvenes. Observando el crecimiento de los diferentes huesos encontrados, se cree que estos dinosaurios raramente llegaban a los 20 años de vida, probablemente debido a las duras condiciones de su hábitat pero también a la presencia de depredadores.

DEPREDADORES GRANDES Y PEQUEÑOS

El depredador más grande de la región era Nanuqsaurus (“lagarto oso polar”, de la lengua inupiaq), un tiranosáurido. Este animal presentaba un sentido del olfato extremadamente desarrollado que le permitía detectar a sus presas o cadáveres de animales en la oscuridad del invierno polar. Además, aunque no se han encontrado pruebas, muy probablemente estaban recubiertos de plumas que los protegían del frío, ya que muchas especies de terópodos emparentados presentaban plumas en algunas partes de su cuerpo.

nanuqsaurus-min
Reconstrucción de Nanuqsaurus hoglundi de Tom Parker.

Lo que más sorprende de Nanuqsaurus es su tamaño, mucho más pequeño que el de sus parientes. Mientras que otros tiranosáuridos de la época llegaban a medir entre 10 o 12 metros y a pesar hasta 9 toneladas, Nanuqsaurus parece un tiranosaurio pigmeo, con un tamaño estimado de 6 metros de longitud y 800 kg de peso. Este tamaño tan reducido, probablemente se debía al hecho de vivir en un ambiente donde la disponibilidad de alimento presentaba variaciones estacionales. Aparte de que la densidad de población de sus presas no debía ser muy elevada, durante los meses de invierno muchos herbívoros habrían migrado a otras zonas.

En cambio, había otro terópodo que presentaba la adaptación contraria. Troodon (“diente que hiere”) era un dinosaurio relativamente pequeño, de unos 2,9 metros de largo y unos 50 kg de peso. Éste es un dinosaurio abundante en diversos yacimientos de América del Norte. Troodon era un animal carnívoro muy activo, con una buena visión binocular y además, se cree que fue uno de los dinosaurios más inteligentes del Mesozoico.

troodon-inequalis-by-midiaou-min
Reconstrucción de dos Troodon inequalis jugando en la nieve por Midiaou.

Mientras que Nanuqsaurus era más pequeño por la falta de presas abundantes, los ejemplares de Troodon encontrados en Prince Creek se caracterizaban por ser más grandes que los del resto de yacimientos. Esto es lo que se conoce como la Regla de Bergmann, según la cual las poblaciones de una especie que viven en ambientes más fríos tienden a ser más voluminosas que las de ambientes más cálidos, ya que así pierden menos calor corporal. Además, los ojos más grandes de los Troodon de Prince Creek, les conferían ventaja a la hora de cazar durante las largas noches invernales.

tyrannosaur-size-min
Imagen del artículo A Diminutive New Tyrannosaur from the Top of the World, donde vemos el tamaño de Nanuqsaurus (A) comparado con otros tiranosáuridos (B, C, D y E) y de dos ejemplares de Troodon (F y G) de diferentes latitudes.

Ya habéis visto cómo los dinosaurios no solo prosperaron en ambientes cálidos y tropicales. Aunque sus poblaciones no eran tan elevadas y las condiciones de vida eran más duras, estos dinosaurios consiguieron adaptarse y sobrevivir en los bosques polares de Prince Creek, y seguro que muchos de ellos gozaron del espectáculo de la aurora boreal de hace 75 millones de años.

dinosaurs_of_alaska__prince_creek_formation_by_paleoguy-d9byn5c-min
Conjunto de las diferentes especies de dinosaurios de la formación de Prince Creek por James Kuether.

REFERENCIAS

Se han consultado las siguientes fuentes durante la elaboración de esta entrada:

difusio-castella

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.

north_america_late_cretaceous_-75mya_western_interoir_seaway_map_plos_one-min
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.

tumblr_o0g7q7za8j1rj34fvo1_1280-min
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.

image_3259_1e-ugrunaaluk-kuukpikensis-min
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.

pachyrhinosaurus_perotorum_alaska_copyright_web-min
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.

nanuqsaurus-min
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.

troodon-inequalis-by-midiaou-min
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.

tyrannosaur-size-min
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.

dinosaurs_of_alaska__prince_creek_formation_by_paleoguy-d9byn5c-min
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:

difusio-catala

Conociendo los fósiles y su edad

En All You Need Is Biology a menudo hacemos referencia a los fósiles para explicar el pasado de los seres vivos. ¿Pero qué es exactamente un fósil y cómo se forma? ¿Para qué sirven los fósiles? ¿Te has preguntado alguna vez cómo lo hace la ciencia para saber la edad de un fósil? Sigue leyendo para descubrirlo!

¿QUÉ ES UN FÓSIL?

