Os dinossauros saurópodes - os maiores animais terrestres de todos os tempos - pesavam entre 80-100 toneladas e alcançavam 40-50 metros de comprimento. Resumindo todos os dados disponíveis, os paleontólogos nomearam cinco fatores principais que tornaram possível o desenvolvimento do gigantismo em saurópodes: recusa em mastigar alimentos, reprodução rápida colocando muitos ovos pequenos, crescimento rápido, sistema respiratório perfeito e diminuição da taxa metabólica em animais adultos em comparação com os jovens
A revista Science publicou um artigo dos paleontólogos Martin Sander, da Universidade de Bonn, e Marcus Clauss, da Universidade de Zurique, no qual os autores resumem os resultados de anos de estudo de dinossauros saurópodes gigantes. Em termos de massa, esses animais eram uma ordem de magnitude maior do que os maiores mamíferos terrestres, bem como representantes de outros grupos de dinossauros (terópodes e ornitísquios).
Os saurópodes apareceram no final do período Triássico (cerca de 210 milhões de anos atrás). Até o momento, os paleontólogos descreveram cerca de 120 gêneros de saurópodes. Esses gigantes herbívoros dominaram muitos ecossistemas terrestres desde a metade do Jurássico até o final do Cretáceo, ou seja, por cerca de 100 milhões de anos - o dobro do apogeu dos grandes mamíferos herbívoros. Assim, os saurópodes eram um grupo muito bem-sucedido e próspero, e não um "erro evolutivo".
Muito naturalmente, os cientistas, assim como o público em geral, estão preocupados com a questão: por que os saurópodes se tornaram tão grandes?
Não é possível explicar o gigantismo do saurópode por quaisquer razões externas, embora tais tentativas tenham sido feitas repetidamente. Por exemplo, eles tentaram encontrar uma correlação entre a dinâmica evolutiva do tamanho dos saurópodes e fatores como a concentração de oxigênio e dióxido de carbono na atmosfera, mudanças no clima, nível do mar e área terrestre - e em todos os casos descobriu-se que não havia correlações significativas. A partir disso, os autores concluem que a chave para o mistério do gigantismo dos saurópodes deve ser buscada em sua biologia.
Diagrama que ilustra a relação entre características primitivas e avançadas nos maiores animais herbívoros: mamíferos, saurópodes, dinossauros ornitísquios e répteis modernos. Da esquerda para a direita: mamíferos (elefante africano, girafa, rinoceronte fóssil indricotério), saurópodes (Argentinosaurus, Brachiosaurus), dinossauros ornitísquios (Shantungosaurus, Triceratops), tartaruga gigante das Galápagos. Figura: do artigo discutido na Science
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A estrutura dos dentes, boca e pescoço dos saurópodes é bastante diversa, o que indica que eles não tinham uma dieta estabelecida de uma vez por todas (embora, sem dúvida, todos comessem apenas alimentos vegetais). No entanto, todos os saurópodes têm uma característica primitiva que os distingue nitidamente de outros grandes fitófagos - mamíferos e dinossauros ornitísquios. Os saurópodes nunca mastigavam alimentos: seus dentes e mandíbulas eram pequenos e completamente inadequados para mastigar. Eles também não tinham o hábito de engolir pedras para, com sua ajuda, moer a vegetação engolida no estômago, como faziam alguns outros dinossauros e pássaros. Aparentemente, a ausência de aparelho mastigatório era compensada pelo fato de o trato digestivo dos saurópodes, devido ao seu tamanho monstruoso, ser muito longo, de modo que mesmo os alimentos não mastigados tinham tempo de digerir nele.
A recusa em mastigar os alimentos permitiu que a cabeça do saurópode ficasse pequena, o que, por sua vez, possibilitou o desenvolvimento de um pescoço muito comprido, graças ao qual os saurópodes conseguiam chegar sem esforço a fontes de alimento inacessíveis a outros animais. Supõe-se que o pescoço longo também pode ser usado para atrair parceiros sexuais; talvez os saurópodes machos lutassem com o pescoço como girafas modernas. Nesse caso, a seleção sexual deveria ter contribuído para o alongamento do pescoço.
Em contraste, a maioria dos grandes mamíferos herbívoros e dinossauros ornithischis desenvolveram dentes, mandíbulas e músculos da mastigação muito poderosos, resultando em um aumento dramático no tamanho da cabeça. Isso impôs restrições significativas no comprimento aceitável do pescoço.
