I sauropodi erano dinosauri estremi. Dalle specie nane relativamente piccole - ancora rispettabili circa 12 piedi di lunghezza - ai giganti che si estendevano per oltre 100 piedi di lunghezza, questi dinosauri dalla testa piccola, dalle colonne e dal collo lungo erano tra le creature più strane che abbiano mai camminato sulla terra. Non lasciarti ingannare dalla familiarità di specie come Apatosaurus e Brachiosaurus ; l'anatomia dei sauropodi era così strana che i paleontologi stanno ancora discutendo questioni di base della loro biologia. Il modo in cui i sauropodi si sono accoppiati, nutriti, pompato sangue dal loro cuore alla testa e persino il modo in cui si sono tenuti il collo hanno fornito tutti un terreno fertile per il dibattito tra gli specialisti. Tra i misteri di più lunga data c'è come animali così enormi e senza dubbio attivi si sono prevenuti dal surriscaldamento. Forse la soluzione sta in una stranezza anatomica condivisa con gli uccelli.
Diplodocus e parenti potrebbero aver avuto un problema con la temperatura corporea. Molteplici linee di evidenza, dall'istologia alle proporzioni degli arti, hanno indicato che i dinosauri estinti avevano profili fisiologici più simili a quelli dei dinosauri e dei mammiferi aviari rispetto a qualsiasi rettile, ma mantenere un metabolismo attivo e un'alta temperatura corporea ha avuto un costo per i dinosauri giganteschi. Più grande è il dinosauro, più difficile sarebbe stato scaricare il calore in eccesso. Se un sauropode in esecuzione a caldo dovesse zoccolarlo per raggiungere un compagno o sfuggire a un teropode stalking, il dinosauro potrebbe correre il rischio di surriscaldamento durante l'esercizio.
La difficoltà che i grandi sauropodi devono avere a che fare con lo spargimento di calore a volte è stata citata come una ragione per cui questi dinosauri dovevano avere una fisiologia ectotermica simile a un coccodrillo o che erano "gigantoterme" che mantenevano temperature corporee relativamente elevate solo in virtù delle loro dimensioni e quindi aveva un po 'più margine di manovra con il calore generato attraverso l'esercizio. Come ha sostenuto il paleontologo Matt Wedel in una revisione del 2003 sulla biologia dei sauropodi, queste posizioni si basano su ipotesi sui sistemi respiratori dei dinosauri e sulla fisiologia che usavano i coccodrilli come modelli. Non solo le prove della microstruttura ossea hanno indicato che i sauropodi sono cresciuti a un ritmo estremamente rapido alla pari con quello dei mammiferi, ma i paleontologi hanno scoperto che i sauropodi avevano sistemi respiratori simili a uccelli che combinavano i polmoni con un sistema di sacche d'aria. Un tale sistema sarebbe stato sintonizzato per far fronte a uno stile di vita attivo ed endotermico, incluso un modo per scaricare il calore in eccesso.
Sappiamo che i sauropodi avevano sacche d'aria a causa delle loro ossa. Nel collo, in particolare, le sacche d'aria che provengono dal nucleo del sistema respiratorio hanno invaso l'osso e lasciato alle spalle rientranze distintive. (Sebbene non sempre così estesi, i dinosauri teropodi mostrano anche prove di queste sacche aeree. Tuttavia, fino ad oggi, nessuno ha trovato prove concrete di sacche aeree nei dinosauri ornithischiani, che include ceratopsiani cornuti, adrosauri con becco a pala e ankylosaurs corazzati .) Oltre ad alleggerire gli scheletri dei sauropodi e aumentarne l'efficienza respiratoria, questo complesso sistema potrebbe aver avuto un ruolo nel consentire ai sauropodi di scaricare il calore attraverso il raffreddamento evaporativo allo stesso modo dei grandi uccelli oggi. Il concetto è simile a quello che fa funzionare una più fresca palude: l'evaporazione dell'acqua nei tessuti umidi della trachea di un sauropode durante l'espirazione avrebbe aiutato il dinosauro a scaricare calore nell'aria in uscita.
Ma il ruolo delle sacche d'aria in un tale sistema, tanto meno un animale lungo 80 piedi o più, non è chiaro. L'inferenza è ovvia - come gli uccelli, i sauropodi avevano l'hardware anatomico per raffreddarsi - ma i meccanismi del processo sono ancora oscuri dato che non possiamo osservare un Mamenchisaurus vivente. All'inizio di questo autunno, tuttavia, la biologa Nina Sverdlova e colleghi hanno debuttato la ricerca che potrebbe aiutare i paleontologi a esaminare più da vicino la respirazione dei sauropodi.
Utilizzando le osservazioni di uccelli vivi, Sverdlova ha creato un modello virtuale della trachea di un pollo e della sacca d'aria con un occhio verso la simulazione dello scambio di calore. I ricercatori hanno scoperto che il loro modello relativamente semplice è stato in grado di approssimare i dati sperimentali di uccelli vivi, e quindi modelli simili potrebbero aiutare i paleobiologi a stimare come i sauropodi hanno scaricato il calore. Dovremo aspettare ciò che gli studi futuri troveranno. Questa linea di prove non risolverà totalmente il dibattito sulla fisiologia dei sauropodi e sulla temperatura corporea, ma potrebbe aiutare i paleobiologi a studiare più da vicino i costi e i benefici di essere così grandi.
Riferimenti:
Sander, P., Christian, A., Clauss, M., Fechner, R., Gee, C., Griebeler, E., Gunga, H., Hummel, J., Mallison, H., Perry, S., Preuschoft, H., Rauhut, O., Remes, K., Tutken, T., Wings, O., Witzel, U. 2011. Biologia dei dinosauri sauropodi: l'evoluzione del gigantismo. Recensioni biologiche 86: 117-155
Sverdlova, N., Lambertz, M., Witzel, U., Perry, S. 2012. Condizioni al contorno per il trasferimento di calore e il raffreddamento evaporativo nella trachea e nel sistema di sacche d'aria del pollame domestico: un'analisi CFD bidimensionale. PLOS One 7, 9. e45315
Wedel, M. 2003. Pneumaticità vertebrale, sacche d'aria e fisiologia dei dinosauri sauropodi. Paleobiologia 29, 2: 243-255
