A composição química do osso de alguns dos maiores dinossauros que habitaram o planeta inclui um mineral chamado hidroxiapatita, o mesmo do esqueleto humano. E também o mesmo de sapos menores que uma moeda e de passarinhos leves o suficiente para voar. No caso dos grandes dinossauros, esses ossos aguentavam dezenas de toneladas e cargas ainda maiores pela movimentação do animal – inclusive com alguns deles ficando sobre duas patas em algumas situações. Mesmo assim, raramente se encontram ossos fossilizados destes animais com sinais de fratura por estresse. Como isto é possível, considerando que as condições gravitacionais da Terra do Jurássico até hoje foram constantes?
Um novo estudo reuniu paleontólogos e físicos para tentar resolver essa intrigante pergunta analisando fósseis de saurópodes, dinossauros herbívoros gigantes conhecidos pelos seus pescoços compridos e suas caudas extensas. Os resultados apontaram a organização interna dos ossos como parte da explicação.
O trabalho calculou a pressão exercida pelo peso do corpo de diferentes espécies do grupo sobre os ossos, identificando que ela era bem inferior àquela necessária para provocar uma fratura por compressão. Mas como? “A resposta deveria estar no arranjo dos tecidos, na arquitetura da microestrutura óssea. Por isso levantamos dados da configuração do tecido ósseo das pernas de várias espécies e indivíduos saurópodes para avaliar o quanto a carga exercida nas patas se aproximava do limite de ruptura dos ossos”, explica o primeiro autor do artigo, Tito Aureliano, pesquisador da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
As análises sugeriram que, à medida em que as espécies atingiam dimensões maiores, a estrutura óssea apresentava características capazes de distribuir melhor o peso e aumentar a resistência, para que não fosse necessário ter ossos cada vez mais grossos. Ou seja, ainda que o aumento da espessura cortical (camada mais externa dos ossos) esteja associado ao aumento das cargas gravitacionais em todos os neossaurópodes, essa pode não ter sido a principal resposta evolutiva.
As linhagens apresentam estratégias biomecânicas distintas. “Os diplodocóides (dinossauros saurópodes rabo de chicote) mantiveram um centro de massa posicionado posteriormente, compatível com o empinamento em duas patas facultativo”, escrevem os autores. Já os braquiossaurídeos deslocaram esse centro de massa cranialmente por meio da hipertrofia do pescoço e dos membros anteriores. O grupo dos titanossauros, por sua vez, atingiu tamanhos extremos por meio de remodelação óssea secundária – processo em que o tecido ósseo formado durante o crescimento rápido do animal é reabsorvido e substituído por osso compacto – e grande presença de espaços cheios de ar (cavidades pneumáticas) nos ossos do esqueleto localizados abaixo do crânio.
A biomecânica, informa Aureliano, já é uma área bem consolidada na Paleontologia. “O que fizemos foi mesclá-la com a Paleohistologia, o estudo dos tecidos fossilizados. O tecido ósseo é biomineralizado, então podemos trabalhar com colegas da Física dos materiais para criar modelos que expliquem o fenômeno do gigantismo.”
“O osso não é exatamente um cristal, mas tem cristal na sua composição”, diz à reportagem o professor Guilherme M. Sipahi, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC), coautor do artigo. O físico vem estudando cristais e semicondutores e, em outros trabalhos, já abordou como os cristais se comportam em relação à elasticidade. “O cristal com que eu trabalho tem as mesmas propriedades elásticas que o cristal que faz parte do osso.” Partindo daí, imaginou, “talvez a gente pudesse pensar do ponto de vista mais ou menos geral, como é que é o limite de quebra desse osso”, conta, ao mencionar que fez todos os cálculos, as análises matemáticas e de física do estudo, assim como os gráficos relacionados.
Por que ficar tão grande?
O tamanho colossal desenvolvido por alguns animais por si só é alvo de diversas outras investigações da ciência evolutiva, e algumas hipóteses têm se consolidado. “O gigantismo é uma resposta da pressão seletiva entre presas e predadores na corrida evolutiva. Alguns grupos de animais acabaram ficando gigantes a partir do Período Jurássico até hoje”, conta Tito Aureliano.
A maior vantagem, segundo ele, é a defesa. “O animal adulto fica mais protegido contra ataques de predadores de tamanho igual ou menor do que ele.” Mas a vida de um gigante não é tão tranquila quanto pode parecer. Para começar, é necessária muita alimentação e água para atingir grandes dimensões em um curto período. “Isso torna o animal gigante vulnerável a mudanças ambientais e climáticas. No registro fóssil de idades variadas, notamos que os animais enormes são os primeiros a serem extintos em eventos de extinção com mudanças ambientais abruptas.”
Vídeo de divulgação científica produzido para o canal de Tito Aureliano e Aline Ghilardi
Encontro de disciplinas
Guilherme Sipahi relembra que o esboço do artigo surgiu de uma conversa informal com Tito Aureliano no trajeto ao aeroporto quando o paleontólogo veio à São Carlos como convidado do Ciência às 19h, projeto de divulgação científica que Sipahi coordenava.
O artigo Cortical bone geometry and static gravitational loads in neosauropod dinosaurs: implications for biomechanical constraints on terrestrial gigantism também tem como autores Aline M. Ghilardi, professora da UFRN, Holly N. Woodward, pesquisadora da Oklahoma State University (EUA), e Horácio W. L. Alves, físico e professor da Universidade de São João del Rei (UFSJ)
Os autores tiveram financiamento da Fundação Norte-Rio-Grandense de Pesquisa e Cultura; Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico, do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo.
*Com informações dos pesquisadores e da Assessoria de Comunicação do IFSC
Matéria: Luiza Caires | Jornal da USP.
