Desde hace unos 245 a 66 millones de años, los dinosaurios vagaban por la Tierra. Aunque los esqueletos bien conservados nos dan una buena idea de cómo se veían, la forma en que trabajaron sus extremidades sigue siendo un misterio mayor. Pero las simulaciones por computadora pronto pueden proporcionar una visión realista de cómo se movían algunas especies e informan el trabajo en campos como la robótica, prótesis y arquitectura.

John Hutchinson, profesor de biomecánica evolutiva del Royal Veterinary College en Hertfordshire, REINO UNIDO, y sus colegas están investigando la locomoción de los primeros, pequeños dinosaurios, como parte del proyecto Dawndinos de cinco años de duración que comenzó en 2016.

"Estos dinosaurios se han descuidado enormemente, ", Dijo el profesor Hutchinson." La gente, incluyéndome a mí, ha estado estudiando principalmente a los dinosaurios famosos como Tirano saurio Rex . "

Hace unos 225 millones de años, durante el período Triásico tardío, estos pequeños dinosaurios estaban en minoría, mientras que los animales más grandes parecidos a los cocodrilos que vivían junto a ellos eran más numerosos y diversos. Los dinosaurios de alguna manera prosperaron, mientras que la mayoría de los otros animales de ese período se extinguieron.

Comparado con su cuadrúpedo, contemporáneos robustos, Lo que se destaca de estos primeros dinosaurios es que tenían una postura erguida y podían, al menos de forma intermitente, caminar sobre dos extremidades. Una teoría es que su estilo de locomoción les dio una ventaja de supervivencia.

"La idea de este proyecto es probar esa idea, ", Dijo el profesor Hutchinson.

El equipo ha comenzado a desarrollar simulaciones por computadora para estimar cómo 11 especies diferentes de arcosaurios extintos, el grupo de animales que incluye cocodrilos, aves, sus parientes y dinosaurios, podrían haberse mudado. Se centrarán en cinco tipos diferentes de movimiento:caminar, corriendo, torneado, saltando y de pie.

Simulaciones

Para probar si sus simulaciones son precisas, los investigadores también planean dar el mismo tratamiento a sus parientes vivos, los cocodrilos y las aves. Luego compararán los resultados con las mediciones reales del movimiento para determinar qué tan buenos son sus modelos informáticos de animales extintos.

"Será la primera vez que comprobemos la verdad (probamos con evidencia empírica) estos métodos de manera muy rigurosa con los mejores datos posibles que podamos obtener, ", Dijo el profesor Hutchinson.

Hasta aquí, han modelado el movimiento de un Mussaurus - un primo primitivo de los dinosaurios saurópodos gigantes herbívoros como Brontosaurio . los Mussaurus era mucho más pequeño y los investigadores querían ver si se movía sobre cuatro patas como sus parientes más grandes. Las primeras reconstrucciones del animal lo tenían en cuatro patas porque tenía brazos bastante grandes, dijo el profesor Hutchinson.

Usando escaneos de fósiles bien conservados de Argentina, pudieron producir nuevos modelos de su movimiento. El profesor Hutchinson y su equipo descubrieron que, de hecho, era bípedo. No podría haber caminado sobre cuatro patas ya que las palmas de sus extremidades delanteras miraban hacia adentro y las articulaciones del antebrazo no eran capaces de girar hacia abajo. Por lo tanto, no habría podido plantar sus patas delanteras en el suelo.

"No fue hasta que juntamos los huesos en un entorno tridimensional y tratamos de jugar con sus movimientos que nos quedó claro que no se trataba de un animal con brazos y manos muy móviles". ", Dijo el profesor Hutchinson.

Robótica

Las simulaciones producidas durante el proyecto podrían ser útiles para los zoólogos. Pero también podrían tener aplicaciones menos obvias, por ejemplo, ayudando a mejorar la forma en que se mueven los robots, según el Prof. Hutchinson.