O corpo grande dá origem a vários problemas fisiológicos, sendo o mais importante o problema do sobreaquecimento. Além disso, a presença de um pescoço longo dificulta a entrada de ar fresco nos pulmões (é necessário inspirar muito profundamente para que não apenas o ar que permaneceu na traquéia longa após a expiração anterior chegue aos pulmões). Os saurópodes parecem ter resolvido esses dois problemas com o desenvolvimento de um sistema sofisticado e sofisticado de bolsas de ar.
Os sacos de ar, provavelmente, apareceram até mesmo nos ancestrais comuns de todos os dinossauros semelhantes a lagartos, ou seja, saurópodes e terópodes carnívoros, e destes últimos foram herdados por pássaros. Nas aves, graças aos sacos de ar conectados aos pulmões por um complexo sistema de tubos e válvulas, o ar fresco é forçado a passar pelos pulmões tanto na inspiração quanto na expiração. Além de intensificar a respiração, os sacos de ar proporcionam um resfriamento eficaz do corpo. O fato de que os dinossauros semelhantes a lagartos também tinham sacos de ar é evidenciado pelos resultados do estudo de seus ossos (muitos sacos de ar penetram nos ossos ou deixam marcas características neles). Para obter as informações mais recentes sobre sacos de ar em dinossauros, consulte um artigo publicado recentemente: Sereno PC, Martinez RN, Wilson JA, Varricchio DJ, Alcober OA, et al.(2008) Evidence for Avian Intratoracic Air Sacs in a New Predatory Dinosaur from Argentina // PLoS ONE 3 (9): e3303.
Para que o tamanho gigantesco fosse realmente benéfico para os saurópodes e fosse sustentado pela seleção, os saurópodes precisavam crescer o mais rápido possível. Se o animal já dependeu do gigantismo - para se proteger de predadores ou para acessar as copas das árvores altas - isso significa que ser pequeno não lhe dá lucro, e o período da infância deve ser passado o mais rápido possível. Os saurópodes, por sua vez, tiveram que aumentar sua massa em 100.000 vezes para atingir seu tamanho máximo - um número recorde para répteis, para não mencionar pássaros e mamíferos (o filhote chocado pesava apenas alguns quilos e o dinossauro adulto totalmente crescido - muitas dezenas de toneladas). A análise histológica dos ossos dos saurópodes geralmente confirma a suposição de crescimento rápido, embora esses dados não sejam totalmente inequívocos. Aparentemente, os saurópodes atingiram a maturidade sexual no segundo,e o tamanho máximo - na terceira década.
Um crescimento tão rápido só é possível sob a condição de um metabolismo muito intenso - o mesmo que nos pássaros e mamíferos modernos. No entanto, se a taxa metabólica dos saurópodes adultos permanecesse tão alta, eles inevitavelmente superaqueceriam e nenhuma quantidade de sacos de ar poderia salvá-los. Além disso, eles precisariam de uma quantidade de comida completamente inimaginável. Os autores veem apenas uma saída para essa contradição: aparentemente, a taxa metabólica em saurópodes era alta na juventude e diminuía significativamente com a idade. Infelizmente, os paleontologistas ainda não têm dados diretos sobre a taxa metabólica dos saurópodes.
Todos os dinossauros são ovíparos. Seus filhotes nasceram pequenos e desprotegidos, mas eram muitos. Em contraste, grandes mamíferos herbívoros dão à luz filhotes grandes e bem protegidos, mas em número muito pequeno. Por causa disso, o desenvolvimento do gigantismo em mamíferos aumenta drasticamente a probabilidade de extinção da espécie: quanto maior o animal, menos produz filhotes e mais tempo leva para restaurar a população após seu declínio temporário. Os saurópodes não eram limitados por essa limitação: o gigantismo neles não levava a uma diminuição da fertilidade e o tamanho da população podia crescer muito rapidamente em condições favoráveis.
Assim, segundo os autores, o gigantismo em saurópodes tornou-se possível devido a uma combinação especial de características primitivas e avançadas. Os traços primitivos que contribuíram para o gigantismo são a incapacidade de mastigar alimentos e botar ovos; avançado - crescimento rápido, sistema respiratório perfeito e variação da taxa metabólica com a idade.
