Tecnología 3D ilustra cómo caminaron los dinosaurios

Redacción | 09/02/2021

Nueva tecnología ilustra el movimiento de animales extintos - UNIVERSIDAD DE BROWN

Un análisis de las poses de las extremidades de aves y caimanes modernos con tecnología 3D innovadora ofrece una mejor manera de inferir cómo se movieron los dinosaurios y otros animales extintos.

Los paleontólogos han logrado grandes avances en la comprensión de cómo los animales extintos como los dinosaurios caminaron, corrieron, nadaron y volaron cuando estaban vivos, pero aún se desconoce la mecánica de cómo se movían las diferentes especies. El nuevo estudio ofrece una nueva perspectiva sobre este enigma de larga data.

La investigación, publicado en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences', utilizó una innovadora tecnología de imágenes 3D desarrollada en la Universidad de Brown llamada 'X-ray Reconstruction of Moving Morphology' (XROMM), para desarrollar un método que podría desbloquear nuevos conocimientos sobre cómo se movían los dinosaurios y otros animales.

"Al combinar la última tecnología para estudiar el movimiento de las articulaciones con cantidades sin precedentes de datos de posturas de las articulaciones, hemos descubierto información nueva y sorprendente que mejorará la reconstrucción de la locomoción en animales extintos", explica Armita Manafzadeh, candidato en ecología y biología evolutiva en Brown y autor principal de la investigación.

Y mejorar la capacidad de los científicos para estudiar la biomecánica de los animales es importante, dice Manafzadeh, porque el conocimiento de cómo se mueven las especies individuales puede utilizarse para avanzar en la comprensión de las principales transiciones y transformaciones evolutivas, "como la forma en que los animales con columna vertebral salieron del agua y empezaron a caminar por la tierra, cómo pasaron de caminar en cuatro patas a dos, y cómo evolucionó el vuelo".

Los métodos tradicionales para estudiar cómo caminaban los animales extintos se basan en el proceso de eliminación. Los huesos fósiles se ajustan y manipulan para determinar la movilidad de una articulación, todas las posturas que se pueden asumir sin que los huesos choquen entre sí o se deshagan.

Pero debido a que ese enfoque solo descarta cómo las articulaciones no podrían haberse movido, los científicos deben recurrir a otras fuentes de datos (modelos musculoesqueléticos, mediciones de pistas, simulaciones robóticas) para descubrir cómo las articulaciones de un animal se mueven de manera realista en la vida. En resumen, el enfoque tiene sus limitaciones.

Para determinar si los datos de movilidad articular podrían ser más informativos de lo que los paleontólogos han tendido a asumir, Manafzadeh trabajó con dos colegas: Stephen M. Gatesy, profesor de biología de Brown y codirector del Proyecto de Desarrollo de Tecnología XROMM, y Robert Kambic, quien obtuvo su doctorado en Brown como estudiante en el laboratorio de Gatesy y ahora se encuentra en el Centro de Estudios del Movimiento en el Instituto Kennedy Krieger y en el departamento de neurociencia de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.

Utilizando la tecnología de imágenes 3D de 'XROMM', los investigadores diseñaron un estudio en el que participaron dos animales vivos, la pintada con casco y el caimán americano, que están estrechamente relacionados con los dinosaurios extintos.

Los investigadores capturaron videos de rayos X de los animales caminando y manipulando sus extremidades, tomaron tomografías computarizadas de los esqueletos y luego usaron 'XROMM' para medir casi 600.000 posturas articulares. Los investigadores trazaron estas poses en mapas tridimensionales de movilidad articular.

Manafzadeh y sus colegas estaban entusiasmados al encontrar patrones consistentes que relacionan la movilidad articular con las poses específicas utilizadas durante la locomoción en aves y caimanes. Estos patrones, dicen, se pueden aplicar para reconstruir con mayor precisión los ciclos de caminar y correr de los animales que ya no deambulan por la tierra.

"Gracias a estos patrones de uso de poses, resulta que lo que los dinosaurios no pudieron hacer con sus articulaciones nos dará algunas pistas importantes sobre cómo caminaban --señala Manafzadeh--. Es más, esta información ha estado justo delante de nosotros, escondida dentro de los datos que los paleontólogos ya están recopilando. Simplemente no sabíamos cómo apreciarla todavía", admite.

Los investigadores dicen que su confianza en los patrones está respaldada por los cientos de miles de posturas articulares que han podido medir y analizar. "Ahora podemos realizar investigaciones futuras para preguntarnos qué tan amplios son esos patrones, cómo evolucionaron y por qué", apunta Gatesy.

También esperan que los estudios futuros adopten su nuevo enfoque para ayudar a determinar si las limitaciones de movimiento similares también se pueden aplicar a otros animales extintos, como los primeros mamíferos; otras articulaciones, como extremidades anteriores, y otros modos de locomoción, como volar.

"Les hemos dado a nuestros colegas las herramientas para mejorar sus reconstrucciones de animales extintos y para probar si sus hipótesis existentes sobre la locomoción caen en los patrones que encontramos --resalta Manafzadeh--. Pero nuestro próximo gran objetivo es descubrir por qué existen estos patrones".

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