Si piensas en un fósil, seguramente lo primero que te viene a la cabeza es un hueso de dinosaurio o una concha petrificada que te encontraste en el bosque, pero un fósil es mucho más. Los fósiles son restos (completos o parciales) de seres vivos que han vivido en el pasado (miles, millones de años)  o rastros de su actividad que quedan conservados (generalmente en rocas sedimentarias). Así pues, existen diferentes tipos de fósiles:

  • Petrificados y permineralizados: son los que corresponden a la definición clásica de fósil en el que las partes orgánicas o huecos son sustituidas por minerales (ver apartado siguiente). Su formación puede dejar moldes internos o externos (por ejemplo, de conchas) en el que el material original puede desaparecer. La madera fosilizada de esta manera se conoce como xilópalo.

    cangrejo herradura, fósil, cosmocaixa, mireia querol rovira
    Fósil petrificado de cangrejo herradura y sus pisadas. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Icnofósiles: restos de la actividad de un ser vivo que quedan registradas en la roca y dan información sobre el comportamiento de las especies. Pueden ser modificaciones del entorno (nidos y otras construcciones), huellas (icnitas), deposiciones (coprolitos -excrementos-, huevos…) y otras marcas como arañazos, dentelladas…
    Cosmocaixa, huevos, dinosaurio, nido, mireia querol rovira
    Huevos de dinosaurio (nido). CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira

    coprolitos, cosmocaixa, excrementos fósiles, mireia querol rovira
    Coprolitos, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Ámbar: se trata de resina fósil de más de 20 millones de antigüedad. Antes pasa por un estado intermedio que se llama copal (menos de 20 millones de años). La resina, antes de pasar a ámbar, puede atrapar insectos, arácnidos, polen… en este caso se consideraría un doble fósil.

    ámbra, ambre, cosmocaixa, mireia querol rovira
    Pieza de ámbar a la lupa con insectos en su interior, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Fósiles químicos: son los combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón, que se formaron por la acumulación de materia orgánica a altas presiones y temperaturas junto con la acción de bacterias anaerobias (que no utilizan oxigeno para su metabolismo).
  • Subfósil: cuando el proceso de fosilización no se completa (por haber pasado poco tiempo, o las condiciones para que se diera la fosilización no fueron propicias) los restos se conocen como subfósiles. No tienen más de 11.000 años de antigüedad. Es el caso de nuestros antepasados más recientes (Edad de los Metales).
Ötzi, un subfósil. Es la momia natural más antigua de Europa. Vivió durante el Calcolítico (Edad de Cobre) y murió hace 5.300 años. Foto: Wikimedia Commons
Ötzi, un subfósil. Es la momia natural más antigua de Europa. Vivió durante el Calcolítico (Edad de Cobre) y murió hace 5.300 años. Foto: Wikimedia Commons
  • Fósil viviente: nombre que se da a seres vivos actuales muy parecidos a organismos ya extintos. El caso más famoso es el del celacanto, que se creía extinguido desde hacía 65 millones de años hasta que fue redescubierto en 1938, pero hay otros ejemplos como los nautilos.

    ammonites, nautilus, cosmocaixa, fósil, mireia querol rovira
    Comparación entre la concha de un nautilus actual (izquierda) y un ammonite de millones de años de antigüedad (derecha). CosmoCaixa. Foto :Mireia Querol Rovira
  • Pseudofósiles: son formaciones en las rocas que parecen restos de seres vivos, pero en realidad se han formado por procesos geológicos. El caso más conocido son las dendritas de pirolusita, que parecen vegetales.

    pritolusita, dendritas pirolusita, cosmocaixa, mireia querol rovira
    Infiltraciones de pirolusita en piedra calcárea. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol

Lógicamente los fósiles se hicieron más comunes a partir de la aparición de partes duras (conchas, dientes, huesos…), hace 543 millones de años (Explosión del Cámbrico). El registro fósil anterior a ese período es muy escaso. Los fósiles más antiguos que se conocen son los estromatolitos, rocas formadas por la precipitación de carbonato cálcico debido a la actividad de bacterias fotosintéticas que aún existen en la actualidad.

La ciencia que estudia los fósiles es la Paleontología.

stromatolite, estromatòli, estromatolito, mireia querol rovira, fossil, fósil
Estromatolito de 2.800 millones de años de antigüedad, Australian Museum. Foto: Mireia Querol Rovira

¿CÓMO SE FORMA UN FÓSIL?

La fosilización se puede dar de cinco maneras distintas:

  • Petrificación: es la sustitución de la materia orgánica por sustancias minerales de los restos de un ser vivo enterrado. Se obtiene una copia exacta del organismo en piedra. El primer paso de la petrificación es la permineralización (los poros del organismo están rellenos de mineral pero el tejido orgánico está inalterado. Es la fosilización más común que sufren los huesos).
  • Gelificación: el organismo queda incrustado en el hielo y no sufre apenas transformaciones.
  • Compresión: el organismo muerto queda sobre una capa blanda del suelo, como el lodo, y queda cubierto por capas de sedimentos.
  • Inclusión: los organismos quedan atrapados en ámbar o petróleo.
  • Impresión: los organismos dejan impresiones en el barro y se conserva la marca hasta que el barro se endurece.

