Fue El Spinosaurus un Nadador?

El Spinosaurus tiene una larga historia de confusión y reanálisis. Parte de la razón por la cual los paleontólogos no se ponen de acuerdo es porque el primer espécimen se descubrió en 1912 y fue rápidamente destruido durante la Segunda Guerra Mundial. Nuevos especímenes no se hallaron hasta las décadas de los años 1990 y 2000.

Del espécimen descubierto en 1912 sabemos que el Spinosaurus era un terópodo grande y carnívoro con una vela en su espalda. Los especímenes descubiertos en la década de los años 1990 eran pedazos del cráneo. No fue hasta el año 2014 cuando se descubrieron más partes de su cuerpo en África del Norte y empezamos a tener un mejor entendimiento de sus proporciones.

Reconstrucciones del Spinosaurus en distintos años. Hecho por Nix Draws Stuff (Tumblr).

Aunque al principio imaginamos un dinosaurio con proporciones similares a los de los otros terópodos (con piernas largas y musculosas y brazos mas gráciles), el nuevo espécimen era el de un dinosaurio con brazos y piernas de proporciones similares y con una gran vela en su espalda hecha de las espinas de las vértebras.

¿Pero que nos dice esto sobre como vivió el Spinosaurus? ¿Fue un depredador terrestre como el T. rex?¿Se sentaba ociosamente cerca del agua, esperando por alguna presa acuática desprevenida? ¿O era un depredador activo debajo del agua?

Un nuevo [estudio] finalmente responde a esta pregunta. Los animales acuáticos usualmente tienen aletas, narices que se abren en la parte superior de la cabeza y no en el frente; y brazos, piernas, y colas más adecuadas para la natación. Pero algunos animales acuáticos no muestran estas obvias adaptaciones. Animales como el hipopótamo se parecen más a otros animales terrestres. Eso es, hasta que miras a sus huesos. Los animales acuáticos aumentan la cantidad de hueso que desarrollan en sus extremidades y sus costillas para hundirse mas fácilmente. Eso les dá más control sobre su posición en el agua.

Los esqueletos de un hipopótamo y de un delfín.

Con esta información, los autores midieron la densidad de los huesos de las costillas y del fémur de cientos de amniotas (animales que ponen huevos con cáscaras o que dan a luz). Los autores encontraron que el Spinosaurus tenia una densidad de hueso más parecida a la de otros animales acuáticos, por lo que probablemente pasaba mucho tiempo persiguiendo presas debajo del agua. Sus parientes cercanos, el Baryonyx y el Suchomimus, ambos más pequeños que el Spinosaurus y sin vela, mostraron un resultado aún más interesante. Si bien el Baryonyx y el Suchomimus tenían cuerpos más o menos similares, la densidad de hueso del Baryonyx era más parecida a la de los depredadores acuáticos, ¡mientras que el Suchomimus fue terrestre!

Los tamaños del Spinosaurus (rojo), Baryonyx (amarillo), y Suchomimus (verde). Hecho por PaleoGeek.

Los autores analizaron muchas especies de dinosaurios y los spinosauridos parecen ser los únicos dinosaurios no-aviares que fueron acuáticos. Muchas otras amniotas regresan al agua, pero la mayoría de los dinosaurios prefirieron quedarse en tierra. Todavía no sabemos por qué. Sin embargo, este estudio muestra porqué es tan importante buscar más fósiles y analizar conjuntos de datos en grande escala, comparando animales de diferentes grupos y estilos de vida.

Was Spinosaurus a Swimmer?

Spinosaurus has a long history of confusion and reanalysis behind it. Part of the reason that paleontologists can’t seem to make up their minds is because the first specimen was discovered in 1912 and promptly destroyed during World War II. New specimens were not discovered until the 1990s and 2000s.

What we knew about Spinosaurus from the 1912 specimens was that it was a large, carnivorous theropod with a sail on its back. The specimens uncovered in the 1990s were bits of the skull. It wasn’t until 2014 when more of the body was recovered in North Africa and we started to understand more about its proportions.