Se necesitan modelos precisos para replicar el movimiento de los animales, en el que los investigadores de robótica se inspiran a menudo. Imitando a un cocodrilo, por ejemplo, Podría ser interesante crear un robot que pueda nadar y caminar sobre la tierra.

El profesor Hutchinson también es contactado regularmente por realizadores de películas y documentales que están interesados ​​en usar sus simulaciones para crear animaciones realistas. "Es difícil agrandar o inusual, los animales se mueven correctamente si la física no es correcta, ", Dijo el profesor Hutchinson.

Comprender la locomoción de los dinosaurios más grandes es el objetivo de un proyecto que está llevando a cabo la investigadora de paleobiología Alexandra Houssaye y sus colegas del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia y el Museo Nacional de Historia Natural de París. A través de su proyecto Gravibone, que comenzó el año pasado, quieren precisar las adaptaciones óseas de las extremidades que permiten a los animales grandes llevar un esqueleto pesado.

"Realmente queremos comprender qué (características óseas) están relacionadas con ser masivo, "Dijo el Dr. Houssaye.

Masivo

Hasta aquí, La investigación ha demostrado que los huesos largos de las extremidades de los animales más grandes son más robustos que los de los animales más pequeños. Pero esta tendencia general solo se ha observado superficialmente. Las estructuras óseas externas e internas se han adaptado con el tiempo para ayudar a soportar el peso de los animales. Por ejemplo, mientras que los animales terrestres más pequeños tienen extremidades huecas, enormes como elefantes, los rinocerontes y los hipopótamos tienen tejido conectivo en el medio.

Entre los animales más grandes y sus antepasados ​​también existen otras diferencias. Los huesos de las extremidades de los rinocerontes modernos, por ejemplo, son cortos y pesados. Pero sus parientes prehistóricos llamaron Indricoterio , el mamífero terrestre más grande que jamás haya existido, tenía un esqueleto menos fornido. "Es interesante ver que el más grande no tenía el (marco) más masivo, "Dijo el Dr. Houssaye.

El equipo está estudiando animales vivos y extintos, centrándose en los elefantes, rinocerontes hipopótamos mamíferos prehistóricos y dinosaurios como los saurópodos, un grupo que incluye a los animales terrestres más grandes de todos los tiempos.

Hasta aquí, han comparado los tobillos de los caballos, tapires, rinocerontes y fósiles de los antepasados ​​de los rinocerontes. Descubrieron que para animales de la misma masa había diferencias dependiendo de si eran cortos y robustos o tenían extremidades más largas. En animales menos robustos, los dos huesos del tobillo tendían a ser más distintos mientras que estaban más fuertemente conectados en los que estaban construidos masivamente, probablemente para reforzar la articulación.

"No se trata solo de la masa (del animal), sino de cómo se distribuye la masa en el cuerpo, ", dijo el Dr. Houssaye." Para nosotros eso fue interesante ".

Modelado 3D

Su siguiente paso será escanear diferentes huesos de las extremidades y analizar su estructura interna. También usarán modelos en 3-D para averiguar cuánto peso pueden soportar las diferentes partes de los huesos en diferentes lugares. por ejemplo.

Los resultados del proyecto podrían ayudar a fabricar prótesis más eficientes para personas y animales. Dijo el Dr. Houssaye. Los diseñadores podrán comprender mejor cómo las diferentes características de los huesos de las extremidades, como el grosor y la orientación, relacionarse con su fuerza, permitiéndoles crear materiales más ligeros pero más resistentes.

Similar, El Dr. Houssaye también ha tenido interés en la industria de la construcción, que busca nuevos tipos de materiales y técnicas de construcción más efectivas. Pilares que sostienen edificios pesados, por ejemplo, podrían fabricarse utilizando menos material mejorando su estructura interna.

"La forma en que un esqueleto se adapta (al peso pesado) tiene implicaciones para la construcción, "El Dr. Houssaye dijo. '(Los arquitectos) están tratando de crear estructuras que sean capaces de soportar un gran peso".