01 luglio 2013

Tyrannotyrannus vs Spinitator

In rete abbondano discussioni sulle dimensioni adulte di Spinosaurus. Io ho più volte espresso critiche e scetticismo verso le stime più sensazionali (superiori a 14 metri di lunghezza), notando che esse fossero basate su un mix di rumors non confermati, estrapolazionismo ingenuo da resti frammentari e fallacie di metodo.
Il "metodo" più in voga per stimare le dimensioni adulte di Spinosaurus è il seguente:
  1. Si parte dall'esemplare "milanese" riferito a Spinosaurus, un rostro completo, lungo quasi un metro, che comprende la parte pre-antorbitale di un cranio maturo.
  2. Si "completa" la parte di cranio mancante usando il cranio dell'olotipo di Irritator (sovente assemblato con l'olotipo di Angaturama, probabile sinonimo, per avere un cranio completo), "attaccando" la parte post-antorbitale di Irritator al rostro milanese (dopo, ovviamente, aver ingrandito questo esemplare per farlo combaciare con il rostro).
  3. Si misura il cranio risultante e si usa questo valore come "stima" delle dimensioni di Spinosaurus, ad esempio, confrontandolo con altri theropodi giganti.
Assemblaggio del rostro milanese + Irritator (esemplari in scala) per ottenere Spinitator, seguendo il metodo "classico" che ormai spadroneggia in rete.

Quanto è attendibile questo metodo? Ovvero, se lo ripetessimo con un altro esemplare "di controllo" (ovvero, un fossile completo del quale abbiamo le dimensioni totali del cranio), cosa ricaveremmo?

Prima di procedere, una nota terminologica: è scorretto affermare che il cranio ottenuto col metodo citato sia "di Spinosaurus": esso è una chimera "Spinosaurus (rostro) + Irritator (zona postorbitale)", che merita il nome di "Spinitator".

Per testare questo metodo, ho ripetuto l'intera procedura con un caso analogo, ma di cui conosciamo la dimensione completa del cranio: Tyrannosaurus. Partendo da un cranio lungo circa 150 cm, ho preso la regione pre-antorbitale, "segando" il cranio a metà dell'antorbita (per avere un analogo del rostro milanese). Dopo, ho preso la regione post-antorbitale di "Nanotyrannus" e l'ho usata per "completare" il cranio di Tyrannosaurus. Notate che il cranio di "Nanotyrannus" è di dimensioni paragonabili a quelle di Irritator, quindi è un ottimo equivalente per il nostro esperimento. Questa chimera la chiamo "Tyrannotyrannus", ed è l'analogo più plausibile per qualsiasi discorso su Spinitator.
Il cranio di Tyrannotyrannus, ottenuto con lo stesso metodo di Spinitator.

Il cranio di Tyrannotyrannus è molto interessante:
  1. La sua lunghezza è comparabile a quella di Tyrannosaurus da cui è tratto il suo rostro (150 cm): ciò pare quindi avvalorare l'idea che il metodo sia discretamente affidabile per ricavare la dimensione del cranio.
  2. Le proporzioni della regione postorbitale, tuttavia, differiscono tra Tyrannotyrannus e Tyrannosaurus, e per un ovvio motivo: Nanotyrannus (fonte della regione postorbitale di Tyrannotyrannus) è un esemplare giovanile, ed è noto che la regione postorbitale si rimodelli significativamente durante la crescita.

Concludendo, il metodo per ottenere Spinitator è probabilmente accettabile per avere le dimensioni totali del cranio, ma non è affidabile per avere le proporzioni della regione postorbitale. Ciò è significativo, dato che è plausibile che l'olotipo di Irritator sia un esemplare giovanile, al pari di "Nanotyrannus".
Ora vi chiederete: "...ok, il metodo è valido per avere le dimensioni del cranio di Spinos... ehm... Spinitator, le quali sono l'unico vero motivo per cui ho letto questo post fino in fondo. Quindi, quanto risulta lungo il cranio di Spinos... ehm... Spinitator?"
Spinitator e Tyrannotyrannus alla stessa scala. Sorpresi?
Il cranio di Spinitator è lungo 130 cm. 
Ma come? Ed il super-mega-giga-Spinosaurus con il cranio di 2 metri, dove è finito? O l'altrettanto abusato cranio lungo 175 cm?
Il motivo di tanta discrepanza con le attese dei fan dello Spinosaurus-gigante è semplice: il rostro milanese è sì molto lungo ed impressionante, ma tale allungamento è prettamente a livello della regione premascellare, mentre la zona antorbitale non mostra particolari allungamenti ed ipertrofie. La parte antorbitale, in particolare, non è molto espansa dorsoventralmente (confrontatela con Tyrannosaurus, per farvi un'idea), quindi non ci sono motivi per ritenere che fosse attaccata ad un cranio grande molto più del doppio di quello di Irritator. Assemblandolo con Irritator, quindi, che mostra una regione antorbitale e orbitale relativamente corta rispetto al muso, si ottiene un cranio ovviamente longirostrino (come plausibile per un theropode con premascellare allungato, e come plausibile per uno spinosauride) ma non particolarmente gigantesco a livello postorbitale.