Spinosaurus reconstructions through time. Made by Nix Draws Stuff (Tumblr).

Even though we had first imagined a dinosaur similar in proportions to other large theropods (having long, muscular legs and more gracile arms), the new specimen showed a dinosaur with relatively equal length arms and legs, and a large sail on its back made out of the spines of the vertebrae.

But what did this mean for how Spinosaurus lived? Was it a terrestrial predator like T. rex? Did it sit idly by the water, waiting for unsuspecting aquatic prey? Or was it an active underwater predator?

A new [study] finally answers this question. Fully aquatic animals have bodies that usually have fins, noses that open at the top of their head instead of the front, and arms, legs, and tails that are more suited for swimming. But some animals that live mostly in the water do not show these obvious adaptations. Animals like hippos look more like other terrestrial animals. That is, until you look at their bones. Aquatic animals increase the amount of bone they develop in their limbs and ribs so that they have easier time sinking while swimming. It gives them more control over their position in the water.

The skeletons of a hippo and a dolphin.

With this information in mind, the authors measured bone density in the ribs and femur of hundreds of amniotes (animals that lay a shelled egg or give live birth). What they found was that Spinosaurus has bone density similar to other aquatic animals, meaning it likely spent a lot of time pursuing prey under water. Its close relatives, Baryonyx and Suchomimus, both of which are smaller than Spinosaurus and do not have a sail, showed an even more interesting result. Even though both Baryonyx and Suchomimus have similar looking bodies, Baryonyx’s bone density showed that it was likely an aquatic predator, whereas Suchomimus was terrestrial!

Spinosaurus (red), Baryonyx (yellow), and Suchomimus (green), to scale. Made by PaleoGeek.

The authors tested many more species of dinosaurs in their sample, and the spinosaurids seem to be the only aquatic non-avian dinosaurs. Many other amniotes return to the water, but most dinosaurs preferred to stay on land. Why this is, we are not yet sure. However, this study shows why it is so important to continue to look for fossils and to run large-scale analysis comparing animals across different groups and lifestyles.

La Controversia sobre el Tyrannosaurus

Quizás ya han escuchado que a principios del año se publicó un [estudio] que surgiere dividir al Tyrannosaurus rex en tres especies. Usualmente, mis artículos sólo describen el artículo y lo ponen en el contexto general. En este caso, voy a empezar con el resumen, pero al final voy a agregar mis opiniones sobre el artículo. Trato sólo de discutir artículos de acceso abierto (aquellos que no tienen que pagar para leer), porque yo creo que la ciencia debe ser accesible para todos. Este artículo no es de acceso abierto, pero yo tengo el pdf – por favor avísenme si quieren una copia. También pueden enviar un email a los autores solicitando una copia de su artículo. ¡Los científicos se alegran de compartir el trabajo que realizan!

Resumen:

El Tyrannosaurus rex era un dinosaurio terópodo carnívoro gigante que habitaba la parte oeste de América del Norte durante el Cretáceo Tardío. Los autores notan que el Tyrannosaurus existió en el registro fósil por posiblemente 2 millones de años. Este es un período de tiempo *muy* largo, suficientemente largo para que esa especie se divida en más especies. Otros estudios han mostrado que el T. rex tiene 2 formas de cuerpo: uno robusto y uno mas grácil (con huesos mas largos y finos). Algunos paleontólogos han tratado de investigar si estas formas corresponden a machos y hembras, pero sin mucho éxito. Otros se han preguntado si las formas están relacionadas con distintas edades, pero tampoco tuvieron éxito.

Las formas robustas y gráciles del Tyrannosaurus. De Pinterest.

Los autores midieron la circunferencia y largo del hueso del muslo. Analizaron las medidas con pruebas estadísticas y compararon los resultados con otros terópodos grandes y con parientes cercanos. Encontraron que el Tyrannosaurus tenía mucha más variación que otros terópodos.

