Estudo revela como dinossauros gigantes evitavam fraturas ósseas

Um novo estudo publicado na revista científica Cortical bone geometry and static gravitational loads in neosauropod dinosaurs: implications for biomechanical constraints on terrestrial gigantism reuniu paleontólogos e físicos para explicar como os dinossauros saurópodes, herbívoros gigantes que habitaram o planeta, conseguiam suportar cargas de dezenas de toneladas sem apresentar fraturas por estresse em seus ossos. A pesquisa analisou fósseis desses animais, revelando que a organização interna da microestrutura óssea, e não apenas a espessura, foi fundamental para a distribuição de peso e o aumento da resistência.

A composição química dos ossos de dinossauros, como a hidroxiapatita, é a mesma encontrada em esqueletos humanos, sapos e pássaros. No entanto, os ossos dos grandes dinossauros precisavam aguentar cargas muito maiores. O trabalho calculou a pressão exercida pelo peso do corpo de diferentes espécies de saurópodes sobre seus ossos, concluindo que ela era inferior à necessária para causar uma fratura por compressão. A resposta para essa resistência reside na arquitetura do tecido ósseo.

Arquitetura óssea e estratégias evolutivas

As análises sugeriram que, à medida que as espécies de saurópodes aumentavam de tamanho, a estrutura óssea desenvolvia características que distribuíam melhor o peso e aumentavam a resistência, sem a necessidade de ossos progressivamente mais grossos. Embora o aumento da espessura cortical esteja associado ao aumento das cargas gravitacionais em todos os neossaurópodes, essa não parece ter sido a única ou principal adaptação evolutiva.

Diferentes linhagens apresentaram estratégias biomecânicas distintas. Os diplodocóides mantiveram um centro de massa posicionado posteriormente, permitindo o empinamento em duas patas. Já os braquiossaurídeos deslocaram o centro de massa para a frente, com hipertrofia do pescoço e membros anteriores. O grupo dos titanossauros atingiu tamanhos extremos através de remodelação óssea secundária e grande presença de espaços cheios de ar (cavidades pneumáticas) nos ossos do esqueleto abaixo do crânio.

A união entre Paleontologia e Física

A pesquisa mesclou a biomecânica, área consolidada na Paleontologia, com a Paleohistologia, o estudo de tecidos fossilizados. O professor Guilherme M. Sipahi, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) e coautor do artigo, explicou que, embora o osso não seja um cristal, ele contém cristais em sua composição e possui propriedades elásticas semelhantes aos cristais estudados por ele. Essa abordagem permitiu a criação de modelos para explicar o fenômeno do gigantismo.

“O osso não é exatamente um cristal, mas tem cristal na sua composição”, afirma Sipahi. Ele, que estuda cristais e semicondutores, já abordou em outros trabalhos como os cristais se comportam em relação à elasticidade. Partindo daí, ele imaginou como seria o limite de quebra desse osso, realizando os cálculos, análises matemáticas e de física do estudo.

Gigantismo: Vantagens e Desafios

O gigantismo em animais é uma resposta à pressão seletiva entre presas e predadores, uma estratégia evolutiva que se consolidou a partir do Período Jurássico. A principal vantagem, segundo o pesquisador Tito Aureliano, é a defesa: animais adultos ficam mais protegidos contra predadores de tamanho igual ou menor. No entanto, a vida de um gigante exige grande quantidade de alimentação e água para atingir dimensões colossais em curto período, tornando-os vulneráveis a mudanças ambientais e climáticas abruptas, sendo frequentemente os primeiros a serem extintos em eventos de extinção em massa.

O esqueleto pneumático, com ossos da coluna contendo espaços preenchidos por ar, em conjunto com patas fortes e uma articulação que permitia postura vertical em quatro patas, contribuiu para o desenvolvimento de organismos gigantes na linhagem dos dinossauros pescoçudos. Contudo, não houve uma única “receita evolutiva” para o gigantismo; mamíferos gigantes, por exemplo, tiveram adaptações distintas.