Diferentes grupos de dinossauros desenvolveram independentemente tamanhos gigantescos do corpo, mas todos enfrentaram os mesmos problemas de superaquecimento e danos ao cérebro. Pesquisadores do Heritage College of Osteopathic Medicine da Universidade de Ohio mostram em um novo artigo no Registro Anatômico que diferentes dinossauros gigantes resolveram o problema de maneiras diferentes, evolução de diferentes sistemas de resfriamento em diferentes partes da cabeça.

"O cérebro e os órgãos dos sentidos, como o olho, são muito sensíveis à temperatura, "disse Ruger Porter, Professor Assistente de Instrução Anatômica e autor principal do estudo. "Os animais de hoje muitas vezes têm estratégias termorregulatórias elaboradas para proteger esses tecidos, transportando sangue quente e frio em torno de várias redes de vasos sanguíneos. Queríamos ver se os dinossauros estavam fazendo as mesmas coisas."

Muitos dos famosos dinossauros gigantes - como os saurópodes de pescoço longo ou anquilossauros blindados - na verdade desenvolveram esses grandes corpos independentemente dos ancestrais de corpos menores. "Pequenos dinossauros poderiam simplesmente ter corrido para a sombra para se refrescar, "disse o co-autor do estudo, Professor Lawrence Witmer, "mas para aqueles dinossauros gigantes, o potencial de superaquecimento era literalmente inevitável. Eles devem ter mecanismos especiais para controlar a temperatura do cérebro, mas quais eram eles? "

A resposta acabou se baseando na física, mas ainda faz parte de nossa experiência cotidiana. "Uma das melhores maneiras de esfriar as coisas é com a evaporação, "Disse Porter." As unidades de ar condicionado em edifícios e carros usam evaporação, e é o resfriamento evaporativo do suor que nos mantém confortáveis ​​no verão. Para esfriar o cérebro, olhamos para os lugares anatômicos onde há umidade para permitir o resfriamento evaporativo, como os olhos e especialmente a cavidade nasal e a boca. "

Para testar essa ideia, a equipe olhou para os parentes modernos dos dinossauros - pássaros e répteis - onde estudos realmente mostraram que a evaporação da umidade no nariz, boca, e os olhos resfriaram o sangue a caminho do cérebro.

Porter e Witmer obtiveram carcaças de pássaros e répteis que morreram de causas naturais em zoológicos e instalações de reabilitação de vida selvagem. Usando uma técnica desenvolvida no laboratório de Witmer que permite que artérias e veias apareçam em tomografias, eles foram capazes de rastrear o fluxo sanguíneo dos locais de resfriamento evaporativo até o cérebro. Eles também mediram com precisão os canais ósseos e ranhuras que conduziam os vasos sanguíneos.

"O que é útil sobre os vasos sanguíneos é que eles basicamente gravam sua presença nos ossos, "Disse Porter." Os canais ósseos e ranhuras que vemos em pássaros e répteis modernos são nosso elo com os fósseis de dinossauros. Podemos usar essa evidência óssea para restaurar os padrões de fluxo sanguíneo em dinossauros extintos e, com sorte, ter um vislumbre de sua fisiologia térmica e de como eles lidaram com o calor. "

"A descoberta de que diferentes dinossauros resfriavam seus cérebros de várias maneiras não apenas fornece uma janela para a vida cotidiana dos dinossauros, também serve como um exemplo de como as restrições físicas impostas por condições ambientais específicas moldaram a evolução deste grupo diverso e único, "disse Sharon Swartz, um diretor de programa da National Science Foundation, que financiou a pesquisa. "Usando uma combinação de inovação tecnológica e conhecimento biológico, esses pesquisadores foram capazes de fazer uma leitura direta do registro fóssil que fornece novas pistas sobre como a forma e a função do esqueleto dos dinossauros evoluíram. "

Essa equipe de atuais e ex-membros do WitmerLab da Universidade de Ohio já examinou outros casos de fisiologia de dinossauros. Em 2014 e 2018, o ex-aluno de doutorado Jason Bourke liderou projetos envolvendo Porter e Witmer sobre respiração e troca de calor em paquicefalossauros e anquilossauros, respectivamente. Mais recentemente, O ex-aluno de doutorado em laboratório Casey Holliday liderou um projeto com Porter e Witmer que explorou vasos sanguíneos no teto do crânio de T. rex e outros dinossauros que também poderiam ter uma função termorreguladora.

O novo estudo de Porter e Witmer é mais amplo, estudo quantitativo que mostra que "um tamanho não serve para todos" no que diz respeito a como os dinossauros de grande porte mantêm seus cérebros frios. Isso é, eles tinham diferentes estratégias termorregulatórias. Os pesquisadores analisaram os tamanhos dos canais ósseos dos dinossauros para avaliar a importância relativa dos diferentes locais de resfriamento evaporativo com base na quantidade de sangue que fluía por eles.

Um fator chave acabou sendo o tamanho do corpo. Dinossauros menores, como o paquicefalossauro Stegoceras, do tamanho de uma cabra, tinham um padrão vascular muito equilibrado, sem nenhuma região de resfriamento sendo particularmente enfatizada. "Isso faz sentido fisiológico porque os dinossauros menores têm menos problemas com superaquecimento, ", Disse Porter." Mas gigantes como saurópodes e anquilossauros aumentaram o fluxo sanguíneo para regiões de resfriamento específicas da cabeça muito além do que era necessário simplesmente para nutrir os tecidos. "Esse padrão vascular desequilibrado permitiu que as estratégias térmicas de grandes dinossauros fossem mais focadas, enfatizando uma ou mais regiões de resfriamento.

Mas embora saurópodes como diplodoco e camarassauro e anquilossauros como euoplocéfalo tivessem padrões vasculares desequilibrados enfatizando certas regiões de resfriamento, eles ainda eram diferentes. Os saurópodes enfatizavam a cavidade nasal e a boca como regiões de resfriamento, enquanto os anquilossauros enfatizavam apenas o nariz. "É possível que os saurópodes fossem tão grandes - muitas vezes pesando dezenas de toneladas - que precisassem recrutar a boca como uma região de resfriamento em tempos de estresse por calor, "Porter disse." Saurópodes ofegantes podem ter sido uma visão comum! "

Um problema que os pesquisadores encontraram foi que muitos dos dinossauros terópodes - como o T. rex de 10 toneladas - também eram gigantescos, mas a análise quantitativa mostrou que eles tinham um padrão vascular equilibrado, como os dinossauros de corpo pequeno.

"This finding had us scratching our heads until we noticed the obvious difference—theropods like Majungasaurus and T. rex had a huge air sinus in their snouts, " Witmer said. Looking closer, the researchers discovered bony evidence that this antorbital air sinus was richly supplied with blood vessels. Witmer had previously shown that air circulated through the antorbital air sinus like a bellows pump every time the animal opened and closed its mouth. "Boom! An actively ventilated, highlyvascular sinus meant that we had another potential cooling region. Theropod dinosaurs solved the same problem...but in a different way, " concluded Witmer.

The researchers are now expanding the project to include other dinosaur groups such as duck-billed hadrosaurs and horned ceratopsians like Triceratops to explore how thermoregulatory strategies varied among other dinosaurs and how these strategies may have influenced their behavior and even their preferred habitats.