26 novembre 2015

Spinosaurus Geometricus


Una delle parti più controverse delle varie ricostruzioni di Spinosaurus è la posizione delle spine neurali allungate illustrate da Stromer (1915). Tutti concordano che queste spine neurali siano collocate nella parte post-cervicale della serie, ma non tutti concordano se queste siano limitate alle vertebre dorsali, se includano le vertebre sacrali ed eventualmente anche le prime vertebre caudali. Nella recente ricostruzione di Ibrahim et al. (2014) le spine neurali allungate di Stromer (1915) sono posizionate nella regione toracica, seguendo la ricostruzione originaria di Stromer. In base a questa ricostruzione, il punto più elevato delle spine neurali sarebbe nella parte intermedia-posteriore della regione presacrale. Le spine neurali post-cervicali della serie olotipica di Stromer (1915) sono nominate “c”, “d”, “e”, “f”, “g”, “h” ed “i”. 
Le prime tre sono inclinate anteriormente, rispettivamente di circa 65°, 67° e 68° (misura dell'angolo formato dal punto medio dell'apice con la fossa infradiapofiseale in vista laterale). Queste spine aumentano in altezza progressiva. Tale progressione è molto precisa, al punto che se i tre archi neurali sono allineati ed articolati, descrivono una serie di triangoli sovrapposti aventi un apice in comune e i lati opposti a quel vertice paralleli tra loro. 
 
Questa elegante geometria mi induce spontaneamente una domanda: e se questa geometria fosse la chiave per collocare le altre spine neurali? Ovvero, se le prime tre vertebre dorsali seguono questa geometria, in cui altezza ed inclinazione delle spine è regolare, potrebbe questa medesima geometria predire la posizione delle altre spine, conoscendone altezza e/o inclinazione?
Anche solo per curiosità, proviamo ad applicare questa ipotesi.
L'inclinazione delle prime tre spine è descritta approssimativamente dalla seguente formula:

I = 1.5 X + 65

I è l'inclinazione della spina, X è la posizione della vertebra relativamente alla prima dorsale.
Risolvendo questa formula rispetto all'inclinazione, abbiamo:

X = (I-65)/1.5

Questa seconda formula predice la posizione della vertebra rispetto alla prima dorsale, conoscendo l'inclinazione.
Applicando la formula per le altre quattro vertebre di Stromer (1915) abbiamo che:

La vertebra “f” ha la spina neurale inclinata di circa 82°, quindi risulta distante 11 posizioni dalla prima dorsale, quindi è l'undicesima dorsale.
La vertebra “g” ha la spina neurale inclinata di circa 80°, quindi risulta distante 10 posizioni dalla prima dorsale, quindi è la decima dorsale.
(Queste due vertebre hanno inclinazioni molto simili e potrebbero eventualmente scambiarsi di posizione senza alterare il risultato).
La vertebra “h” ha la spina neurale inclinata di circa 77°, quindi risulta distante 8 posizioni dalla prima dorsale, quindi è l'ottava dorsale.
La vertebra “i” ha la spina neurale inclinata di circa 96°, quindi risulta distante 20 posizioni dalla prima dorsale, quindi è la prima caudale.

Graficamente, risulta così:



Un risultato molto interessante è che se imponiamo alla formula di predire in quale posizione è collocata la vertebra avente la spina neurale perfettamente verticale (ovvero, con un angolo di 90°) otteniamo la terza sacrale, ovvero esattamente il centro del sacro e del bacino, che è il punto di massimo scarico della forza peso. Questo risultato avvalorerebbe l'idea che l'inclinazione delle spine sia legata a motivi biomeccanici (in particolare, la direzione delle principali forze muscolari deputate al mantenimento della postura bipede).

9 commenti:

  1. Ma nella ricostruzione di Ibraim et al. la vertebra "i" non c'è o l'hanno messa nella serie toracica?
    Cristoforo

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    1. Tutte le vertebre di Stromer (1915) sono collocate nella serie toracica.

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    2. Ma dunque non ci sono caratteri per poter distinguere una vertebra toracica da una caudale? Quella vertebra che Stromer ha collocato nel tratto toracico può appartenere a quello caudale?
      Cristoforo

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    3. Ci sono. Ma la descrizione di Stromer (1915) lascia margini di incertezza, dato che le vertebre non sono tutte complete. http://theropoda.blogspot.it/2008/12/misteriosi-giganti-del-sahara-quarta.html

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  2. Che ne pensi, ancora troppo mammalocentrico? http://nerdist.com/is-this-what-tyrannosaurus-rex-really-sound-like/
    Giulio

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  3. Ma alle dorsali 10 e 11 manca la parte superiore?

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  4. I certainly agree with this interpretation (for the reasons you wrote up here, and in posts you and Jaime Headden have written in the past).

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  5. Non so' se tu abbia conoscenze di ingegneria perché quello che stai ipotizzando per il dorso dello spinosauro (o degli spinosauri) è una struttura conosciuta come ponte strallato; serve a concentrare su una colonna centraleil peso del ponte tramite una serie di cavi diagonali, nello spinosauro in questo modo il peso verrebbe concentrato sulle spine delle vertebre sacrali (che dovrebbero essere più robuste delle altre) è da li scaricato sulle zampe posteriori.
    Complimenti con questa ipotesi sei riuscito a spiegare sia la funzione della "vela" sia le vertebre apparentemente sottodimensionate (non ci giriamo intorno aveva si un corpo insolitamente leggero ma era pur sempre un bipede di oltre 10 metri con una distanza fra la testa e le zampe che moltiplicava il peso che avrebbero dovuto sostenere le ultime vertebre dorsali),con quella struttura sulla schiena il peso che le vertebre dovrebbero sostenere sarebbe ben poco.
    Alessio Urbanelli

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    1. Grazie per l'informazione. Non sapevo esistesse il termine ingegneristico, ma sospettavo da tempo che ci fosse qualcosa di analogo per spiegare meccanicamente questa struttura. Un'idea iniziale la proposi anche in un vecchio post: http://theropoda.blogspot.it/2013/12/ingegneria-di-un-gigante.html

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