Los saurópodos, esos dinosaurios gigantescos de cuello largo, son los animales más grandes conocidos que han existido, aunque derivan de ancestros bípedos notablemente más pequeños. Muchos de ellos alcanzaban varias decenas de metros de longitud y masas que superaban varias decenas de toneladas.
Estos gigantescos cuadrúpedos pertenecen sin embargo a los sauropodomorfos, cuyos primeros representantes eran pequeños bípedos que no superaban el tamaño de un pavo. Esta evolución hacia un gigantismo extremo supone por tanto una respuesta de su morfología a restricciones físicas considerables.
Comparación de tamaños entre un saurópodo gigante (Brachiosaurus) y uno de los primeros sauropodomorfos (Panphagia), ilustrando la evolución hacia el gigantismo.
Siluetas de dinosaurios según Scott Hartman (CC-BY-NC-SA 3.0), siluetas humanas según Yan Wong (Public Domain 1.0). Desde los trabajos de Galileo, se establece que los huesos deberían crecer desproporcionadamente a la masa corporal. Cuando un objeto ve su tamaño multiplicado por dos, por ejemplo, su volumen se multiplica por ocho. Aplicado a los animales terrestres, esta relación implica que los huesos deberían engrosarse mucho más rápidamente que el resto del cuerpo para soportar este aumento de masa.
La especialización de los miembros para el gigantismo puede corresponder también a modificaciones estructurales más complejas para gestionar mejor las restricciones ligadas al aumento de masa. Por ejemplo, en los saurópodos y/o los elefantes, los huesos son particularmente rectos, a diferencia de los de animales más ligeros, cuyos huesos están más curvados.
Gracias a herramientas de digitalización y modelización 3D de los huesos, un equipo de investigadores del Instituto de Sistemática, Evolución, Biodiversidad (ISYEB - CNRS/MNHN/Sorbonne Université/EPHE) y del laboratorio Mecanismos Adaptativos y Evolución (MECADEV - CNRS/MNHN) revela que la aparición de las especializaciones morfológicas varía según el tipo de hueso considerado. Así, estas especializaciones aparecen muy bruscamente en los huesos del antebrazo, mientras que se establecen más progresivamente en los huesos de los miembros posteriores.
Los primeros sauropodomorfos eran originalmente pequeños bípedos, esta diferencia refleja muy ciertamente la transición hacia una locomoción cuadrúpeda, imponiendo una nueva restricción de soporte del cuerpo a los miembros anteriores, mientras que los miembros posteriores ya cumplían esa función.
Esquema comparativo que muestra la regionalización de las especializaciones óseas en los saurópodos (izquierda) y los rinocerontes (derecha). En los saurópodos, la mitad inferior del húmero y los huesos del antebrazo evolucionan de manera coordinada, sugiriendo una adaptación centrada en la articulación del codo.
Silueta y esqueleto de saurópodo modificado según © Scott Hartman.
Esqueleto de rinoceronte según Mallet et al. 2022.
Silueta de rinoceronte según Steven Traver (Public domain 1.0) En este estudio, los científicos se interesaron particularmente por el húmero, el hueso que une el hombro con el codo. Así descubrieron que las especializaciones de los saurópodos no aparecen de manera uniforme dentro del propio hueso. Mientras que la morfología de su mitad inferior evoluciona bruscamente, la de la mitad superior cambia de manera más progresiva.
Las variaciones de forma observadas en la parte inferior del húmero siguen un esquema similar al observado para los huesos del antebrazo (el radio y el cúbito), estos elementos constituyendo juntos la articulación del codo. Este resultado concuerda con ciertos estudios realizados en mamíferos, en particular los rinocerontes, donde también se ha detectado una regionalización alrededor de las articulaciones. Esto podría permitir quizás encontrar, en el futuro, una tendencia generalizada en los diferentes grupos de animales terrestres.
Este resultado indica que la evolución de los miembros no se organiza necesariamente hueso por hueso, como se suponía tradicionalmente, sino según módulos funcionales centrados en las articulaciones. La articulación del codo aparece así como una unidad coherente de transformación evolutiva, implicando varios huesos, o partes de huesos, sometidos a las mismas restricciones mecánicas.
Una regionalización comparable alrededor del codo también se ha observado en varios grupos de mamíferos, como los rinocerontes o los mustélidos (comadrejas). La presencia de esquemas similares en grupos tan alejados sugiere que no se trata de casos aislados.
Estos resultados permitirán identificar, en el futuro, tendencias generalizadas de evolución de los miembros en los diferentes grupos de animales terrestres.
Fuente: CNRS INEE