La massa di Spinosaurus, stimata dalla sua colonna vertebrale [AGGIORNAMENTO]

Per tutto il XIX e XX secolo, i paleontologi hanno avuto un solo compito: studiare i fossili. Nel XXI secolo, a questo compito primario se ne è aggiunto uno secondario: salvare i dinosauri dalla mistificazione.

E quale modo migliore di salvare un dinosauro dalla mistificazione che utilizzando i fossili?

"Ma come?" qualcuno mi dirà: "Vuoi parlare di dinosauri facendo riferimento ai fossili? Ma come sei obsoleto e retrogrado...".

Delle dimensioni lineari di Spinosaurus si è parlato spesso in questo blog. Il povero Spinosaurus, infatti, è vittima di una pessima campagna di estensione e deformazione, una sorta di "diffamazione a mezzo internet" che vorrebbe trasformarlo in un mostro da B-movie. Ed io, in questo blog, ho cercato con ogni mezzo razionale di salvare quel theropode da un terribile destino di mutazione teratologica.

Un altro aspetto, legato alla dimensione lineare, che ha colpito Spinosaurus, è la stima della sua massa (o meglio, della massa stimata di esemplari la cui lunghezze è a sua volta stimata).

Stimare la massa di un dinosauro fossile è qualcosa di molto più difficile e impreciso della dimensione lineare. Una cosa è avere uno scheletro da misurare in lunghezza, una cosa ben diversa è stimare la massa che l'animale a cui apparteneva quello scheletro aveva in vita.

In questo post, eviterò di impegolarmi in stime, estrapolazioni e calcoli: a differenza della lunghezza, lo ripeto, la massa è qualcosa di molto più difficile da determinare, ed il margine di errore è enorme. Inoltre, in assenza di ossa quali gli arti posteriori, la massa di Spinosaurus è difficile da stimare con metodi matematici. Si potrebbe usare una ricostruzione scheletrica, ma questa è, a sua volta, un'ipotesi. Per conoscere la massa occorre avere perlomeno una qualche stima delle dimensioni (che ignoriamo), del volume (che ignoriamo elevandolo al cubo) e della densità (che è un altro paio di maniche...).

Piuttosto che perdere tempo a discutere di masse, quindi, mi limito a fare un ragionamento più relativo che assoluto:

Qualunque fosse la massa di Spinosaurus, tale massa doveva generare un peso che lo scheletro dell'animale fosse in grado di sorreggere. Nessuno è così sciocco da credere che Spinosaurus avesse una massa molto maggiore di quella che il suo scheletro poteva sostenere.

Quindi, quale massa poteva sostenere lo scheletro di Spinosaurus? Probabilmente, una massa comparabile a quella che altri theropodi con vertebre delle stesse dimensioni erano in grado di sostenere. Infatti, la colonna vertebrale, ed in particolare la serie dei centri vertebrali, è l'asse portante del corpo di ogni dinosauro. All'aumentare della massa deve aumentare di conseguenza la resistenza e robustezza della serie formata dai centri vertebrali. Ad esempio, se Spinosaurus avesse centri vertebrali con una dimensione comparabile a Tyrannosaurus, è plausibile che i due animali avessero masse comparabili. Se invece uno dei due dinosauri avesse centri vertebrali più piccoli, è ragionevole che avesse una massa inferiore. Attenzione: a differenza della lunghezza, la massa è proporzionale al volume. Pertanto, la massa che la colonna vertebrale è in grado di sostenere è proporzionale al volume dei centri vertebrali, più che alla sola lunghezza delle vertebre.

Se seguite questo ragionamento, allora converrete con me che possiamo avere un'idea della massa di Spinosaurus confrontando il volume dei centri vertebrali dorsali con gli altri theropodi, in particolare con quelli di Tyrannosaurus.

