29 novembre 2013

Vertebre dorsali di theropodi a confronto (e masse stimate)

Vertebre dorsali posteriori di vari theropodi in viste laterale destra (sinistra) e posteriore (destra). Dall'alto a sinistra: Spinosaurus, Tyrannosaurus, Ichthyovenator, Allosaurus, Baryonyx e Carnotaurus.

Ispirato dal precedente post ho realizzato l'immagine qui sopra, per confrontare le vertebre dorsali posteriori di alcuni grandi theropodi. Notare che i centri dorsali abbiano tutti proporzioni simili (faccette ellittiche, costrizione mediana longitudinale), a dimostrazione che queste ossa mantengono la medesima funzione e forma generale e non sono "speciali" per qualche clado rispetto ad altri. Ovvero, la forma dei centri dorsali nei theropodi è poco influenzata dalla posizioe filogenetica, e quindi è possibile confrontare tra loro le vertebre di allosauroidi, ceratosauri, megalosauroidi e celurosauri, dato che tutte sono vincolate alla medesima funzione biomeccanica, slegata dalla filogenesi: sostenere il peso corporeo.
In effetti, questa generale costanza di forma permette di fare alcuni calcoli, per quanto approssimativi. Il peso scarica lungo una superficie perpendicolare alla forza di gravità, quindi, il peso che ogni vertebra può sopportare è approssimativamente proporzionale alla sua superficie trasversale. Data la generale isometria dei centri vertebrali (sono tutti sub-cilindrici con una costrizione centrale che li fa assomigliare - in sezione - a clessidre) si può approssimare la superficie di scarico del peso sulla vertebra ad una forma proporzionale per una costante k al rapporto (lunghezza * ampiezza).
Usando quindi questo rapporto come una stima approssimativa della forza peso sopportabile dalla vertebra, e dato che tutti i theropodi qui menzionati hanno postura bipede e un numero di vertebre dorsali approssimativamente costante (13-14 vertebre) si può usare la superficie trasversale stimata dei centri vertebrali come una misura indiretta della forza peso scaricata.
In base ai calcoli, risulta che Tyrannosaurus ha la superficie vertebrale (e quindi la massa) maggiore. E ciò era già palese osservando le vertebre, dato che è quella chiaramente più ampia e robusta. Gli altri taxa hanno superfici trasversali (e quindi, approssimativamente, forze peso) inferiori, secondo valori proporzionali, che esprimo come percentuale rispetto a Tyrannosaurus:

Spinosaurus (olotipo) 46%
Ichthyovenator 37%
Allosaurus 28%
Baryonyx 32%
Carnotaurus 26%

L'ipotetico Spinosaurus con vertebre "espanse" del 120% rispetto all'olotipo, risulta con una massa pari al 55% di Tyrannosaurus

[Quindi, se - ad esempio - Tyrannosaurus fosse con una massa di 8 tonnellate, gli altri taxa hanno masse di, rispettivamente, 3.7t, 3t, 2.2t, 2.6t, e 2t. Spinosaurus "versione 120%" risulta 4.4 tonnellate]

7 commenti:

  1. Would be interesting to see vertebrae for some other "giant" theropods like Giganotosaurus and Acrocanthosaurus to see if they are similar to Tyrannosaurus in size.

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    1. There are few informations published on the posterior dorsal vertebrae of Carcharodontosauridae, this is why I did not include them.
      I have images of dorsal vertebrae of a big carcharodontosaurid, but it's currently material under study and I cannot share it before the official publication.

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    2. I've updated the figure adding Acrocanthosaurus and Torvosaurus (see next post). Unfortunately, few carcharodontosaurid vertebrae are illustrated, and Acrocanthosaurus are partially demaged. Nevertheless, it is evident that they are in overall size comparable to Spinosaurus but smaller than Tyrannosaurus.

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  2. Ma le vertebre di _Allosaurus_ di che esemplare sono?

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    1. Le immagini sono tratte da Madsen (1976) sull'osteologia di Allosaurus, quindi fa parte della bonebed della Cleveland-Lloyd Quarry.

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  3. Beh, devo dire che al di là della bimbominkiesca questione "il mio dinosauro è più grosso del tuo", definire rapporti tra massa e lunghezza, sia del corpo che del cranio é sempre interessante perché potrebbe riferire all'occupazione di una certa nicchia ecologica, piuttosto che di un'altra. Anche se so che inviti sempre alla prudenza per evitare voli pindarici. Ciao

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  4. Concordo, a patto che sia un mezzo per aumentare la comprensione di questi fossili, non come fine a sé stesso per chi ce l'ha più grosso...
    In ogni caso, qualunque stima deve essere basata sui dati fossili e motivata con argomenti scientifici, e qui si aprirebbe una serie di discorsi su come e quando una motivazione sia valida come ipotesi scientifica e quando invece è una mera congettura.

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