    Procesos de fosilización y fósiles resultantes. Autor desconocido
    Procesos de fosilización y fósiles resultantes. Autor desconocido

UTILIDAD DE LOS FÓSILES

  • Los fósiles nos dan información de cómo eran los seres vivos en el pasado, resultando una evidencia de la evolución biológica y una ayuda para establecer los linajes de los seres vivos actuales.
  • Permiten analizar fenómenos cíclicos como cambios climáticos, dinámicas atmósfera-océano e incluso las perturbaciones orbitales de los planetas.
  • Los que son exclusivos de una determinada época permiten datar con bastante exactitud las rocas en las que se encuentran (fósiles guía).
  • Dan información de procesos geológicos como el movimiento de los continentes, presencia de antiguos océanos, cadenas montañosas…
  • Los fósiles químicos son nuestra principal fuente de energía actual.
  • Dan información sobre el clima del pasado, por ejemplo, estudiando los anillos de crecimiento de los troncos fósiles o las deposiciones de materia orgánica en las varvas glaciales.

    mireia querol rovira, tronco fósil, xilópalo, AMNH
    Troncos fósiles donde se observan anillos de crecimiento. American Museum of Natural History. Foto: Mireia Querol Rovira

DATACIÓN DE LOS FÓSILES

Para conocer la edad de los fósiles existen métodos indirectos (datación relativa) y directos (datación absoluta). Como no hay ningún método perfecto y la precisión disminuye con la antigüedad, los yacimientos se suelen datar con más de una técnica.

DATACIÓN RELATIVA

Los fósiles se datan según el contexto en el que han sido encontrados, si están asociados a otros fósiles (fósiles guía) u objetos de los que se conoce la edad y según el estrato en el que se encuentran.

En geología, los estratos son los distintos niveles de rocas que se ordenan según su profundidad: según la estratigrafía, los más antiguos son los que se encuentran a mayor profundidad, mientras que los más modernos son los más superficiales, ya que los sedimentos no han tenido tanto tiempo para depositarse en el sustrato. Lógicamente si hay movimientos de tierras y alteraciones geológicas la datación sería incorrecta si sólo existiera este método.

estratigrafía
Esquema de las eras geológicas y estratos con sus correspondientes fósiles. Fuente

DATACIÓN ABSOLUTA

Son más precisas y se basan en las características físicas de la materia.

DATACIÓN RADIOMÉTRICA

Se basan en la velocidad de desintegración de isótopos radioactivos presentes en rocas y fósiles. Los isótopos son átomos del mismo elemento pero con distinta cantidad de neutrones en su  núcleo. Los isótopos radioactivos son inestables, por lo que se transforman en otros más estables a una velocidad conocida por los científicos emitiendo radiación. Comparando la cantidad de isótopos inestables con los estables en una muestra, la ciencia puede estimar el tiempo que ha transcurrido desde que se formó el fósil o roca.

carbono 14
Esquema del ciclo del Carbono 14. Fuente
  • Radiocarbono (Carbono-14): en organismos vivos, la relación entre el C12 y el C14 es constante, pero cuando mueren, esta relación cambia ya que el C14 deja de incorporarse en el cuerpo y el que queda se descompone radioactivamente en un periodo de semidesintegración de 5730 años. Conociendo la diferencia entre el C12 y C14 de la muestra, podremos datar cuando murió el organismo. El límite máximo de datación por este método son 60.000 años, por lo tanto sólo se aplica a fósiles recientes.
  • Berilio 10-Aluminio 26: tiene la misma aplicación que el C14, pero tiene un período de semidesintegración muchísimo mayor, por lo que permite dataciones de 10 millones de años, e incluso de hasta 15 millones de años.
  • Potasio-Argón (40K/40Ar):  se utiliza para datar rocas y cenizas de origen volcánico de más de 10.000 años . Es el método que se utilizó para datar las huellas de Laetoli, el primer rastro de bipedismo de nuestro linaje dejado por Australopitecus afarensis.
  • Series del Uranio (Uranio-Torio): se utilizan diversas técnicas mediante los isótopos del uranio. Se utilizan en materiales de carbonato de calcio, (como corales) y depósitos minerales en cuevas (espeleotemas).
  • Calcio 41: permite datar restos óseos en un intervalo de tiempo entre 50.000 y 1.000.000 de años.

DATACIÓN POR PALEOMAGNETISMO

El polo norte magnético ha ido cambiando a lo largo de la historia de la Tierra, y se conocen sus coordenadas geográficas en distintas épocas geológicas.

Algunos minerales tienen propiedades magnéticas y se dirigen hacia el polo norte magnético cuando están en suspensión acuosa, por ejemplo en las arcillas. Pero si se depositan en el suelo, quedan fijados hacia la posición que tenía el polo norte magnético en ese momento. Si observamos hacia qué coordenadas están orientados esos minerales en el yacimiento lo podemos asociar con una época determinada.