Questo è quanto si ricava applicando il metodo, e l'esempio con Tyrannotyrannus mostra che le dimensioni ricavate sono plausibili e comparabili all'originale. Pertanto, poche lamentele, questo è il risultato.

Conclusione: se non accettate questo "esperimento", allora dovete negare valore a tutte le estrapolazioni fatte online (e non solo) per Spinosaurus. L'esempio di controllo con Tyrannosaurus [che nessuno aveva tentato finora, dimostrando scarsa scientificità nell'approccio alla questione] dimostra che il metodo fornisce una misura attendibile delle dimensioni generali del cranio, e quindi, che le dimensioni più plausibili per il cranio milanese sono attorno al range di 130-140 cm e non eccessivamente oltre.

PS: non ho dubbi che i soliti maniaci delle misure al centimetro verranno qui a cavillare sul fatto che questo metodo non funzioni e sottostimi Spinosaurus. A quel punto, però, io chiedo a loro quale criterio portano per stabilire la plausibilità di un metodo rispetto ad un altro? Io ho usato Tyrannotyrannus come "controllo" e "verifica indipendente" della validità del metodo usato: quanti tra coloro che "vogliono" Spinosaurus-mega-gigantesco hanno portato analoghi esperimenti e prove di controllo? Temo, nessuno.

19 commenti:

  1. It would help if we all knew what specimens you were using and whether the numbers were reliable. You can't beat the fanboys by resorting to their level. Why not beat them to a pulp with the 'weak jawed' fish-eater argument and they wouldn't care if it was 20 metres or 2.


    Paul W.

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    1. The specimens used are:
      Tyrannosaurus: LACM 23844 (from Carr and Williamson 2004)
      'Nanotyrannus': CMN 7541 (from Carr and Williamson 2004)
      Irritator: SMNS 58022 + GP/2T-5 (from Dal Sasso et al. 2002)
      Milan snout: MSNM V4047 (from Dal Sasso et al. 2002).

      NOTE: I acknowledge that different repetitions of this method may vary slightly in the results (in the 130-150 cm range), but I find not possible to produce a 175-200 cm long skull.


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    2. Thanks, yes 175 cm+ does seen excessive.



      Paul W.


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  2. Ma in quel documentario (mi sembra si chiamasse parco giurassico volume tre) lo spinosauro è molto più grande. Come si spiega tale fenomeno? ;D

    Simone

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  3. Molto interessante. Tuttavia sorge una curiosità, cos'ha portato a stime così differenti pur sempre in campo scientifico (escludendo il mondo dei fandom, deleterio come non mai per la divulgazione scientifica) ? Come mai altri considerano più plausibile un range superiore di dimensioni, nonostante a quanto pare si riveli difficilmente sostenibile? Mi sorprenderebbe una mera rincorsa al record.

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    1. Andreabbe chiesto a chi sostiene quelle stime.
      Va detto che il margine di incertezza delle variabili che incidono su queste stime è tale che ogni misura va presa con molta cautela, cosa che i professionisti sono sempre chiari nel rimarcare.
      Proprio perché i range di incertezza è così ampio, a maggior ragione propendo per le stime più caute, e più in accordo con le dimensioni note in altri theropodi giganti.

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  4. Mi piace molto questo post, solitamente quando cerco di estrapolare le dimensioni di un esemplare frammentario completandolo con un esemplare più completo utilizzo un metodo leggermente diverso (faccio una proporzione ed una media aritmetica). A proposito, a me non è particolarmente chiara una cosa: Angaturama è junior synonym di Irritator, ma io ho sempre saputo che USP GP/2T-5 (olotipo di Angaturamma) è la parte anteriore dello stesso esemplare cui la parte posteriore costituisce l'olotipo di Irritator (SMNS 58022), dato che i due olotipi provengono dagli stessi strati e combaciano reciprocamente. Se è così, allora perchè Angaturama viene considerato proprio un junior synonym di Irritator?

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  5. A better way to do surely would be with several taxa to provide a range of estimates, rather than just one?
    I know Scott Hartman recently tried this same thing with Irritator, and achieved 158cm (although whether this refers to maximum skull length or just to the quadratojugal I'm not sure (FWIW the Dal Sasso reconstruction is 'only' 160cm to the quadratojugal).

    But I took it a step further a estimated skull length based on Hartman's Baryonyx, Suchomimus and Torvosaurus reconstructions.

    Suchomimus: 171cm
    Torvosaurus: 161cm
    Baryonyx: 160cm

    His actual Spinosaurus has a skull in the region of 163-164cm, and of course his Irritator-based estimate is 158cm.

