Conoce al gigantesco reptil extinto que pesaba tanto como un rinoceronte negro adulto

Investigador postdoctoral en el Instituto de Estudios Evolutivos (ESI), Universidad de Witwatersrand, Johannesburgo., Universidad de Witwatersrand

Profesor, Universidad de Chicago

Profesor de Paleontología, Universidad La Sapienza de Roma

Marc Johan Van den Brandt recibe financiación de la Universidad de Witwatersrand, GENUS (Centro de Excelencia en Paleociencias DSI-NRF, UID 86073) y Millenium Trust.

Kenneth D. Angielczyk recibe financiación de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. y del Museo Field de Historia Natural.

Marco Romano no trabaja, consulta, posee acciones ni recibe financiación de ninguna empresa u organización que se beneficiaría de este artículo, y no ha revelado afiliaciones relevantes más allá de su nombramiento académico.

La Universidad de Witwatersrand brinda apoyo como socio anfitrión de The Conversation AFRICA.

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Hace unos 262 millones de años, durante el período Pérmico medio, surgió una nueva familia de reptiles. Los pareiasaurios, que significa "lagartos de mejillas", en referencia a las pestañas planas de hueso que forman sus mejillas, tenían cráneos cubiertos de crecimientos y protuberancias óseas, y placas óseas en sus cuerpos.

Estuvieron entre los primeros animales terrestres grandes en evolucionar y lo hicieron rápidamente, convirtiéndose rápidamente en algunos de los animales herbívoros más abundantes del mundo. Al menos 21 especies distintas evolucionaron antes de que todos los pareiasaurios fueran exterminados hace unos 252 millones de años durante el evento de extinción del Pérmico-Triásico.

A partir de la década de 1830 se empezaron a encontrar fósiles de pareiasaurios en diversas partes del mundo. Una especie grande y abundante, Bradysaurus, del período Pérmico medio, fue encontrada en Sudáfrica y descrita científicamente en 1892. Scutosaurus, del período Pérmico tardío de Rusia, fue descrito en 1922.

Gracias a más de 150 años de investigaciones, sabemos que varios pareiasaurios eran animales de gran tamaño, alcanzando longitudes de hasta 3 metros. Sus huesos revelan que eran gruesos y rechonchos. Estaban muy cerca del suelo, con una postura primitiva y extendida. Pero no existen estudios precisos sobre su posible masa corporal.

La masa corporal juega un papel central en la comprensión de la fisiología general, la ecología, el metabolismo, la dieta y el movimiento de un organismo.

En nuestro nuevo estudio, nos propusimos llenar este vacío de conocimiento para Bradysaurus, habiéndolo hecho para Scutosaurus en otro trabajo. Utilizamos un nuevo método para calcular la masa corporal que nos permitió calcular que Bradysaurus tenía una masa corporal promedio general probable de 1.022 kg.

Para el Scutosaurus ruso, encontramos una masa corporal promedio de 1.160 kg. Eso significa que ambos pareiasaurios, de diferentes hemisferios y que vivieron en diferentes épocas, pesaban aproximadamente la masa de un gran rinoceronte negro adulto o un gran toro doméstico.

Bradysaurus es el pareiasaurio más antiguo del que se ha fechado de forma fiable. Fue uno de los primeros tetrápodos (criaturas de cuatro patas) herbívoros enormes que aparecieron en el desarrollo de la vida en la Tierra, junto con otras grandes especies de pareiasaurios como Scutosaurus. Al obtener estimaciones precisas de la masa corporal de estos animales, podemos comprender mejor la evolución de dicha masa corporal, que se construyó alrededor de un largo tracto intestinal dentro de una enorme cámara de fermentación, justo lo que los animales necesitaban para descomponer grandes volúmenes de vegetación de mala calidad. .

Normalmente, las masas corporales de los tetrápodos extintos se estiman mediante fórmulas matemáticas que relacionan las circunferencias del hueso del muslo (el fémur) y del hueso de la parte superior del brazo (el húmero) con la masa corporal.

