Vivere in grande non è facile. I dinosauri sauropodi - le più grandi creature che abbiano mai camminato sulla Terra - richiedevano rapidi tassi di crescita, scheletri che erano allo stesso tempo leggeri e forti e abbondanti quantità di cibo, solo per cominciare.
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Ora, i paleontologi potrebbero aver risolto uno dei misteri rimanenti su questi giganteschi dinosauri: come hanno fatto a pompare sangue a sufficienza sul loro lungo collo per nutrire il cervello?
Il paleontologo dell'Università della California del Sud, Michael Habib, è stato ispirato a indagare sui colli sauropodi dopo aver visto le ossa di un gigantesco titanosauro trovato nel deserto del New Mexico. Le ossa del collo ben conservate includevano spine chiamate costole cervicali che si estendono per quasi sei piedi di lunghezza. Queste canne, dice Habib, si sono rivelate fatte di un tipo di osso molto flessibile che "ha reso dannatamente buone le molle".
Mentre i giganteschi dinosauri camminavano, il movimento avrebbe creato un "problema inerziale" per i sauropodi. Senza qualcosa che smorzi questo effetto, Habib dice, "il collo inizierà a oscillare avanti e indietro come una gru o un albero montati male in una brezza".
È qui che sono entrate le costole cervicali. Queste ossa elastiche hanno smorzato quell'effetto, permettendo ai dinosauri di mantenere il collo relativamente stabile mentre si trascinavano avanti, Habib ha detto ai ricercatori riuniti la scorsa settimana al meeting della Society of Vertebrate Paleontology a Dallas, in Texas.
Ma Habib ha scoperto che la speciale disposizione anatomica dei dinosauri aveva un peculiare effetto collaterale. Da una combinazione di anatomia animale fossile e moderna, i paleontologi sanno quali muscoli devono avere circondato le costole cervicali e gli altri tessuti molli vicini. Nei sauropodi, quando le costole cervicali si flettevano, si sarebbero compresse verso il collo e il muscolo avrebbe spinto sulle sacche d'aria avvolte attorno all'arteria vertebrale. In effetti, il movimento "funge da pompa accessoria per il cuore", afferma Habib.
Le tipiche strutture scheletriche dei colli sauropodi; le barre colorate rappresentano la lunghezza in metri. L'inserto mostra le lunghezze del collo per altri animali non sauropodi, inclusi umani e giraffe. (Taylor MP, Wedel MJ. (2013) Perché i sauropodi avevano il collo lungo e perché le giraffe hanno il collo corto. PeerJ 1: e36 https://dx.doi.org/10.7717/peerj.36) I paleontologi hanno discusso per decenni su come i sauropodi avrebbero potuto generare abbastanza pressione sanguigna per pompare il fluido vitale dal cuore al cervello.
"I colli sauropodi sono controversi per lo stesso motivo per cui altre parti dell'anatomia dei dinosauri sono controverse: è un tratto estremo", afferma Habib. I ricercatori hanno proposto cuori di due tonnellate, speciali sistemi di sifone e persino una serie di piccoli "pseudo-cuori" per superare il problema, ma tutte queste idee hanno risentito del fatto che i relativi tessuti molli non sono mai stati conservati.
Secondo l'ipotesi di Habib, la risposta ci ha sempre guardato in faccia. E la soluzione avrebbe funzionato con relativamente poco sforzo. Il pompaggio del sangue aumenterebbe ogni volta che i dinosauri muovono il collo, dice Habib, e l'effetto diventa più forte nei dinosauri con un collo straordinariamente lungo.
"Man mano che allunghi il collo, ottieni più muscolo scheletrico e fai più pompare", dice Habib, il che significa che i sauropodi estremi come il Mamenchisaurus, che aveva un collo allungato di circa 40 piedi, avrebbero avuto un sacco di energia in più per mantenere il sangue pompaggio.
Se anche l'uno o il tre percento della potenza muscolare del collo aiutasse il flusso sanguigno, l'effetto avrebbe ridotto la massa richiesta del cuore di oltre il 25 percento, osserva Habib. Quindi fare il collo anche solo un piccolo lavoro sarebbe stato un grande sollievo per il cuore. In questo caso, i sauropodi non hanno richiesto organi speciali e invisibili per mantenere il loro pompaggio del sangue. Invece, la disposizione di muscoli, vasi sanguigni e sacche d'aria, dice Habib, significava che "il collo si ripaga da solo".