Los autores también buscaron otras características que diferían entre las dos formas de cuerpo y encontraron que la forma grácil tiene un diente de estilo incisivo en su mandíbula y que la forma robusta podía tener 1 o 2 dientes de estilo incisivo.

Figura 3 del artículo, mostrando el diente estilo incisivo único a la derecha (marcado “1”), y los dos dientes estilos incisivos a la izquierda (marcados “1” y “2”).

Usando estos y otros datos, los autores dividieron al Tyrannosaurus en 3 especies: Tyrannosaurus rex (“Rey de los lagartos tiranos,” forma robusta con 1 diente estilo incisivo), Tyrannosaurus imperator (“Emperador de los lagartos tiranos,” forma robusta con 2 dientes estilo incisivos), y Tyrannosaurus regina (“Reina de los lagartos tiranos,” grácil con 1 diente estilo incisivo). Me encantaron los nombres que usaron.

Mi Opinión:

Hace poco, otros dinosaurios han sido divididos en más especies por diferencias en sus cuerpos o porque vivían en lugares distintos. Hace sentido que una especie evolucione durante millones de años de tiempo, porque así es como funciona la evolución. Sin embargo, los datos tienen que justificar la división. En este caso, no estoy segura que la evidencia que ellos reportan es suficiente para justificar la división de la especie. Tengo opiniones más específicas, pero este blog no es el lugar apropiado para expresarlas. Espero con interés los debates que se avecinan sobre esto.

The Tyrannosaur Controversy

Maybe you heard, but earlier this year a [study] came out that suggested splitting the iconic Tyrannosaurus rex into 3 species. Usually my posts just describe the study that is done and put it into context. In this case, I will start with the normal summary, but at the end I’ll add my take on it. I try to only discuss open access research (you don’t have to pay to access the paper), because I believe science should be accessible to everyone. This paper is not open access, but I do have a pdf – please just ask if you’d like a copy. You can always email the author on the paper for a copy as well. Scientists are happy to share the work they do!

Summary:

Tyrannosaurus rex was a giant, meat-eating, theropod dinosaur from western North America during the Late Cretaceous.The authors noted that Tyrannosaurus rex existed in the fossil record for possibly 2 million years. This is a *long* time, long enough for that species to have split into multiple species. Other studies have shown that T. rex has 2 main body types: a robust form and a more gracile (thinner and longer bones) form. Some paleontologists have tried to investigate if these body types could be showing female vs. male forms, without much success. Others have wondered if they are tied to different ages, but that also didn’t work out.

Robust and gracile forms of Tyrannosaurus. From Pinterest.

These authors measured the circumference and length of the thigh bone. They used the measurements to run a few different statistical tests and compared the results to other large, closely related theropods. They found that Tyrannosaurus had much more variation than other theropods.

The authors also looked for other characteristics that differed between the body types and found that the gracile forms have 1 incisor-type tooth on their lower jaw and that the robust form could have 1 or 2 of these teeth.

Figure 3 from the paper, showing the single small incisor-like tooth on the right (labeled “1”), and the spaces for 2 small incisor-like teeth on the left (labeled “1” and “2”).

Using these and other types of evidence, the authors split Tyrannosaurus into 3 species: Tyrannosaurus rex (“Tyrant Lizard King,” robust with 1 incisor-type tooth), Tyrannosaurus imperator (“Tyrant Lizard Emperor,” robust with 2 incisor-type teeth), and Tyrannosaurus regina (“Tyrant Lizard Queen,” gracile with 1 incisor-type tooth). I find their choice of names very fitting.

My Take:

Recently, other dinosaurs have been split into multiple species based on differences in their bodies and on living in different places. It makes sense that a species would evolve when given millions of years of time, since that’s how evolution works. However, the data need to support the division. In this case, I am not sure the evidence they report is enough to justify dividing the species. I have more specific thoughts, but this blog is not the space to express them. I look forward to the debates about this.

