Dinossauros tinham sangue quente

quinta-feira, novembro 12, 2009

JC e-mail 3887, de 11 de Novembro de 2009.

17. Dinossauros tinham sangue quente

Fisiologia dos gigantescos vertebrados pré-históricos é diferente da dos lagartos atuais

Os dinossauros ganharam esse nome do biólogo inglês Richard Owen (1804-1892), com o significado de "lagartos terríveis". Mas estudos feitos por paleontólogos nos últimos anos têm enfatizado não a semelhança, mas sim a diferença na fisiologia dos vertebrados gigantescos pré-históricos com a dos lagartos atuais.

Uma nova pesquisa, publicada nesta quarta-feira, dia 11, pela revista PLoS One, investiga se os dinossauros eram endotérmicos ou ectotérmicos. Ou seja, se eram mais parecidos com os mamíferos e aves atuais, com sangue quente, ou com o répteis, com sangue frio.

A questão tem implicações importantes. Se os dinossauros eram endotérmicos, eles teriam tido capacidades físicas similares às dos mamíferos e das aves. Poderiam, por exemplo, ter sobrevivido a hábitats mais frios, como montanhas e regiões polares, que matariam os animais ectotérmicos.

Mas essas vantagens têm um preço. Os animais de sangue quente precisam de mais comida do que os outros, porque seu metabolismo mais acelerado exige uma provisão constante de energia.

Segundo o estudo, os dinossauros provavelmente foram endotérmicos. Eram animais atléticos com exigências energéticas muito superiores às que os animais de sangue frio são capazes de suprir.

A pesquisa combinou análise de fósseis, dados da fisiologia de animais atuais e técnicas de modelagem em computador. Um importante dado utilizado foi que o gasto energético de andar e correr está fortemente associado com o tamanho da perna - a medida do quadril aos pés é capaz de estimar com 98% de eficácia o gasto energético de diversos animais terrestres.

Estudos anteriores feitos com animais atuais mostraram que os endotérmicos podem sustentar taxas muito mais elevadas de gasto energético. Mamíferos e aves estão sempre em movimento e queimando energia. Como se estima que os dinossauros também se movimentavam bastante, os cientistas sugerem que eles não poderiam ter sido ectotérmicos.

No novo trabalho, Herman Pontzer, da Universidade de Washington em Saint Louis, nos Estados Unidos, e colegas aplicaram esses princípios para examinar modelos anatômicos de 14 espécies de dinossauros. Em computador, os pesquisadores reconstruíram os membros dos animais extintos, calculando o volume de músculo necessário para andar ou correr em diferentes velocidades.

Ao comparar os resultados para cada espécie, e organizá-las em uma árvore familiar evolucionárias, os autores verificaram que a endotermia pode ter sido uma condição ancestral para todos os dinossauros. Isso levaria a característica de sangue quente para muito tempo antes do que se imaginava.

Os pesquisadores apontam que a endotermia pode ter sido um dos principais motivos do sucesso evolucionário dos dinossauros durante os períodos Triássico, Jurássico e Cretáceo.

O artigo de Herman Pontzer e colegas pode ser lido na PLoS One (acesso livre), em www.plosone.org
(Agência Fapesp, 11/11)

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Biomechanics of Running Indicates Endothermy in Bipedal Dinosaurs

Herman Pontzer1*, Vivian Allen2, John R. Hutchinson2

1 Department of Anthropology, Washington University, St. Louis, Missouri, United States of America,

2 Structure and Motion Laboratory, Department of Veterinary Basic Sciences, The Royal Veterinary College, London, United Kingdom

Abstract Top

Background
One of the great unresolved controversies in paleobiology is whether extinct dinosaurs were endothermic, ectothermic, or some combination thereof, and when endothermy first evolved in the lineage leading to birds. Although it is well established that high, sustained growth rates and, presumably, high activity levels are ancestral for dinosaurs and pterosaurs (clade Ornithodira), other independent lines of evidence for high metabolic rates, locomotor costs, or endothermy are needed. For example, some studies have suggested that, because large dinosaurs may have been homeothermic due to their size alone and could have had heat loss problems, ectothermy would be a more plausible metabolic strategy for such animals.

Methodology/Principal Findings
Here we describe two new biomechanical approaches for reconstructing the metabolic rate of 14 extinct bipedal dinosauriforms during walking and running. These methods, well validated for extant animals, indicate that during walking and slow running the metabolic rate of at least the larger extinct dinosaurs exceeded the maximum aerobic capabilities of modern ectotherms, falling instead within the range of modern birds and mammals. Estimated metabolic rates for smaller dinosaurs are more ambiguous, but generally approach or exceed the ectotherm boundary.

Conclusions/Significance
Our results support the hypothesis that endothermy was widespread in at least larger non-avian dinosaurs. It was plausibly ancestral for all dinosauriforms (perhaps Ornithodira), but this is perhaps more strongly indicated by high growth rates than by locomotor costs. The polarity of the evolution of endothermy indicates that rapid growth, insulation, erect postures, and perhaps aerobic power predated advanced “avian” lung structure and high locomotor costs.

Citation: Pontzer H, Allen V, Hutchinson JR (2009) Biomechanics of Running Indicates Endothermy in Bipedal Dinosaurs. PLoS ONE 4(11): e7783. doi:10.1371/journal.pone.0007783

Editor: Andrew Allen Farke, Raymond M. Alf Museum of Paleontology, United States of America

Received: August 12, 2009; Accepted: October 14, 2009; Published: November 11, 2009

Copyright: © 2009 Pontzer et al. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

Funding: Washington University, USA supported HP for this project. The National Science Foundation, USA funded JRH from 2001–2003, which supported development of this work, as did the Department of Veterinary Basic Sciences at The Royal Veterinary College (2003–2009). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Competing interests: The authors have declared that no competing interests exist.

* E-mail: hpontzer@artsci.wustl.edu

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