Estas fórmulas se derivaron de grandes conjuntos de mediciones de los huesos de las extremidades de animales modernos cuyas masas se pueden medir directamente.

Pero, como ha detallado el paleontólogo Marco Romano en varios estudios, el uso de estas fórmulas tiende a dar como resultado sobreestimaciones enormemente infladas de la masa corporal cuando se aplican a reptiles extintos. Estos animales a menudo tenían una postura extendida y, como resultado, huesos engrosados. Los mamíferos modernos tienen posturas erguidas y huesos de las extremidades relativamente delgados.

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Utilizamos un nuevo método volumétrico para determinar una estimación de masa más realista. En primer lugar, se crearon modelos 3D de esqueletos mediante fotogrametría. Se tomaron casi 200 fotografías alrededor de cada esqueleto, que luego se combinaron digitalmente en un software especializado para crear modelos 3D precisos de los huesos.

A continuación, el paleoartista Fabio Manucci utilizó otro software especializado para modelar tejidos blandos, músculos e intestinos alrededor de los huesos, creando tres reconstrucciones de posibles volúmenes (“delgado”, “medio”, “gordo”) para cada esqueleto añadiendo tres cantidades diferentes de tejido blando. tejido.

La densidad media de los animales vertebrados vivos y extintos es muy cercana a la densidad del agua (1 kg por litro). Los huesos y tejidos más densos se equilibran con espacios vacíos como el aire en los pulmones y los intestinos. Los pareiasaurios extintos probablemente eran un poco más densos debido a sus huesos muy gruesos y su armadura corporal ósea plateada.

Para determinar un rango de masas, aplicamos tres densidades diferentes de tejidos vivos (0,99 kg, 1 kg y 1,15 kg/litro) a cada uno de nuestros volúmenes delgado, medio y graso para calcular las posibles masas corporales.

Las estimaciones que obtuvimos diferían de las obtenidas utilizando dos fórmulas populares existentes basadas en mediciones de huesos de extremidades de mamíferos modernos y reptiles no aviares. Para Bradysaurus, las dos fórmulas excedieron nuestras estimaciones volumétricas hasta en un 375%, lo que sugiere una masa cercana a las 4 toneladas. Para Scutosaurus, la cifra fue hasta un 235% mayor que nuestros resultados.

Estas estimaciones de gran masa parecen muy improbables. Si fueran exactos, la densidad de los tejidos del animal habría sido mayor que la de la arenisca o el hormigón.

Ahora que tenemos lo que creemos que es una estimación precisa de la masa corporal de dos especies de pareiasaurios, ¿qué nos dice?

El registro fósil sugiere un rápido aumento en el tamaño del cuerpo entre el momento en que sus (probablemente pequeños) ancestros divergieron de otros reptiles primitivos y la primera aparición del Bradysaurus en el registro fósil hace unos 262 millones de años.

El gran tamaño del Bradysaurus se explica mejor por una relación negativa entre la digestibilidad de los alimentos y la masa corporal. En ecología, esto se conoce como principio de Jarman-Bell. Predice la evolución del gran tamaño corporal en herbívoros que ingieren abundante material vegetal de baja calidad. Las plantas son difíciles de digerir y una dieta basada en plantas generalmente resulta en un tamaño corporal grande: los herbívoros suelen ser sustancialmente más pesados ​​que otros grupos dietéticos en animales vivos.

Alternativamente, o tal vez junto con la evolución de la herbivoría, el gran tamaño corporal de Bradysaurus también puede haber evolucionado como protección contra depredadores coexistentes. La armadura corporal de los pareiasaurios y sus grandes bordes en las mejillas también sugieren adaptaciones desarrolladas como protección contra los depredadores comunes, lo que sería especialmente útil para estos herbívoros fornidos y de movimiento lento.