Un tema de considerable interés para los paleontólogos es cómo se estructuraron los ecosistemas dominados por dinosaurios, cómo los dinosaurios y los animales coexistentes se distribuían por el paisaje, cómo interactuaron entre sí, y cómo se comparan estos sistemas con los ecosistemas actuales. En el Cretácico Superior (~ 100-66 millones de años atrás), América del Norte se dividió en masas de tierra occidental y oriental por un mar interior poco profundo. La masa continental occidental (Laramidia) contenía una franja de tierra relativamente delgada que se extendía de norte a sur, que estaba bordeada por ese mar interior al este y las Montañas Rocosas en ascenso al oeste. A lo largo de este antiguo paisaje de llanuras costeras cálidas y húmedas se encuentra un registro fósil extremadamente rico de dinosaurios y otros animales extintos.

Todavía, de este registro, Se ha identificado un patrón inesperado:la mayoría de las cuencas individuales conservan un conjunto abundante y diverso de especies de dinosaurios, a menudo con múltiples grupos de especies herbívoras grandes coexistentes (del tamaño de un alce o un elefante), sin embargo, pocas especies individuales se encuentran en múltiples formaciones geológicas supuestamente contemporáneas (a pesar de que a menudo se encuentran a menos de unos pocos cientos de kilómetros de distancia). Esto contrasta bastante con el patrón visto en las comunidades modernas de mamíferos terrestres, donde las especies de gran cuerpo a menudo tienen a menudo rangos que abarcan continentes. Por lo tanto, se ha sugerido que los dinosaurios (y específicamente los dinosaurios herbívoros grandes) eran particularmente sensibles a las diferencias ambientales en distancias geográficas relativamente pequeñas (particularmente con respecto a la distancia desde el nivel del mar), e incluso pueden haber segregado su uso del paisaje entre más subhábitats costeros e interiores dentro de sus áreas de distribución locales.

En su nuevo estudio publicado en Geología , Thomas Cullen y sus colegas buscaron probar algunas de estas hipótesis como parte de su investigación más amplia que reconstruye la paleoecología de los sistemas del Cretácico Superior.

Uno de los métodos que están usando para hacerlo es el análisis de isótopos estables. Este proceso mide las diferencias en las composiciones de no descomposición (por lo tanto, "estables") isótopos de varios elementos comunes, ya que el grado de diferencia en estas composiciones en los tejidos animales y en el medio ambiente tiene relaciones conocidas con varios factores como la dieta, uso del hábitat, fuente de agua, y temperatura. Entonces, el equipo aplicó estos métodos a dientes y escamas fosilizados de una variedad de animales, incluidos los dinosaurios, cocodrilos mamíferos, pescado huesudo, y rayos, todos conservados juntos de una región relativamente pequeña durante un período de tiempo geológicamente corto en sitios llamados lechos de huesos de microfósiles de vertebrados.

Al analizar las composiciones de isótopos estables de carbono y oxígeno de estos fósiles, pudieron reconstruir sus distribuciones isotópicas en este ecosistema, una representación de sus dietas y uso de hábitat. Encontraron evidencia de relaciones dietéticas esperadas depredador-presa entre los dinosaurios carnívoros y herbívoros y entre los reptiles acuáticos como los cocodrilos y las especies de peces coexistentes.

Críticamente, dice Cullen, "Lo que no vimos fue evidencia de grandes dinosaurios herbívoros segregando sus hábitats, como los hadrosaurios, ceratopsianos, y los anquilosaurios que muestreamos tenían rangos de carbono y oxígeno estables fuertemente superpuestos. Si algunos de esos grupos estuvieran haciendo un uso casi exclusivo de ciertas partes del paisaje más amplio, como los ceratopsianos que se adhieren a entornos costeros y los hadrosaurios que se adhieren a áreas más interiores, entonces deberíamos verlos agruparse de forma distinta entre sí. Como no vimos eso, eso sugiere que no estaban segregando el uso de recursos de esta manera. Sin embargo, es posible que lo estuvieran haciendo de diferentes maneras, como por segregación de altura de alimentación, o cambiando a qué lugar del paisaje van estacionalmente, y nuestra investigación en curso está investigando algunas de estas posibilidades ".

Otra parte importante de su estudio fue comparar los resultados fósiles con un entorno moderno ambientalmente similar para examinar qué tan similares son ecológicamente. Para una comparación moderna, examinaron las comunidades animales de la cuenca del río Atchafalaya de Louisiana, el área de humedales contiguos más grande de los Estados Unidos continentales El paisaje de esta área es muy similar a su sistema Cretácico, al igual que muchos elementos de las comunidades de plantas y animales (sin incluir los dinosaurios no aviares, por supuesto).

De sus comparaciones, El equipo descubrió que el sistema Cretácico era similar al de Luisiana al tener una gran cantidad de intercambio de recursos entre los componentes acuáticos y terrestres del ecosistema. sugiriendo que las dietas bastante diversas / mixtas eran comunes, y la comida obtenida de fuentes terrestres y acuáticas era la norma. También encontraron que las diferencias en el uso del hábitat entre los mamíferos herbívoros en el sistema de Luisiana eran más distintas que entre los grandes dinosaurios herbívoros del sistema Cretácico. dando más evidencia a sus resultados sobre su falta de preferencias estrictas en el uso del hábitat.

Finalmente, El equipo usó ecuaciones de temperatura de isótopos estables de oxígeno modificadas para estimar los rangos de temperatura anual promedio para ambos sistemas (siendo el de Luisiana una prueba de la precisión del método, ya que podrían comparar sus resultados con las temperaturas del agua y del aire medidas directamente). El equipo descubrió que en su ecosistema del Cretácico Superior en Alberta, la temperatura media anual fue de unos 16-20 grados C, un poco más fresco que la Luisiana de hoy en día, pero mucho más cálido que Alberta hoy, reflejando el clima de efecto invernadero más cálido que existía globalmente hace unos 76 millones de años.

Caracterizando cómo se estructuraron estos ecosistemas durante este tiempo, y cómo estos sistemas cambiaron a través del tiempo y el espacio, particularmente con respecto a cómo respondieron a los cambios en las condiciones ambientales, puede ser de gran importancia para comprender y predecir las respuestas futuras de los ecosistemas ante el cambio climático global. La investigación del equipo continúa y debería revelar mucho más sobre las redes tróficas y la ecología de los dinosaurios y otros organismos que habitaban estos paisajes ancestrales.