Deposición de partículas magnéticas orientadas hacia el polo norte magnético. Fuente: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.
Deposición de partículas magnéticas orientadas hacia el polo norte magnético. Fuente: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.

Esta datación se utiliza en restos dipositados sobre fondos arcillosos y como el polo norte magnético ha estado varias veces en las mismas coordenadas geográficas, se obtiene más de una fecha de datación. Según el contexto del yacimiento, se podrán descartar algunas de estas fechas hasta llegar a una definitiva.

DATACIÓN POR TERMOLUMINISCENCIA Y LUMINISCENCIA ÓPTICA SIMULADA

Ciertos minerales (cuarzo, feldespato, calcita…) acumulan modificaciones en su estructura cristalina debidas a la desintegración radiactiva del entorno. Estas modificaciones son acumulativas, continuas y dependientes del tiempo de exposición a la radiación. Cuando se somete al mineral a estímulos externos, emite luz debido a estas modificaciones. Esta luminiscencia es muy débil y distinta según se le aplique calor (TL), luz visible (OSL) o infrarrojos (IRSL).

Termoluminiscencia de la fluorita. Foto: Mauswiesel
Termoluminiscencia de la fluorita. Foto: Mauswiesel

Sólo se pueden datar muestras que hayan estado protegidas de la luz solar o calor a más de 500ºC, ya que entonces se reinicia “el reloj” al liberarse la energía de manera natural.

RESONANCIA PARAMAGNÉTICA ELECTRÓNICA (ESR)

La ESR (electro spin resonance) consiste en someter la muestra a radiación y medir la energía absorbida por la muestra en función de la cantidad de radiación a la que ha estado sometida durante su historia. Es un método complejo del que puedes obtener más información aquí.

 REFERENCIAS

Mireia Querol Rovira

Coneixent els fòssils i la seva edat

A All You Need Is Biology sovint fem referència als fòssils per explicar el passat dels éssers vius. Però què és exactament un fòssil i com es forma? Per a què serveixen els fòssils? T’has preguntat mai com ho fa la ciència per saber l’edat d’un fòssil? Segueix llegint per descobrir-ho!

QUÈ ÉS UN FÒSSIL?

Si penses en un fòssil, segurament el primer que et ve al cap és un os de dinosaure o una petxina petrificada que et vas trobar al bosc, però un fòssil és molt més. Els fòssils són restes (completes o parcials) d’éssers vius que van viure en el passat (milers, milions d’anys) o rastres de la seva activitat que queden conservats (generalment en roques sedimentàries). Així doncs, existeixen diferents tipus de fòssils:

  • Petrificats i permineralitzats: són els que corresponen a la definició clàssica de fòssil en què les parts orgàniques o buides són substituïdes per minerals (veure apartat següent). La seva formació pot deixar motlles interns o externs (per exemple, de petxines) en el qual el material original pot desaparèixer. La fusta fossilitzada d’aquesta manera es coneix com a  xilòpal.

    cangrejo herradura, fósil, cosmocaixa, mireia querol rovira
    Fòssil petrificat de cranc ferradura i les seves petjades, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Icnofòssils: restes de l’activitat d’un ésser viu que queden registrades en la roca i donen informació sobre el comportament de les espècies. Poden ser modificacions de l’entorn (nius i altres construccions), empremtes (icnites), deposicions (copròlits excrements-, ous…) i altres marques com esgarrapades, mossegades…
    Cosmocaixa, huevos, dinosaurio, nido, mireia querol rovira
    Ous de dinosaure (niu). CosmoCaixa. foto: Mireia Querol Rovira

    coprolitos, cosmocaixa, excrementos fósiles, mireia querol rovira
    Copròlits, CosmoCaixa. foto: Mireia Querol Rovira
  • Ambre: resina fòssil de més de 20 milions d’antiguitat. Abans passa per un estat intermedi que s’anomena copal (menys de 20 milions d’anys). La resina, abans de passar a ambre, pot atrapar insectes, aràcnids, pol·len… en aquest cas es consideraria un doble fòssil.

    Pieza de ámbar a la lupa con insectos en su interior. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
    Peça d’ambre a la lupa amb insectes al seu interior, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol Rovira
  • Fòssils químics: són els combustibles fòssils, com el petroli i el carbó, que es van formar per l’acumulació de matèria orgànica a altes pressions i temperatures juntament amb l’acció de bacteris anaerobis (que no utilitzen oxigen per al seu metabolisme).
  • Subfòssil: quan el procés de fossilització no s’ha completat (per haver passat poc temps, o les condicions perquè es donés la fossilització no van ser propícies) les restes es coneixen com subfòssils. No tenen més de 11.000 anys d’antiguitat. És el cas dels nostres avantpassats més recents (Edat dels Metalls).
Ötzi, un subfòssil. És la mòmia natural més antiga d’Europa. Va viure durant el Calcolític (Edat de Coure) i va morir fa 5.300 anys. Foto: Wikimedia Commons
    • Fòssil vivent: nom que es dóna a éssers vius actuals molt semblants a organismes ja extingits. El cas més famós és el del celacant, que es creia extingit des de feia 65 milions d’anys fins que va ser redescobert el 1938, però hi ha altres exemples com els nàutils.

