Los dinosaurios saurópodos, los animales terrestres más grandes de todos los tiempos, pesaban entre 80 y 100 toneladas y alcanzaban entre 40 y 50 metros de longitud. Resumiendo todos los datos disponibles, los paleontólogos nombraron cinco factores principales que hicieron posible el desarrollo del gigantismo en los saurópodos: rechazo a masticar alimentos, reproducción rápida al poner muchos huevos pequeños, crecimiento rápido, un sistema respiratorio perfecto y una disminución de la tasa metabólica en animales adultos en comparación con los jóvenes
La revista Science publicó un artículo de los paleontólogos Martin Sander de la Universidad de Bonn y Marcus Clauss de la Universidad de Zurich, en el que los autores resumen los resultados de años de estudio de dinosaurios saurópodos gigantes. En términos de su masa, estos animales eran un orden de magnitud más grandes que los mamíferos terrestres más grandes, así como representantes de otros grupos de dinosaurios (terópodos y ornitisquidos).
Los saurópodos aparecieron al final del período Triásico (hace unos 210 millones de años). Hasta la fecha, los paleontólogos han descrito alrededor de 120 géneros de saurópodos. Estos gigantes herbívoros dominaron muchos ecosistemas terrestres desde el Jurásico medio hasta el final del Cretácico, es decir, durante unos 100 millones de años, el doble de tiempo que el apogeo de los grandes mamíferos herbívoros. Por lo tanto, los saurópodos fueron un grupo próspero y exitoso, no un "error evolutivo" en absoluto.
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Naturalmente, los científicos, así como el público en general, están preocupados por la pregunta: ¿por qué los saurópodos se volvieron tan grandes?
No es posible explicar el gigantismo de los saurópodos por razones externas, aunque tales intentos se han realizado repetidamente. Por ejemplo, intentaron encontrar una correlación entre la dinámica evolutiva del tamaño de los saurópodos y factores como la concentración de oxígeno y dióxido de carbono en la atmósfera, cambios en el clima, el nivel del mar y el área terrestre, y en todos los casos resultó que no había correlaciones significativas. De esto, los autores concluyen que la clave del misterio del gigantismo de los saurópodos debe buscarse en su biología.
Diagrama que ilustra la relación entre características primitivas y avanzadas en los animales herbívoros más grandes: mamíferos, saurópodos, dinosaurios ornithisch y reptiles modernos. De izquierda a derecha: mamíferos (elefante africano, jirafa, fósil de rinoceronte indricotherium), saurópodos (Argentinosaurus, Brachiosaurus), dinosaurios ornitisquios (Shantungosaurus, Triceratops), tortuga gigante de Galápagos. Figura: del artículo discutido en Science
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La estructura de los dientes, boca y cuello de los saurópodos es bastante diversa, lo que indica que no tenían una dieta establecida de una vez por todas (aunque indudablemente todos comían solo alimentos vegetales). Sin embargo, todos los saurópodos tienen un rasgo primitivo que los distingue claramente de otros fitófagos grandes: los mamíferos y los dinosaurios ornithischis. Los saurópodos nunca masticaban alimentos: sus dientes y mandíbulas eran pequeños y completamente inadecuados para masticar. Tampoco tenían la costumbre de tragar piedras para, con su ayuda, triturar la vegetación ingerida en el estómago, como hacían otros dinosaurios y pájaros. Aparentemente, la ausencia de un aparato masticador fue compensada por el hecho de que el tracto digestivo de los saurópodos, debido a su monstruoso tamaño, era muy largo, por lo que incluso los alimentos no masticados tenían tiempo de digerir en él.
Evitar masticar alimentos permitió que la cabeza del saurópodo siguiera siendo pequeña, lo que a su vez permitió desarrollar un cuello muy largo, gracias al cual los saurópodos podían llegar sin esfuerzo a fuentes de alimentos inaccesibles para otros animales. Se supone que el cuello largo también podría usarse para atraer parejas sexuales; quizás los saurópodos machos lucharon con el cuello como jirafas modernas. En este caso, la selección sexual debería haber contribuido al alargamiento del cuello.
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En contraste, la mayoría de los grandes mamíferos herbívoros y dinosaurios ornithischis han desarrollado dientes, mandíbulas y músculos masticadores muy poderosos, lo que ha dado como resultado un aumento espectacular del tamaño de la cabeza. Esto impuso restricciones significativas sobre la longitud aceptable del cuello.