L'immagine qui sotto mostra le vertebre dorsali dell'olotipo di Spinosaurus confrontate alla stessa scala con quelle del famoso Tyrannosaurus "Sue" (immagini e dimensioni tratti da Stromer 1915 e Brochu 2003). Si vede immediatamente che la differenza nel volume dei centri e degli archi neurali è notevole, e Tyrannosaurus risulta molto più massiccio di Spinosaurus. Le viste posteriori (a destra) sono emblematiche: le vertebre di Tyrannosaurus sono enormi se confrontate con quelle di Spinosaurus, ed anche lo spessore delle spine neurali (sede di inserzione di legamenti epiassiali) dimostra che Tyrannosaurus aveva una massa muscolare molto più grande, necessaria per sorreggere una massa molto superiore. Qualcuno a questo punto probabilmente citerà l'ipotesi che l'esemplare milanese di Spinosaurus abbia una dimensione lineare pari a circa il 120% dell'olotipo di Spinosaurus. Ho quindi stimato le dimensioni delle sue vertebre assumendone un aumento lineare del 120% da quelle olotipiche (NOTA BENE: ho già spiegato in passato che la stima di 120% per l'esemplare milanese potrebbe essere eccessiva, ma in questo fingiamo provvisoriamente che tale stima dal mascellare sia valida e traslabile isometricamente alle vertebre). La stima dimensionale per le vertebre dell'esemplare milanese è mostrata nelle silhouette in rosso. Anche in questo caso, Spinosaurus appare chiaramento molto più snello e leggero di Tyrannosaurus. 

Non credete a quello che vedete? Potete controllare immagini e dimensioni riportate nelle due fonti citate.

Viste laterali (a sinistra) e posteriori (a destra) delle vertebre dorsali di Spinosaurus e Tyrannosaurus. In rosso, dimensioni ipotetiche di un esemplare di Spinosaurus lungo isometricamente 120% dell'olotipo. Scala metrica = 15 cm.

Penso che, a questo punto, chiunque voglia sostenere che un adulto di Spinosaurus fosse più massiccio e voluminoso di un adulto di Tyrannosaurus deve mettere seriamente in discussione le sue idee. Qualsiasi sia la stima della massa di Tyrannosaurus che preferite, in ogni caso Spinosaurus era molto più gracile e leggero.

AGGIORNAMENTO del 29 novembre 2013

Per aggiungere ulteriori dati a sostegno dell'argomento del post, ecco un confronto diretto tra il rostro dell'esemplare milanese di Spinosaurus e di "Sue", in vista dorsale e laterale. Come nel caso della ipotetica vertebra dorsale "120%", l'elemento attribuito allo spinosauride è leggermente più allungata dell'omologo in Tyrannosaurus, ma il tyrannosauride è comunque molto più ampio sia dorsoventralmente che mediolateralmente, quindi implica una massa molto superiore.

Analogamente, se confrontiamo la seconda vertebra cervicale dell'olotipo di Spinosaurus con quella omologa nell'olotipo di Baryonyx e di "Sue", la differenza di dimensioni è evidente. Persino ipotizzando l'eventuale "versione 120%", la differenza resta evidente e difficilmente può essere spiegata se non riconoscendo che Spinosaurus era molto più gracile di Tyrannosaurus.

Questi sono i fatti. Lasciate perdere le discussioni da "fanboy", lasciate perdere eventuali stime matematiche, curve di regressione e stime allometriche, lasciate perdere le "ricostruzioni scheletriche": qui ci sono i fossili diretti, senza speculazioni o forzature dovute a ipotesi o metodi preferiti. Chiunque, estraneo a questi discorsi, se osservasse queste immagini, non avrebbe dubbi ad affermare che l'adulto di Spinosaurus, per quanto uno dei theropodi di maggiori dimensioni lineari (cosa che nemmeno io ho mai messo in dubbio), era comunque molto più gracile, snello e leggero rispetto a Tyrannosaurus adulto. 

A questo punto, ed è molto più interessante, sarà necessario stabilire la causa evolutiva delle peculiari proporzioni scheletriche, così gracili, di Spinosaurus.

Bibliografia:

Brochu, C.R. (2003). Osteology of Tyrannosaurus rex: insights from a nearly complete skeleton and high-resolution computed tomographic analysis of the skull. Society of Vertebrate Paleontology Memoirs 7: 1–138.

Stromer, E. (1915). Ergebnisse der Forschungsreisen Prof. E. Stromers in den Wüsten Ägyptens. II. Wirbeltier-Reste der Baharije-Stufe (unterstes Cenoman). 3. Das Original des Theropoden Spinosaurus aegyptiacus nov. gen., nov. spec.. Abhandlungen der Königlich Bayerischen Akademie der Wissenschaften, Mathematisch-physikalische Klasse 28 (3): 1–32.