      ammonites, nautilus, cosmocaixa, fósil, mireia querol rovira
      Comparació entre la closca d’un nautilus actual (esquerra) i un ammonit de milions d’anys d’antiguitat (dreta). CosmoCaixa. Foto :Mireia Querol Rovira
    • Pseudofòssils: són formacions a les roques que semblen restes d’éssers vius, però en realitat s’han format per processos geològics. El cas més conegut són les dendrites de pirolusita, que semblen vegetals.

      Infiltraciones de priolusita en piedra calcárea. CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol
      Infiltracions de priolusita en lloses calcàries, CosmoCaixa. Foto: Mireia Querol

Lògicament els fòssils es van fer més comuns a partir de l’aparició de parts dures (petxines, dents, ossos…), fa 543 milions d’anys (Explosió del Cambrià). El registre fòssil anterior a aquest període és molt escàs. Els fòssils més antics que es coneixen són els estromatòlits, roques formades per la precipitació de carbonat càlcic a causa de l’activitat de bacteris fotosintètics que encara existeixen en l’actualitat.

La ciència que estudia els fòssils és la Paleontologia .

stromatolite, estromatòli, estromatolito, mireia querol rovira, fossil, fósil
Estromatòlit de 2.800 milions d’anys d’antiguitat, Australian Museum. Foto: Mireia Querol Rovira

COM ES FORMA UN FÒSSIL?

La fossilització es pot donar de cinc maneres diferents:

    • Petrificació: és la substitució de la matèria orgànica per substàncies minerals de les restes d’un ésser viu enterrat. S’obté una còpia exacta de l’organisme en pedra. El primer pas de la petrificació és la permineralització: els porus de l’organisme estan farcits de mineral però el teixit orgànic està inalterat. És la fossilització més comú que pateixen els ossos.
    • Gelificació: l’organisme queda incrustat en el gel i no pateix gairebé transformacions.
    • Compressió: l’organisme mort queda sobre una capa tova del sòl, com el fang, i queda cobert per capes de sediments.
    • Inclusió : els organismes queden atrapats en ambre o petroli.
    • Impressió: els organismes deixen impressions en el fang i es conserva la marca fins que el fang s’endureix.
Processos de fossilització i fòssils resultants. Autor desconegut

UTILITAT DELS FÒSSILS

  • Els fòssils ens donen informació de com eren els éssers vius en el passat, resultant una evidència de la evolució biològica i una ajuda per establir els llinatges dels éssers vius actuals.
  • Permeten analitzar fenòmens cíclics com canvis climàtics, dinàmiques atmosfera-oceà i fins i tot les pertorbacions orbitals dels planetes.
  • Els que són exclusius d’una determinada època permeten datar amb força exactitud les roques en què es troben (fòssils guia).
  • Donen informació de processos geològics com el moviment dels continents, presència d’antics oceans, cadenes muntanyoses…
  • Els fòssils químics són la nostra principal font d’energia actual.
  • Donen informació sobre el clima del passat, per exemple, estudiant els anells de creixement dels troncs fòssils o les deposicions de matèria orgànica en les varves glacials.

    mireia querol rovira, tronco fósil, xilópalo, AMNH
    Troncs fòssils on s’observen anells de creixement. American Museum of Natural History. Foto: Mireia Querol Rovira

DATACIÓ DELS FÒSSILS

Per conèixer l’edat dels fòssils existeixen mètodes indirectes (datació relativa) i directes (datació absoluta). Com que no hi ha cap mètode perfecte i la precisió disminueix amb l’antiguitat, els jaciments se solen datar amb més d’una tècnica.

DATACIÓ RELATIVA

Els fòssils es daten segons el context en el qual han estat trobats, si estan associats a altres fòssils (fòssils guia) o objectes dels que es coneix l’edat i segons l’estrat en el qual es troben.

En geologia, els estrats són els diferents nivells de roques que s’ordenen segons la seva profunditat: segons la estratigrafia, els més antics són els que es troben a major profunditat, mentre que els més moderns són els més superficials, ja que els sediments no han tingut tant de temps per dipositar-se al substrat. Lògicament si hi ha moviments de terres i alteracions geològiques la datació seria incorrecta si només existís aquest mètode.

Esquema de las eras geológicas y estratso con sus correspondientes fósiles. Fuente
Esquema de les eres geològiques i estrats amb els seus corresponents fòssils. Font

DATACIÓ ABSOLUTA

És més precisa i es basa en les característiques físiques de la matèria.

