Coste dorsali e ampiezze di torace nei grandi theropodi [Aggiornamento]

Nei precedenti post, ho parlato principalmente di vertebre dorsali, ed ho confrontato le loro dimensioni, in particolare l'ampiezza, come possibili indicatori del volume corporeo di alcuni grandi theropodi, in particolare Spinosaurus e Tyrannosaurus.

Tuttavia, un'eventuale obiezione è che le vertebre dorsali di Tyrannosaurus possano essere "anomale" e che tale "anomalia" possa sovrastimare Tyrannosaurus, dando l'erronea impressione che esso fosse molto più massiccio degli altri taxa. Io ritengo questa obiezione debole, dato che non tiene in considerazione il fatto che le dimensioni delle vertebre sono correlate alle dimensioni degli animali, e quindi, anche con eventuali differenze "ecologiche" o "adattative", una vertebre ampia il doppio di un'altra implica che il primo animale era comunque più massiccio (non necessariamente il doppio, ma comunque con una massa chiaramente maggiore). 

Ad ogni modo, la mia ipotesi fa una previsione testabile scientificamente: se Tyrannosaurus è effettivamente più massiccio come vertebre rispetto a Spinosaurus, allora la sua gabbia toracica era più ampia, ed il suo torace molto più voluminoso, e quindi, le sue coste dorsali descrivevano una curva più ampia che in Spinosaurus. 

Le dimensioni della gabbia toracica in esemplari disarticolati e frammentari (come Spinosaurus) sono difficili da determinare. Tuttavia, per nostra fortuna, l'olotipo descritto da Stromer (1915) include una costa dorsale intermedia parziale. Stromer ci fornisce le misure dell'esemplare: la costa è lunga almeno 83 cm, ed ha un capitello di almeno 10.5 cm. Sebbene la parte terminale della costa sia mancante, possiamo stimare l'ampiezza totale della costa in base alla sua curvatura.

Per abozzare la dimensione totale della costa, usiamo la sua curvatura, inclinando il capitello di 30° per simulare la sua articolazione con la vertebra dorsale, ed inscriviamo un'ellisse che segua il trend di curvatura della costa. L'ellisse che si ottiene è una buona stima dell'ampiezza di metà laterale del torace. Per fare felici i sostenitori dello "Spinosaurus grande 120% dell'olotipo" ingrandiamo questo risultato del 120% per avere un'ipotetico torace "massimo".

Questo è il risultato.

 

 Adesso, ripetiamo la medesima procedura usando una costa dorsale intermedia di Tyrannosaurus, ovvero da una posizione della gabbia toracica omologa a quella da cui proviene la costa di Spinosaurus usata prima. La costa in questione è lunga 147 cm ed ha il capitello lungo 32 cm. Incliniamo il capitello di 30° per avere la stessa articolazione con le vertebre attribuita a Spinosaurus. Inoltre, siccome la costa di Spinosaurus era priva della parte terminale, per stimare l'ellisse equivalente in Tyrannosaurus identifichiamo il punto lungo la costa di Tyrannosaurus che corrisponde alla parte finale preservata nella costa di Spinosaurus, ed escludiamo la parte posta oltre quel punto dal nostro discorso. In quel punto inscriviamo l'ellisse esattamente come svolto per Spinosaurus. 

Questo è il risultato.

Ancora una volta, esattamente come nel caso delle vertebre cervicali, del rostro, del dentale e delle vertebre dorsali, anche la gabbia toracica di Tyrannosaurus risulta ben più ampia di quella di Spinosaurus, persino per l'ipotetico esemplare "120%". Ed anche in questo caso, il risultato è basato direttamente sui fossili, usando un metodo ripetibile e che confronta direttamente parti omologhe tra i due animali.

Il volume maggiore della gabbia toracica è chiaramente coerente con le maggiori dimensioni delle vertebre, quindi è - ancora una volta - molto probabile che Tyrannosaurus avesse una massa corporea molto maggiore che Spinosaurus. Come vedete, la valutazione dei vari fattori conduce al medesimo risultato: non si tratta di "estrapolare" da un solo dato, bensì di analizzare i diversi fattori, per poi integrarli in un'unica interpretazione comune.

AGGIORNAMENTO DEL 6 DICEMBRE 2013:
Nelle stime qui sopra, ho valutato solamente le coste dorsali, senza includere le vertebre dorsali nella ricostruzione.
Nell'olotipo di Ichthyovenator, è preservata una costa dorsale quasi completa, adiacente ad una vertebra dorsale posteriore (probabilmente la dodicesima). Dato che l'arco neurale di quella vertebra è molto simile a quello di una delle dorsali dell'olotipo di Spinosaurus, si può usare questa costa dorsale, articolata alla corrispondente vertebra di Ichthyovenator, per avere una stima dell'ampiezza della gabbia toracica a livello della dodicesima dorsale in Spinosaurus.
Usando poi la stessa vertebra dorsale e le coste corrispondenti in Tyrannosaurus, ho confrontato l'ampiezza delle gabbie toraciche a livello della parte posteriore del torace, a ridosso del bacino. Come sempre, per andare incontro alle esigenze di tutti, ho incluso anche una versione ipotetica di Spinosaurus "espansa del 120%" rispetto all'olotipo.

Dettaglio interessante, in Ichthyovenator le coste dorsali presentano una possibile faccetta distale per articolare con le coste sternali, mentre in Tyrannosaurus le coste sono relativemante più corte, non si proiettavano ventralmente e presumibilmente non articolavano con le coste sternali. Queste differenze di morfologia, assieme alle diverse inclinazioni e lunghezze delle diapofisi nell'arco neurale, potrebbero avere interessanti implicazioni sul diverso modo con cui la parte posteriore del torace di questi due theropodi partecipava alla ventilazione del polmone.