    So the 171cm of Suchomimus seems anomalously long, but your 140cm is by comparison anomalously short. The estimates tend to centre around 160cm, but the large variation definitely highlights the uncertainty involved. However, lengths of over 175cm do seem unlikely.

    In any case, the maximum skull length is perhaps not that important, more important is how much larger MSNM V4047 is than the type specimen (who's few known dorsal vertebra are close to twice the size of any of Baryonyx's dorsals), Hartman seems to estimate ~10% (I personally estimated ~11% based on his skeletal fwiw).

    -SD

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    1. Well... 171, 161, 160, 163, 158cm... WOW, what a very fine resolution! But, that's science fiction! This is why I merely wrote: 130-140 cm: a better resolution is meaningless.
      Also, note that the skulls of Baryonyx, Suchomimus and Torvosaurus are too incomplete (based on published material) to be used. Their sizes and shapes are recostructed, so cannot be used as "data" comparable to Irritator, "Nanotyrannus" and Tyrannosaurus, that have better articulated skulls.
      Using the argued skulls of fragmentary taxa to estimate the argued skull of an even more fragmentary taxon, you have something extremely vague.
      Last, but not least, there is not way to compare the Stromer holotype with the Milan specimen: the maxilla fragment of the former is too fragmentary, poorly described and - as far as I recall - never pictured. And, as I wrote in another post, using maxilary fragments to estimate size difference is poorly useful: a 10-20% size difference among maxillary fragment is probably irrilevant in size estimation.

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    2. In conclusion, what I mean with all these posts is: stop talking about the size of so scant material! :-)

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    3. Good point on the incompleteness of the other megalosauroids, in fact various skeletals have restored Suchomimus' skull anywhere from ~120cm right up to ~170cm! (the former being from a skeletal seemingly used in a news article reporting the find, the latter being Jaime Headden's).

      Having said that, even Irritator's skull is not exactly complete, and even then your 130-140cm estimate falls well below Hartman's. That Hartman's are indeed Premaxilla-Quadrate measurements as opposed to maximal length measurements makes this difference even more apparent (I guess this again highlights the uncertainty).

      Not saying either of you are right or wrong - because that isn't possible to do right now - but that his estimate is much closer to the other estimates than yours is makes me lean towards his.

      What I meant with the type specimen comment is how much larger MSNM V4047 is than the type specimen is more important than it's skull length. It is tricky to do of course, but not impossible as people such as Hartman and Greg Paul regularly demonstrate.
      If MSNM V4047 is, say, 10% larger than the type, then it doesn't really matter if it's skull length is 120cm or 190cm, because it's total body length should be in the region of 10% greater (assuming equivalent proportions...). The type's length is better constrained by it's vertebra and the vertebra of other spinosaurids, so estimates should be more precise than skull estimates for MSNM V4047.

      But finally, I agree that excessive talk over fragmentary giants gets pretty tiresome and is near useless anyway.

      -SD

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    4. I repeat: isolated mandibular bones say nothing about total body size.
      1- It is not demonstrated that MSNM V4047 was 10% bigger than the holotype.
      2- Even a 10% size difference between skull bones does not mean that one was 10% larger than the other.

      It seems to me that most of you don't know that animals in populations are variable and that you cannot simply use the size of a part of the body of one individual to infer in detail the total size of another individual. You can only say that they probably were comparable or not in a rough way. Inferring the body size of MSNM V4047 from the holotype (albeith no bones are comparable) when even the size of the holotype is unknown is just a childish obsession.

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  6. Wouldn't a Spinosaurus with a 1.30-1.40 m skull had a too short cranium with a too large snout, compared to others spinosaurids ?

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    1. First, note that no complete skull of other spinosaurds is known, so we cannot exclude others spinosaurids got a comparably elongated snout relative to total skull.
      Based on snout alone, the snout of Spinosaurus is proportionally more elongate than those of Baryonyx and Suchomimus: the premaxilla and the rostral ramus of the maxilla are more elongate and shallower, thus it is very probable that its snout was proportionally more elongate than in other spinosaurids.

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  7. Il motivo per cui si compie queste stime mi risulta alquanto inutile.
    Le dimensioni di uno spinosauro adulto variano da soggetto a soggetto.
    Se ci si basa su un solo esemplare non si ricava una stima accurata delle dimensioni che potevano raggiungere.
    Non si puo` sapere se lo spinosauro "milanese" era un esemplare di dimensioni
    piuttosto ridotte rispetto alla media.

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    1. La "media" sta solo nella testa delle persone.
      Io parlo di fossili.

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    2. Per altro, non vorrei sbagliarmi, ma l'esemplare Milanese non è quello presumibilmante più grande tra quelli noti?

      Valerio

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  8. Luigi3352/7/13 22:27

    Fine di un mito!

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  9. Interessantissimo post, è sempre un piacere seguirti!

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