DATACIÓ RADIOMÈTRICA

Es basa en la velocitat de desintegració d’isòtops radioactius presents en roques i fòssils. Els isòtops són àtoms del mateix element però amb diferent quantitat de neutrons en el seu nucli . Els isòtops radioactius són inestables, pel que es transformen en altres més estables a una velocitat coneguda pels científics emetent radiació. Comparant la quantitat d’isòtops inestables amb els estables en una mostra, la ciència pot estimar el temps que ha transcorregut des que es va formar el fòssil o roca.

carbono 14
Esquema del cicle del Carboni 14. Font
  • Radiocarboni (Carboni-14): en organismes vius, la relació entre el C12 i el C14 és constant, però quan moren, aquesta relació canvia ja que el C14 deixa de incorporar-se al cos i el que queda es descomposa radioactivament en un període de semidesintegració de 5730 anys. Coneixent la diferència entre el C12 i C14 de la mostra, podrem datar quan va morir l’organisme. El límit màxim de datació per aquest mètode són 60.000 anys, per tant només s’aplica a fòssils recents.
  • Beril·li 10-Alumini 26: té la mateixa aplicació que el C14, però té un període de semidesintegració molt més gran, de manera que permet datacions de 10 milions d’anys, i fins i tot de fins a 15 milions d’anys.
  • Potassi-Argó (40K/40Ar): s’utilitza per datar roques i cendres d’origen volcànic de més de 10.000 anys. És el mètode que es va utilitzar per datar les petjades de Laetoli , el primer rastre de bipedisme del nostre llinatge deixat per Australopithecus afarensis.
  • Sèries de l’Urani (Urani-Tori): s’utilitzen diverses tècniques mitjançant els isòtops de l’urani. S’utilitzen en materials de carbonat de calci, (com coralls) i dipòsits minerals en coves (espeleotemes ).
  • Calci 41: permet datar restes òssies en un interval de temps entre 50.000 i 1.000.000 d’anys.

DATACIÓ PER PALEOMAGNETISME

El pol nord magnètic ha anat canviant al llarg de la història de la Terra, i es coneixen les coordenades geogràfiques en diferents èpoques geològiques.

Alguns minerals tenen propietats magnètiques i es dirigeixen cap al pol nord magnètic quan estan en suspensió aquosa, per exemple en les argiles. Però si es dipositen a terra, queden fixats cap a la posició que tenia el pol nord magnètic en aquell moment. Si observem cap a quines coordenades estan orientats aquests minerals al jaciment, el podem associar amb una època determinada.

Deposición de partículas magnéticas orientadas hacia el polo norte magnético. Fuente: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.
Deposició de partícules magnètiques orientades cap al pol nord magnètic. Font: Understanding Earth, Press and Seiver, W.H. Freeman and Co.

Aquesta datació s’utilitza en restes dipositades sobre fons argilosos i com el pol nord magnètic ha estat diverses vegades en les mateixes coordenades geogràfiques, s’obté més d’una data de datació. Segons el context del jaciment, es podran descartar algunes d’aquestes dates fins arribar a una definitiva.

DATACIÓ PER TERMOLUMINISCÈNCIA I LUMINISCÈNCIA ÒPTICA SIMULADA

Certs minerals (quars, feldspat, calcita…) acumulen modificacions en la seva estructura cristal·lina degudes a la desintegració radioactiva de l’entorn. Aquestes modificacions són acumulatives, contínues i dependents del temps d’exposició a la radiació. Quan se sotmet al mineral a estímuls externs, emet llum a causa d’aquestes modificacions. Aquesta luminiscència és molt feble i diferent segons se li apliqui calor (TL), llum visible (OSL) o infrarojos (IRSL).

Termoluminiscencia de la fluorita. Foto: Mauswiesel
Termoluminiscència de la fluorita. Foto: Mauswiesel

Només es poden datar mostres que hagin estat protegides de la llum solar o del calor a més de 500 ºC, ja que llavors es reinicia “el rellotge” en alliberar l’energia de manera natural.

RESSONÀNCIA PARAMAGNÈTICA ELECTRÒNICA (ESR)

La ESR (electro spin ressonance) consisteix a sotmetre la mostra a radiació i mesurar l’energia absorbida per la mostra en funció de la quantitat de radiació a la qual ha estat sotmesa durant la seva història. És un mètode complex del que pots obtenir més informació aquí.

REFERÈNCIES

mireia querol rovira

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).

Spinosauridscale
Comparació de la mida de diferents espinosàurids per Scott Hartman. De dreta a esquerra: Irritator challengeri, Baryonyx walkeri, Suchomimus tenerensisSpinosaurus 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.

94_mya_Texas_Geology
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.

Spinosaurus1DBa
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.

Subadult_Spinosaurus
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.