Un Día de Enfermedad para un Saurópodo

Nosotros sabemos mucho sobre como funcionaban los cuerpos de los dinosaurios porque los pájaros son dinosaurios. Podemos examinar a los pájaros y como funcionan y así entender mejor a los dinosaurios. Esta idea no solamente nos ayuda a entender como los cuerpos de los dinosaurios se movían y comportaban, sino también como los afectaban las enfermedades.

De eso trata el [artículo] de hoy. Los pájaros pueden contraer enfermedades respiratorias (enfermedades de sus pulmones, gargantas, narices y sistemas de sacos aéreos). Una diferencia entre los pájaros y los humanos es que los pulmones de los pájaros no solamente están conectados a sus gargantas. Los pájaros tienen un sistema complicado de sacos aéreos que están conectados a sus pulmones. El aire fluye por esos sacos y entra en sus pulmones  solamente en una dirección, así que cada vez que el pájaro aspira y espira, aire fresco llega a sus pulmones. Eso es diferente al sistema que nosotros, como mamíferos, tenemos. Nuestro aire entra y sale de nuestros pulmones por el mismo paso, así que cada vez que aspiramos, algo del aire que ya estaba en nuestros pulmones va hacia los pulmones otra vez. Los pulmones de los pájaros son mucho más eficientes que los de los mamíferos.

Una animación mostrando cómo respiran los mamíferos, los pájaros, y los insectos. Hecho por Eleanor Lutz.

La otra cara de esto es que los pájaros tienen mas órganos relacionados con sus sistemas de respiración pueden enfermarse. Ellos pueden tener enfermedades de sus pulmones y sus sacos aéreos. Y esos sacos esculpen espacios en los huesos cercanos así que pueden causar enfermedades en esos huesos también. Los saurópodos, los dinosaurios con cuellos largos, tenían el mismo sistema de sacos aéreos invadiendo huesos en sus cuerpos.

Figura 3 del artículo mostrando el sistema de respiración del dinosaurio. El humano de escala es Dr. Anthony Fauci, que es, en las palabras de los autores “el ejemplar de educación sobre la pandémia y el racionalismo”

Los autores describen un diplodocine (espécimen MOR 7029) que tenía unas deformaciones en los huesos del cuello. Esos huesos rodearon un saco aéreo y es probable que el dinosaurio tuvo una infección en ese saco aéreo que causó una reacción en el hueso. Los autores describen muchas enfermedades respiratorias que podrían haber sido la causa de esa infección.

Figura 1 del artículo mostrando el cuello del espécimen, y los huesos deformados.

Dado que sólo podemos analizar los huesos, los autores nos dicen que es difícil saber qué enfermedad específica fue la causa de todo esto. También dicen que la causa más probable es una infección de un hongo que se conoce de medio ambientes similares. Tenemos fósiles de el mismo hongo del Eoceno, así que no es exagerado suponer que también estaba presente en el Mesozoico. Cuanto más entendemos de los pájaros, más podemos entender de sus parientes extinguidos.

A Sick Day for a Sauropod

We know a lot about how dinosaurs’ bodies worked because birds are dinosaurs. We can examine birds and how they function to better understand dinosaurs. This idea not only helps us understand how their bodies moved and behaved, but also how illness affected them.

That is what this [article] is about. Birds can get respiratory diseases (sickness in their lungs, throats, noses, and air sac system). One of the differences between birds and humans is that bird lungs are not just connected to their throats. Birds have a complicated set of other sacs connected to their lungs. The air flow through those sacs and into their lungs happens in a single direction, so every time the bird breaths in and out, fresh air is brought to the lungs. That’s not like what we, as mammals, have. Our air goes in and out of our lungs through the same passage, so every time we breath in, we have to breath in some air that was already in our lungs. Bird lungs are much more efficient than mammal lungs.

An animation showing how mammals, birds, and insects breath. Credit to Eleanor Lutz.

