A análise multicorpo e a força dos tecidos moles refutam a cauda supersônica do dinossauro

Sep 16, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 19245 (2022) Citar este artigo

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Os dinossauros saurópodes são bem conhecidos por seus tamanhos enormes e longos pescoços e caudas. Entre os saurópodes, os dinossauros flagellicaudatan são caracterizados pelo alongamento extremo da cauda, ​​o que levou a hipóteses sobre a função da cauda, ​​muitas vezes comparada a um chicote. Aqui, analisamos a dinâmica do movimento de um modelo 3D de uma cauda flagellicaudatana apatosaurina usando simulação multicorpo e quantificamos as capacidades de suporte de estresse dos tecidos moles associados. Uma estrutura tão alongada e esbelta permitiria alcançar velocidades de ponta da ordem de 30 m/s, ou 100 km/h, bem mais lentas que a velocidade do som, devido ao efeito combinado de fricção da musculatura e articulações, bem como arrasto aerodinâmico. As propriedades materiais da pele, tendões e ligamentos também apóiam tal evidência, provando que em vida, a cauda não teria resistido às tensões impostas por viajar na velocidade do som, independentemente do 'popper' conjectural, um hipotético tecido mole estrutura análoga à porção terminal de um chicote capaz de ultrapassar a velocidade do som.

As caudas extremamente alongadas de saurópodes flagellicaudatan diplodocid como Brontosaurus sempre intrigaram pesquisadores e entusiastas1,2. Embora nenhuma cauda diplodocídica completa tenha sido encontrada até agora, a morfologia geral e o número aproximado de elementos podem ser obtidos a partir de achados parciais sobrepostos. Estes mostram que a cauda diplodocida consistia em aproximadamente 80 vértebras caudais que diminuem gradualmente em tamanho total e complexidade morfológica em direção à ponta posterior3. Aproximadamente 10 elementos grandes e complexos formam a base, seguidos por cerca de 40 elementos intermediários e, finalmente, por 30 vértebras progressivamente menores, semelhantes a hastes. Essa morfologia peculiar inspirou muitas hipóteses para explicar a função da cauda. Estes incluem (i) atuar como uma "terceira perna" durante uma postura bípede em pé4, uma interpretação que se mostrou questionável com base na anatomia das vértebras caudais5; (ii) atuando como contrapeso ao long neck6; (iii) fornecer pontos de inserção para o músculo caudofemoral longo7; (iv) como arma defensiva; (v) como estrutura geradora de ruído8; e (vi) como um dispositivo tátil para percepção espacial9.

Ao contrário da maioria dos outros saurópodes, os diplodocídeos possuíam vértebras caudais posteriores alongadas e semelhantes a bastonetes, sem arco neural e com superfícies articulares biconvexas, o que permitia grande mobilidade interelementar2,8,10. Desde os primeiros achados de vértebras caudais terminais de caudas de diplodocídeos, pesquisadores têm sugerido o possível uso da cauda distal como arma defensiva2,8,11,12. Essa hipótese histórica é sustentada pelas semelhanças morfológicas entre a estrutura anatômica da cauda e um chicote, com uma porção proximal espessa e uma porção terminal estreita e leve, o chicote8. Essa hipótese funcional defensiva foi testada com simulações de computador8,13, uma das quais levou à hipótese adicional de que a cauda também foi adaptada para fazer barulho8.

A primeira simulação computacional do movimento da cauda de um saurópode usou uma cauda de apatossauro modelada com 82 segmentos13, cada um correspondendo a uma vértebra. Este estudo impôs uma condição inicial de cauda enrolada, simulando seu desdobramento; e durante a simulação, a ponta da cauda não conseguiu atingir a velocidade supersônica. Em um trabalho subsequente baseado em uma abordagem de modelagem diferente, Myhrvold & Currie8 aproximaram a morfologia da cauda em 14 segmentos, cada um representando grupos de 5 a 8 vértebras, e adicionaram um hipotético "popper" no final da cauda - uma estrutura de tecido mole conjectural que tornar a cauda 1 m mais longa. Durante as simulações, aplicando o movimento ao primeiro segmento na base da cauda, ​​na ponta da cauda e, em particular, no popper, superou a velocidade do som, atingindo aproximadamente 560 m/s no ar padrão.