Los tamaños corporales grandes dan lugar a una serie de problemas fisiológicos, el más importante de los cuales es el problema del sobrecalentamiento. Además, la presencia de un cuello largo dificulta la entrada de aire fresco a los pulmones (es necesario inhalar muy profundamente para que no solo el aire que quedó en la tráquea larga después de la exhalación anterior entre en los pulmones). Los saurópodos parecen haber resuelto ambos problemas desarrollando un sistema muy sofisticado y sofisticado de "sacos de aire".
Los sacos de aire, muy probablemente, aparecieron incluso en los antepasados comunes de todos los dinosaurios como lagartos, es decir, saurópodos y terópodos carnívoros, y de estos últimos fueron heredados por las aves. En las aves, gracias a los sacos de aire conectados a los pulmones mediante un complejo sistema de tuberías y válvulas, el aire fresco pasa a través de los pulmones tanto al inhalar como al exhalar. Además de intensificar la respiración, los sacos de aire proporcionan un enfriamiento eficaz del cuerpo. El hecho de que los dinosaurios parecidos a lagartos también tuvieran sacos de aire se evidencia en los resultados del estudio de sus huesos (muchos sacos de aire penetran en los huesos o dejan huellas características en ellos). Para obtener la información más reciente sobre los sacos de aire en los dinosaurios, consulte el artículo recién publicado: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA, et al.(2008) Evidencia de sacos de aire intratorácicos aviar en un nuevo dinosaurio depredador de Argentina // PLoS ONE 3 (9): e3303.
Para que el tamaño gigantesco fuera de beneficio real para los saurópodos y fuera apoyado por la selección, los saurópodos tenían que crecer lo más rápido posible. Si el animal ya ha confiado en el gigantismo, para protegerse de los depredadores o para acceder a las copas de los árboles altos, entonces no es rentable que sea pequeño y el período de la infancia debe pasar lo antes posible. Mientras tanto, los saurópodos tuvieron que aumentar su masa en 100,000 veces para alcanzar su tamaño máximo, una cifra récord para los reptiles, sin mencionar las aves y los mamíferos (un ternero nacido pesaba solo unos pocos kilogramos y un dinosaurio adulto endurecido, muchas decenas de toneladas). El análisis histológico de los huesos de los saurópodos generalmente confirma la suposición de un crecimiento rápido, aunque estos datos no son del todo inequívocos. Aparentemente, los saurópodos alcanzaron la madurez sexual en el segundo,y el tamaño máximo - en la tercera década.
Un crecimiento tan rápido es posible solo bajo la condición de un metabolismo muy intenso, al igual que en las aves y los mamíferos modernos. Sin embargo, si la tasa metabólica en los saurópodos adultos se mantuviera tan alta, inevitablemente se sobrecalentarían y ninguna cantidad de sacos de aire podría salvarlos. Además, necesitarían una cantidad de comida completamente inimaginable. Los autores ven solo una salida a esta contradicción: aparentemente, la tasa metabólica en los saurópodos fue alta en la juventud y disminuyó significativamente con la edad. Desafortunadamente, los paleontólogos aún no tienen datos directos sobre la tasa metabólica de los saurópodos.
Se sabe que todos los dinosaurios son ovíparos. Sus cachorros nacieron pequeños y desprotegidos, pero eran muchos. Por el contrario, los grandes mamíferos herbívoros dan a luz a crías grandes y bien protegidas, pero en cantidades muy pequeñas. Debido a esto, el desarrollo del gigantismo en los mamíferos aumenta drásticamente la probabilidad de extinción de la especie: cuanto más grande es el animal, menos crías produce y más tiempo se necesita para restaurar la población después de su declive temporal. Los saurópodos no estaban sujetos a esta limitación: el gigantismo en ellos no conducía a una disminución de la fertilidad y el tamaño de la población podía crecer muy rápidamente en condiciones favorables.
Por lo tanto, según los autores, el gigantismo en los saurópodos se hizo posible debido a una combinación especial de características primitivas y avanzadas. Los rasgos primitivos que contribuyeron al gigantismo son la incapacidad para masticar alimentos y poner huevos; avanzado: crecimiento rápido, sistema respiratorio perfecto y tasa metabólica que cambia con la edad.