The flip side to this is that birds have more organ related to their breathing systems that can get sick. They can have illnesses in their lungs and air sacs. And as the air sacs carve spaces for themselves in the nearby bone, many illnesses in the air sacs can create illness in the bone. Sauropods, the long-necked dinosaurs, had the same system of air sacs invading bone in their bodies.

Figure 3 from the article showing the breathing system of this dinosaur. The human for scale is Dr. Anthony Fauci, “the exemplar of pandemic education and rationalism” in the words of the authors.

The authors describe a diplodocine (specimen MOR 7029) that had a deformation in the bones of the neck. Because those bones would have surrounded an air sac, it is likely that the dinosaur had an infection in the air sacs that caused the surrounding bone to react. The authors describe many respiratory diseases in birds that could have been the cause of this infection.

Figure 1 from the paper showing the neck of the specimen, and the deformed bones.

But because we are only able to analyze the bones, the authors tell us that it is hard to know exactly which disease caused this. They also say that the most likely cause was an infection from a fungus known from similar environments. We have fossils of that fungus from the Eocene, so it’s not too much of a stretch to assume it was around in the Mesozoic as well. The better understanding we have of birds, the more we can understand their extinct relatives.

Gente de las Cavernas

Nuevos [hallazgos] en una cueva en Francia nos han hecho reformular algunas ideas en paleoantropología de varias décadas atrás. Esta información viene de la cueva Mandrin en la parte mediterránea de Francia y contiene sedimentos de 56,800 – 51,700 años antes del presente. Estos sedimentos están en niveles, como todos los estratos geológicos, pero dado que buena parte de los sedimentos permanecen en la cueva en lugar de ser erosionados, pueden preservar incrementos de tiempo más pequeños.

Figura 1 del artículo, mostrando la caverna desde afuera y adentro.

Dentro de la caverna, y en cada nivel, se encontraron dientes de “humanos anatómicamente modernos” (humanos como nosotros) y de unos Neanderthals, así como también herramientas de piedra de diferentes estilos. Las dos especies de humanos, con sus diferencias en habilidades, hicieron herramientas con diferentes características.

Los niveles de la caverna y las herramientas y los dientes de cada uno. Imagen de Ludovic Slimak.

Quiero hacer una pausa aquí para hablar más sobre los Neanderthals. Creo que tienen una reputación de ser ‘inferiores’ a los humanos modernos por la idea de que los humanos modernos superaron a los Neanderthals cada vez que los dos se contactaron. Tal vez, las dos especies algunas veces cuando se encontraron pero también hay evidencia de flujo de genes entre los dos, así que sus contactos no siempre terminaban en una batalla.

La evidencia fósil en la cueva Mandrin muestra que los humanos modernos y los Neanderthals vivieron en la misma cueva en distintos momentos. Las cuevas proveen un refugio natural del viento, la lluvia y los animales, así que es lógico que la gente quisiera quedarse ahí. Los niveles alternos muestran un patrón de Neanderthal -> humano moderno -> Neanderthal -> humano moderno habitando la cueva. Este patrón nos muestra que la cueva fue una parada importante para los humanos modernos que migraban de África a Europa. Este patrón de alternación de especies muestra que la aparición de los humanos modernos no significó la desaparición automática de los Neanderthals. ¿Entonces porqué desaparecieron todos los Neanderthals? Posiblemente cambios climáticos contribuyeron a disminuir su población (estaban adaptados a climas más fríos) y posiblemente porque los humanos modernos eran intolerantes a la competencia. Más datos, especialmente provenientes de las cuevas, nos ayudarán a encontrar la respuesta.

The Ultimate Cave People

New fossil [findings] in a cave in France have made us rethink a decades-old idea in paleoanthropology. This information comes from the Grotte Mandrin cave in Mediterranean France, that contains sediments from 56,800 – 51,700 years before the present. These sediments are arranged in layers, just like all geologic strata, but because much of the sediment stays within the cave instead of being eroded away, they are able to preserve finer time intervals.

