A Jack Tseng le encantan los animales que rompen huesos, las hienas son sus favoritas, así que cuando el paleontólogo Joseph Peterson descubrió huesos de dinosaurios fosilizados que tenían marcas de dientes de un Tyrannosaurus rex juvenil, Tseng decidió intentar replicar las marcas de mordeduras y medir qué tan duro podían esos niños en realidad masticar.
El año pasado, él y Peterson hicieron una réplica de metal de un diente en forma de cimitarra de un T.rex juvenil de 13 años, lo montaron en un marco de prueba mecánico comúnmente utilizado en ingeniería y ciencia de materiales, e intentaron romper una pierna de vaca. con eso.
Basado en 17 intentos exitosos de igualar la profundidad y la forma de las marcas de mordedura en los fósiles [tuvo que descartar algunas pruebas porque el hueso fresco se deslizó demasiado], determinó que un juvenil podría haber ejercido hasta 5.641 newtons de fuerza, en algún lugar entre las fuerzas de la mandíbula ejercidas por una hiena y un cocodrilo.
Compare eso con la fuerza de mordedura de un T.rex adulto [alrededor de 35,000 newtons] o con el débil poder de morder de los humanos: 300 newtons.
Las estimaciones previas de la fuerza de mordida para los T.rex juveniles, basadas en la reconstrucción de los músculos de la mandíbula o en la reducción matemática de la fuerza de mordida de los T.rex adultos, fueron considerablemente menores, alrededor de 4.000 newtons.
¿Por qué eso importa? Las mediciones de la fuerza de la mordedura pueden ayudar a los paleontólogos a comprender el ecosistema en el que vivían los dinosaurios, o cualquier animal extinto, qué depredadores eran lo suficientemente poderosos como para comer qué presa y con qué otros depredadores competían.

"Si tiene hasta casi 6.000 newtons de fuerza de mordida, eso los coloca en una categoría de peso ligeramente diferente", dijo Tseng, profesor asistente de biología integrativa de UC Berkeley. "Al refinar realmente nuestras estimaciones de la fuerza de mordedura de los jóvenes, podemos ubicarlos de manera más sucinta en una parte de la red alimentaria y pensar en cómo pueden haber desempeñado el papel de un tipo de depredador diferente al de sus padres adultos más grandes".
El estudio revela que los T.rex juveniles, aunque todavía no son capaces de aplastar huesos como sus padres de 30 o 40 años, estaban desarrollando sus técnicas de mordida y fortaleciendo los músculos de la mandíbula para poder hacerlo una vez que les salieron los dientes permanentes.
"En realidad, esto nos da un poco de métrica para ayudarnos a medir la rapidez con la que la fuerza de la mordida está cambiando de juvenil a adulta, y algo para comparar con cómo cambia el cuerpo durante ese mismo período de tiempo", dijo Peterson, un profesor en la Universidad de Wisconsin en Oshkosh y un paleopatólogo, un especialista en las lesiones y deformidades visibles en los esqueletos fósiles. "¿Ya están triturando huesos? No, pero lo están pinchando. Nos permite tener una mejor idea de cómo se alimentan, qué están comiendo. Es solo agregar más a esa imagen completa de cómo vivían y vivían animales como los tiranosaurios. creció y los roles que jugaron en ese ecosistema ".
Tseng, Peterson y la estudiante de posgrado Shannon Brink de la Universidad de East Carolina en Greenville, Carolina del Norte, publicarán sus hallazgos esta semana en la revista PeerJ.
Marcas de dientes en abundancia, pero ¿quién fue el que mordió?