Spinosaurus
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.

new_mawsonia_by_hyrotrioskjan-d5qjb39
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.

spinosaurus_by_hyrotrioskjan-d5ate1h
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.

spinosaurs_aegyptiacus_2014_by_rodrigo_vega-d7zj8yn
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:

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:

Llicència Creative Commons

Spinosaurus: el primer dinosaurio acuático?

Recientemente se ha estrenado en La 2 de TVE la serie documental de la BBC “Planeta Dinosaurio”, en la que se explican los descubrimientos paleontológicos más recientes relacionados con la biología de los dinosaurios. En la entrada anterior hablamos sobre los dinosaurios terópodos entre los cuales se encuentra el espinosaurio, uno de los mayores depredadores que han existido. En ésta entrada explicaré algunas de las cosas que la paleontología ha revelado sobre el estilo de vida de este animal.

TAXONOMÍA

El espinosaurio (de nombre científico Spinosaurus aegyptiacus) pertenecía a la familia Spinosauridae, un grupo de terópodos especializados que apareció a finales del Jurásico y desapareció hace unos 93 miliones de años a finales del Cretácico. Este grupo se caracterizaba por ser terópodos relativamente grandes, con dientes cónicos y hocicos alargados parecidos a los de los cocodrilos y espinas neurales alargadas recorriendo la espalda formando una estructura en forma de “vela” (de aquí viene el nombre Spinosauridae”, reptiles con espinas).

Spinosauridscale
Comparación del tamaño de diferentes espinosáuridos por Scott Hartman. De derecha a izquierda: Irritator challengeri, Baryonyx walkeri, Suchomimus tenerensisSpinosaurus aegyptiacus.

Los miembros más conocidos de esta familia son el Baryonyx de Europa, que tenía unas grandes garras curvadas en las patas delanteras para capturar los peces de los que se alimentaba de forma similar a su primo cercano, el Suchomimus del norte de África. Además, tenemos al pequeño Irritator de unos 3 metros de alto descubierto en Brasil y finalmente, al Spinosaurus del norte de África, que midiendo entre 12 y 18 metros de largo y pesando entre 7 y 20 toneladas, fue uno de los depredadores más grandes que ha caminado nunca por tierra.

HÁBITAT Y DISTRIBUCIÓN

El género Spinosaurus se encontraba distribuido por la zona correspondiente a lo que actualmente es el norte de África. Este género vivió durante el Cretácico, apareciendo hace unos 112 millones de años y extinguiéndose hace unos 97 millones de años.

94_mya_Texas_Geology
Mapa del mundo de hace 94 millones de años, a mediados del Cretácico, hecho por Joshua Doubek.

Durante este periodo, el norte de África era una zona húmeda, de altas temperaturas y zonas pantanosas. Seguramente los espinosaurios vivían en áreas con grandes ríos y manglares, cercanas al mar, donde las mareas inundaban su hábitat en diferentes épocas del año. Esto concuerda con la visión que se tiene de que los espinosáuridos preferían zonas húmedas con abundancia de grandes peces de los que alimentarse.

Spinosaurus1DBa
Reconstrucción del 2010 de Spinosaurus aegyptiacus por Dmitry Bogdanov.

Actualmente hay dos posibles especies de espinosaurios. La más famosa es Spinosaurus aegyptiacus de Egipto, que es la especie de la cual más cosas sabemos. Una segunda especie posible es Spinosaurus maroccanus de Marruecos, a la que algunos consideran simplemente como una subpoblación de Spinosaurus aegyptiacus.

FUNCIÓN DE LAS ESPINAS DORSALES

Los espinosaurios fueron descubiertos en 1912 a partir de un fósil que incluía las características espinas dorsales. Estas espinas llegaban a medir 10 veces la longitud de las vértebras de las cuáles emergían.

La escasez de fósiles de espinosaurio ha provocado que la función de las espinas sea aún un misterio para la ciencia. Aun así, existen varias hipótesis al respecto. Una de éstas es que las espinas formaban una “vela” a lo largo del dorso altamente irrigada con vasos sanguíneos que ayudarían al animal en la termorregulación, ya que probablemente un animal de este tamaño tendría problemas para perder calor. Por lo tanto, la vela habría ayudado al animal a evitar el sobrecalentamiento orientándola hacia la dirección del viento para refrescarse.

Subadult_Spinosaurus
Reconstrucción de esqueleto de espinosaurio subadulto (Museo de Japón, foto de Kabacchi).

Otra hipótesis dice que las espinas formaban una estructura parecida a la joroba de un camello, que el animal utilizaba para almacenar grasa para soportar períodos de escasez de recursos.

Muchos paleontólogos creen que ambas hipótesis podrían ser correctas y que el espinosaurio utilizaría la vela tanto para regular su temperatura corporal como para almacenar grasa para resistir períodos de falta de alimento. Además, la vela seguramente hacía que el espinosaurio pareciese aún más grande de lo que era y que también  la utilizase en los rituales de apareamiento de forma parecida a los pavos reales actuales.

