Los plesiosaurios, que vivieron hace 210 millones de años, se adaptaron a la vida bajo el agua de una manera única: sus patas evolucionaron para formar cuatro aletas uniformes parecidas a alas.
 |
| Plesiosaurus - WIKIMEDIA |
Los plesiosaurios pertenecen a un grupo de saurios llamados
Sauropterygia, o lagartos de paletas, que se readaptaron a vivir en los
océanos. Evolucionaron a fines del Triásico hace 210 millones de años, vivieron
al mismo tiempo que los dinosaurios y se extinguieron al final del período
Cretácico. Los plesiosaurios se caracterizan por un cuello a menudo
extremadamente alargado con una cabeza pequeña; los elasmosaurios incluso
tienen el cuello más largo de todos los vertebrados. Pero también había grandes
formas depredadoras con un cuello más bien corto y enormes cráneos. En todos
los plesiosaurios, el cuello está unido a un cuerpo hidrodinámicamente bien
adaptado en forma de lágrima con una cola marcadamente acortada.
La segunda característica que hace que los plesiosaurios
sean tan inusuales son sus cuatro aletas uniformes en forma de alas.
"Tener las patas delanteras transformadas en aletas con forma de ala es
relativamente común en la evolución, por ejemplo, en las tortugas marinas. Sin
embargo, nunca más las patas traseras evolucionaron hasta convertirse en un ala
con forma de superficie aerodinámica de aspecto casi idéntico", explica
Anna Krahl. Las tortugas marinas y los pingüinos, por ejemplo, tienen patas
palmeadas.
Durante más de 120 años, los investigadores en paleontología
de vertebrados se han preguntado cómo los plesiosaurios podrían haber nadado
con estas cuatro alas. ¿Remaban como tortugas de agua dulce o como patos?
¿Volaron bajo el agua como las tortugas marinas y los pingüinos? ¿O combinaron
el vuelo submarino y el remo como los leones marinos de hoy en día o la tortuga
de nariz de cerdo? Tampoco está claro si las aletas delanteras y traseras se
batieron al unísono, en oposición o fuera de fase.
"El análisis que los comparó con las tortugas marinas
modernas, y con base en lo que se sabe sobre su proceso de natación, indicó que
los plesiosaurios probablemente no podían rotar sus aletas tanto como sería
necesario para remar", concluye Krahl, resumiendo uno de sus papeles
preliminares. Remar es principalmente un movimiento de ida y vuelta que utiliza
la resistencia del agua para avanzar. La dirección preferida del movimiento de
las aletas en los plesiosaurios, por otro lado, era hacia arriba y hacia abajo,
como la que usan los voladores submarinos para generar propulsión.
Los músculos de los estudios anteriores se ensartaron en
este modelo para comprender mejor su geometría. El modelo también permitió
cambiar las posiciones de las aletas para medir cuánto se alargan o acortan los
músculos.
La pregunta seguía siendo cómo los plesiosaurios podrían en
última instancia torcer sus aletas para colocarlas en una posición
hidrodinámicamente favorable y producir sustentación sin rotar la parte
superior del brazo y el muslo alrededor del eje longitudinal. "Esto podría
funcionar girando las aletas alrededor de su eje largo", dice Anna Krahl.
"También se ha demostrado que otros vertebrados, como la tortuga laúd,
usan este movimiento para generar propulsión a través de la sustentación”. Torcer,
por ejemplo, implica doblar el dedo índice hacia abajo y el dedo índice hacia
arriba. Los dedos restantes unen estas posiciones extremas para que la punta de
la aleta esté casi vertical sin requerir ninguna rotación real en el hombro o
la muñeca.
Una reconstrucción de los músculos de las aletas delanteras
y traseras de Cryptoclidus utilizando reptiles vivos hoy en día mostró que los
plesiosaurios podrían permitir activamente tal torsión de aletas. Además de los
modelos clásicos, los investigadores también realizaron tomografías
computarizadas del húmero y el fémur de Cryptoclidus y las utilizaron para
crear modelos virtuales en 3D.
"Estos modelos digitales fueron la base para calcular
las fuerzas utilizando un método que tomamos prestado de la ingeniería: el
método de elementos finitos o FE", explica Anna Krahl. Todos los músculos
y sus ángulos de inserción en el húmero y el fémur se reprodujeron virtualmente
en un programa informático FE que puede simular cargas funcionales
fisiológicas, por ejemplo en componentes de construcción pero también en
prótesis. Basado en suposiciones de fuerza muscular de un estudio similar en
tortugas marinas, el equipo pudo calcular y visualizar la carga en cada
hueso.
Durante un ciclo de movimiento, los huesos de las
extremidades se cargan mediante compresión, tensión, flexión y torsión.
"Los análisis FE mostraron que el húmero y el fémur en las aletas están
funcionalmente cargados principalmente por compresión y, en mucha menor medida,
por tensión", explica en un comunicado Anna Krahl. "Esto significa
que el plesiosaurio construyó sus huesos usando la menor cantidad de material
necesario". Este estado natural solo se puede mantener si se incluyen los
músculos que giran las aletas y los músculos que envuelven el hueso. "Por
lo tanto, podemos demostrar indirectamente que los plesiosaurios giraban sus
aletas para nadar de manera eficiente", resume Anna Krahl.
El equipo también pudo calcular las fuerzas de los músculos
individuales que generaban la carrera ascendente y descendente. Por ejemplo,
resultó que la carrera descendente de ambos pares de aletas era más potente que
la carrera ascendente. Esto es comparable a nuestras tortugas marinas de hoy y
diferente de los pingüinos de hoy, que avanzan la misma distancia con la
carrera ascendente que con la descendente.
"Los plesiosaurios se adaptaron a la vida en el agua de
una manera muy diferente a las ballenas, por ejemplo", señala Anna Krahl,
que ahora trabaja en la Universidad Eberhard Karls en Tübingen, Alemania.
"Este camino único de la evolución ejemplifica la importancia de la
investigación paleontológica porque es la única forma en que podemos apreciar
la gama completa de lo que puede generar la evolución".
No hay comentarios:
Publicar un comentario