18 settembre 2013

Completare il cranio di Spinosaurus [aggiornamento]

In post precedenti ho parlato di vari modi per stimare le dimensioni di alcuni esemplari di Spinosaurus (sia dell'intero corpo che del solo cranio) ed ho mostrato che molte stime diffuse online fossero eccessivamente alte, spesso per via di errori di interpretazione, grossolane estrapolazioni che non tengono conto dell'allometria o, semplicemente, per via di comparazione tra parti non omologhe.
In questo post propongo un ulteriore metodo per la stima delle dimensioni totali del cranio del famoso "esemplare milanese" MSNM V4047.
La domanda che mi pongo è se sia possibile "calcolare" la lunghezza della parte mancante del cranio (ovvero, la zona orbitale e postorbitale) partendo dalle dimensioni della zona preservata. Siccome i crani dei theropodi variano molto nelle proporzioni del rostro rispetto all'intero cranio, manca un valore lineare ed univoco per ricavare la lunghezza del cranio rispetto alla lunghezza del rostro, ovvero, è bene se evitiamo di usare la lunghezza del rostro per dedurre automaticamente quella del cranio. Infatti, mentre io ritengo (ed ho motivi validi per sostenerlo) che Spinosaurus fosse una forma longirostrina estrema, e che quindi il suo muso occupasse la grande maggioranza della lunghezza della testa, altri ritengono (senza motivarlo) che invece esso fosse più "normale" e quindi che il muso non occupasse una parte particolarmente significativa della lunghezza del cranio. Le due impostazioni, ovviamente, hanno significative implicazioni sulla dimensione totale del cranio, dato che - a parità di lunghezza del rostro - una versione "longirostrina" produce un valore totale del cranio che è più corto di una versione "brevirostina".
Pertanto, invece di usare la lunghezza del rostro, la cui proporzione col cranio è dibattuta, propongo di usare l'altezza del muso a livello della finestra antorbitale. Infatti, a differenza della lunghezza del rostro, l'altezza del  rostro (ovvero, il suo spessore dorsoventrale a livello della finestra antorbitale, nel punto della sutura jugale-mascellare) tende ad essere più conservativo nel cranio dei theropodi.
Quindi, la domanda ora diventa: esiste una relazione proporzionale tra l'altezza del cranio (a livello della finestra antorbitale) e la lunghezza della regione orbitale+postorbitale del cranio? Se tale proporzione seguisse una legge generale nei theropodi, allora potrei usare quella legge per stimare la parte mancante di cranio partendo dall'altezza della zona antorbitale (che in MSNM V4047 è misurabile proprio a livello della sutura jugale-mascellare: 23 cm).
Ho quindi preso le misure da vari crani ben conservati e articolati di theropodi, presenti o illustrati in letteratura, ed ho comparato la lunghezza della zona orbitale+postorbitale (linea verde qui sotto in Monolophosaurus) rispetto all'altezza del cranio a livello della finestra antorbitale (linea rossa). Per uniformare le misure, nei taxa con creste nasali l'altezza della cresta è stata esclusa dalla misura, così che in tutti i crani misurassi regioni omologhe.
Le misure prese in vari theropodi, di differenti dimensioni, stadio di crescita e proporzioni del rostro, rese in scala logaritmica, confermano che esiste una buona correlazione tra queste due misure. Pertanto, è possibile usare la curva di regressione ottenuta per determinare una stima attendibile della lunghezza della regione orbitale+postorbitale di MSNM V4047 partendo dalla sua altezza antorbitale.
Il valore ottenuto è di 32 cm, che sommato ai 98 cm della lunghezza del rostro produce un cranio lungo 130 cm, ovvero, un valore all'interno del range da me ricavato in passato con gli altri metodi.
Pertanto, anche questo metodo conferma la mia precedente interpretazione delle dimensioni del cranio di MSNM V4047, inferiore a 140 cm, e quindi ben più corto del "super-spinosauro" che molti continuano a ritenere plausibile.

AGGIORNAMENTO DEL 19 SETTEMBRE 2013:
Ho aggiunto ulteriori esemplari per determinare la curva (tra cui, dettaglio non marginale, l'olotipo di Irritator che conserva la regione posteriore del cranio articolata), aumentando la risoluzione dell'equazione. Il valore che si ottiene per MSNM V4047 è variato in modo molto marginale, passando da 130 a 131 cm. Come vedete, le variazioni sono minime, e tendono a convergere sempre nella stessa scala di dimensioni, segno che quel valore è probabilmente la stima più corretta e robusta possibile.

2 commenti:

  1. Salve,
    esistono altri autori che hanno provato a sviluppare uno studio allometrico dei rapporti tra le dimensioni delle ossa nei fossili?
    Perchè non ne avevo mai sentito precedentemente parlare (il che è comunque plausibilissimo non studiando io paleontologia) e mi sembra un modo veramente affidabile, robusto e oggettivo di ricostruire scheletri incompleti.
    Qualora l'idea sia sua complimenti: ha puntato il cannocchiale verso il cielo.

    Emanuele

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    1. Questo metodo di inter/estra-polazione è molto diffuso in letteratura, ad esempio è stato usato proprio per stimare le dimensioni totali di Spinosaurus (assumendo però di conoscere la dimensione del cranio, cosa che, come ho scritto spesso, è tutt'altro che assodata). Probabilmente è poco noto tra i non addetti ai lavori perché molti sono "allergici" alla matematica. Va detto e chiarito che non ho fatto tutte le analisi di controllo per validare la robuestezza del campione, quindi, per quanto il risultato sia comunque affidabile, va rifinito in alcuni dettagli.

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