ALIMENTACIÓN

El cráneo de Spinosaurus muestra adaptaciones a una dieta piscívora. El hocico es más alargado y delgado que en otros terópodos. Aparte de esto, al observar el hocico del Spinosaurus se ha observado que presenta un seguido de pequeños agujeros parecidos a los que presentan los cocodrilos. Se cree que estas estructuras indican la presencia de receptores de presión que les permitía detectar el movimiento de sus presas bajo el agua.

Spinosaurus
Mandíbula superior de Spinosaurus del Museo di Storio Naturale di Milano, en la que se observan los agujeros que posiblemente contenían los receptores de presión.

Mientras que los dientes de la  mayoría de terópodos carnívoros eran curvados y presentaban un borde posterior aserrado para cortar la carne, los dientes del espinosaurio eran cónicos y sin sierra, más parecidos a los de un cocodrilo. Estos dientes eran más útiles para atrapar e impedir que presas rápidas y resbaladizas se les escaparan (cómo por ejemplo un pez). Además, en varios fósiles de Spinosaurus se han encontrado entre sus dientes restos de escamas y huesos de grandes peces prehistóricos que seguramente poblaban los ríos del Cretáceo.

new_mawsonia_by_hyrotrioskjan-d5qjb39
Reconstrucción hecha por Joschua Knüppe de dos especies de Mawsonia, unos peces de los cuales se han encontrado restos entre los dientes de Spinosaurus.

Aun así, se cree que el espinosaurio debía ser un depredador oportunista, alimentándose principalmente de peces, pero cazando pequeños dinosaurios cuando podía o robando las presas a otros depredadores aprovechándose de su tamaño.

POSTURA Y ESTILO DE VIDA

Tradicionalmente se han representado a los espinosaurios como animales bípedos, igual que a la mayoría de terópodos de similar tamaño. Aunque la mayoría de fósiles encontrados son bastante incompletos, se sabe que las patas delanteras estaban más desarrolladas que las de la mayoría de terópodos y que presentaban unas garras largas y curvadas.

Tradicionalmente se creía que el Spinosaurus cazaba de forma similar a una garza real, rondando por zonas de aguas poco profundas, hundiendo su largo hocico para detectar a las presas mediante los receptores de presión y capturándola con las mandíbulas. Seguramente, también utilizaba las patas de delante para acabar de desmembrar a las presas en trozos más pequeños y comérselas.

spinosaurus_by_hyrotrioskjan-d5ate1h
Reconstrucción hecha por Joschua Knüppe de Spinosaurus aegyptiacus en postura de caza.

A finales del 2014 se descubrió un nuevo fósil de Spinosaurus que ha cambiado la visión que se tenía sobre este animal. Por primera vez se ha encontrado un fósil que muestra las patas traseras de este dinosaurio y se ha visto un conjunto de características que no se encuentran en ningún otro terópodo y ni siquiera en ningún otro espinosáurido. Este fósil nos muestra que las patas de atrás eran mucho más macizas que en otros dinosaurios terópodos, los cuales suelen tener los huesos huecos haciéndolos más ligeros (como en las aves actuales). Además, en este fósil las patas traseras son mucho más cortas en relación al tamaño del animal que en ningún otro terópodo, cosa que lleva a pensar que Spinosaurus probablemente fuese un animal cuadrúpedo. Esto ha provocado que algunos científicos crean que el estilo de vida de estos dinosaurios era más parecido al de un cocodrilo y que estos pasarían mucho más tiempo viviendo en el agua que en tierra, convirtiendo al espinosaurio en el primer dinosaurio acuático conocido.

spinosaurs_aegyptiacus_2014_by_rodrigo_vega-d7zj8yn
Reconstrucción hecha por Rodrigo Vega de Spinosaurus basándose en el esqueleto descubierto en 2014.

Aun así, muchos paleontólogos argumentan que no se puede basar la biología de un animal en un único fósil y aconseja precaución a la hora de hacer generalizaciones a toda la especie (el fósil podría tratarse de una mezcla de huesos de individuos adultos y juveniles o incluso podría ser un individuo que sufriese una mutación congénita que hiciese que las patas posteriores no se desarrollaran correctamente). La paleontología es una ciencia en la que con cada nuevo descubrimiento va desentrañando el árbol de la vida y la evolución de los distintos grupos de seres vivos. Con un poco de suerte, descubrimientos posteriores nos permitirán esclarecer la anatomía del Spinosaurus aegyptiacus para así poder acabar definiendo el estilo de vida de este reptil tan único y extraordinario.

REFERENCIAS

Se han consultado las siguientes fuentes en la elaboración de los contenidos de esta entrada:

Si te ha gustado este artículo, por favor compártelo en las redes sociales. El objetivo del blog, al fin y al cabo, es divulgar la ciencia y llegar a tanta gente como sea posible. Siéntete libre de dar tus comentarios. 

Esta publicación tiene una licencia Creative Commons:

Llicència Creative Commons