Los experimentos que utilizan moldes de metal de dientes de dinosaurio para hacer coincidir las marcas de mordeduras observadas son raros, no porque las marcas de mordeduras en los fósiles de dinosaurios sean raras, sino porque la identidad del mordedor rara vez está clara.
Sin embargo, dos fósiles de dinosaurios que Peterson excavó años antes de la Formación Hell Creek en el este de Montana resultaron ideales para tal experimento. Uno, el cráneo de un T.rex juvenil, tenía una marca de mordedura curada en la cara. "¿Qué, aparte de otro T. rex, podría morder a otro T. rex y perforar su cráneo?" razonó. Los tiranosaurios, como los cocodrilos de hoy, jugaban duro y la herida probablemente se debió a una pelea por comida o territorio.
Además, los orificios de punción en el cráneo, que se habían curado, tenían el tamaño y la forma de los dientes de un T.rex juvenil, y el espacio se ajustaba al espacio entre los dientes de un juvenil. Los T.rex juveniles tienen dientes que son ovalados en sección transversal: más en forma de cuchillo, presumiblemente para cortar y desgarrar la carne. Los T.rex adultos tienen dientes con secciones transversales redondas: más como postes, para aplastar huesos. Tanto los jóvenes como los adultos podían reemplazar los dientes perdidos o rotos de los repuestos enterrados en la mandíbula que emergían una vez que la cavidad estaba vacía.
Debido a que el hueso del cráneo es más duro que otros huesos, dijo Peterson, hacer coincidir estos agujeros con las perforaciones hechas por el diente de metal en un hueso de vaca proporcionó un límite superior a la fuerza de mordida.
El otro fósil era una vértebra de la cola de un dinosaurio pico de pato herbívoro, un Edmontosaurio. Tenía dos marcas de pinchazos en los dientes que coincidían con las de un T.rex juvenil. Peterson dijo que el T.rex era el único depredador que existía en ese momento, el período Cretácico tardío, hace más de 66 millones de años, que podría haber mordido con tanta fuerza el coxis de un pico de pato. Es probable que el juvenil perforara el hueso al morder una parte carnosa de la cola del animal ya muerto.
Debido a que las vértebras son más blandas, la creación experimental de pinchazos similares en un hueso de vaca les dio a los investigadores un límite más bajo en la fuerza de mordida.
Tseng empleó una técnica de prueba que fue utilizada en 2010 por investigadores que midieron la fuerza de mordida de un dinosaurio mucho más viejo y más pequeño del Cretácico temprano: un Deinonychus, que se hizo famoso con un nombre diferente, Velociraptor, en la película Jurassic Park de 1993. Su fuerza de mordida estaba entre 4.000 y 8.000 newtons.
Tseng, entonces en la Universidad de Buffalo en Nueva York, y Peterson hicieron una réplica de un diente de T.rex juvenil de la mitad de la mandíbula usando una aleación de cromo cobalto de grado dental, que es mucho más dura que el esmalte de los dientes de dinosaurio, dijo Tseng. .
Luego montaron el diente de metal en un marco de prueba mecánico y lo empujaron lentamente, a un milímetro por segundo, en un húmero de vaca recién congelado y descongelado. Los huesos son más fáciles de fracturar a baja velocidad que con un mordisco rápido. Debido a que la mitad del húmero tiene una cortical más gruesa que el hueso cerca de los extremos de la articulación, la mitad se usó para reproducir las punciones faciales. Los extremos se utilizaron para simular las punciones de las vértebras.
"Lo que hicimos, un estudio actualista, fue decir, 'apuñalemos la cosa con un diente y veamos qué hace'", dijo Peterson. "Lo que estamos encontrando es que nuestras estimaciones son ligeramente diferentes a otros modelos, pero están dentro de un rango lo suficientemente cercano, estamos en la misma página".
Tseng enfatizó que no hay un número que describa la fuerza de mordedura de ningún animal: depende de cómo la criatura muerda y ajuste la presa en su boca para obtener la mejor palanca.
"Probablemente no solo estaban mordiendo. Si miras a los depredadores modernos, incluso a los depredadores reptiles, a veces hay un ajuste. Tal vez estén encontrando el lugar más ventajoso mecánicamente o el diente más fuerte para morder", dijo Tseng, quien es Graduado en 2004 del Departamento de Biología Integrativa de UC Berkeley y curador asistente en el Museo de Paleontología de la Universidad de California. "Presumiblemente, hay algunos ajustes involucrados antes de que hagan ese bocado, por lo que literalmente pueden tomar el mejor bocado hacia adelante para matar o dañar cualquier cosa en la que estén tratando de meterse".
Sin embargo, las mediciones son un comienzo para registrar el aumento en la fuerza de mordida de los tiranosaurios a medida que maduran, similar a cómo los paleontólogos han registrado el tamaño y el peso del T.rex con la edad.
"Así como puede hacer una curva de crecimiento para un organismo así, también puede hacer una curva de fuerza para su fuerza de mordida: cuál era su fuerza de mordida a los 12 o 13 años, cuál era a los 30, 35 o 40 años . ¿Y qué significa eso potencialmente sobre el papel que esos animales jugaron en ese ecosistema en ese momento? " Peterson dijo. "Lo bueno de encontrar marcas de mordeduras en huesos de un tiranosaurio juvenil es que nos dice que a los 13 años aún no eran capaces de triturar huesos, pero ya lo estaban intentando, estaban perforando huesos, bastante profundo. probablemente estén fortaleciendo a medida que envejecen ".
Tseng, cuyo interés principal son los mamíferos, está ansioso por reanudar los estudios interrumpidos por la pandemia para medir la fuerza de mordedura de varios animales vivos y extintos con el fin de inferir los nichos del ecosistema de depredadores que ya no viven. Para esas criaturas, los fósiles son todo lo que tienen los paleontólogos para "interpretar el comportamiento y dar algo de vida a estos animales extintos", dijo Peterson.
"Utilizo una lente biomecánica cuando miro todo, vivo o extinto", agregó Tseng. "Los ecologistas de hoy que estudian las redes tróficas y los ecosistemas no dependen mucho de los huesos; tienen animales y plantas físicos. Son realmente los paleontólogos los que están interesados ​​en este enfoque, porque la mayoría de lo que tenemos que estudiar son huesos y marcas de mordeduras. "

By Sebastian Jimenez

Si hubiera una ciencia basada en el código binario, sería su principal devoto. Dame juegos y circuitos y me harás feliz. Residiendo en Sevilla.

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