Figure 1 from the paper, showing the cave from outside and in.

Inside this cave, and in each layer, were teeth from “anatomically modern humans” (people like us) and Neanderthals, and stone tools of different kinds. Because of the difference in abilities between the two types of humans, the stone tools they produced look different.

The layers of the cave and the teeth and tools found in each. Image by Ludovic Slimak.

I want to pause here for a moment and talk further about Neanderthals. They get a bad reputation as being ‘inferior’ to modern humans because of the idea that modern humans outcompeted Neanderthals any time the two came into contact. The two species may have fought when they saw each other sometimes, but there’s also evidence of gene flow between the species, so their contact didn’t always end in a battle.

The fossil evidence in the Mandrin cave shows that modern humans and Neanderthals were living in the same cave at different times. Caves provide natural shelter from wind, rain, and animals, so it seems logical that people would want to stay in one. Because the alternating layers show a pattern of Neanderthal->Modern humans->Neanderthal->Modern humans staying in it, it tells us that this cave was an important ‘pit stop’ for modern humans migrating out of Africa and into Europe. And because there is this pattern of alternating species, it shows that the appearance of modern humans didn’t automatically mean doom for the Neanderthals.

So why did Neanderthals die out? Possibly changes in climate decreased their population (they were adapted to colder climates), and possibly modern humans were just intolerant to competition. More data, especially from caves, will help us find out.

Un Fósil de un Oviraptorosaurio Embrionario

A fines de diciembre de 2021, se anunció un [descubrimiento] increíble. Un nuevo embrión de un oviraptorosaurio se halló en China. Todos sabemos cuán excepcionales son los fósiles, pero fósiles articulados (cuando todos los huesos todavía están en las posiciones que ocupaban en vida) y fósiles articulados DENTRO de un huevo son aún más excepcionales.

El huevo en sí se descubrió hace 20 años, pero nadie lo investigó hasta ahora. Dentro del huevo, los paleontólogos encontraron un oviraptorosaurio bebé. El huevo tiene apróximadamente 16 cm de largo y el bebé tiene apróximadamente 23.5 cm de largo, así que pueden imaginar que el pequeño embrión está enrollado en una bola.

Una imagen del artículo mostrando el fósil y la interpretación.

La posición exacta del embrión es muy interesante. Tiene su cabeza metida entre sus patas con su espalda apretada contra el huevo. Esta posición es muy similar a lo que hacen los pollitos cuando están listos a eclosionar. Meten su cabeza así para protegerse cuando empujan para romper el huevo.

Hay otros pocos huevos de dinosaurios con embriones y, con cada uno, tenemos una idea más clara de como crecían los dinosaurios en sus huevos. No debe sorprendernos que parecen ser muy similares a los pájaros y no tan similares a los cocodrilos de hoy.

Este embrión arroja nueva luz sobre el vínculo entre el comportamiento de las aves modernas y los dinosaurios.

Una interpretación del fósil. Hecho por Lida Xing.

A Fossil Oviraptor Embryo

In Late December 2021, an incredible discovery was [announced]. A new fossil embryo of an oviraptor dinosaur was found in China. We all know how rare fossils are in general, but articulated fossils (ones where the bones are still in life position), and articulated fossils INSIDE of eggs are even more rare.

The egg itself was actually discovered 20 years ago, but it wasn’t investigated until recently. Inside, paleontologists found a baby oviraptor. The egg is ~16cm long and the baby is ~23.5 cm long, so you can imagine that the little embryo is curled into a ball.

An image from the paper showing the fossil and interpretation.

The exact position of the embryo is really interesting. It has its head tucked between its legs with its back up against the bottom of the shell. This position is very similar to what embryonic chickens do when they are getting ready to hatch. Having their head tucked helps protect them when they are pushing the shell apart.

There are a few other dinosaur eggs that contain embryos, and with each one, we are getting a clearer picture of how baby dinosaurs grew in their eggs. It should not be a surprise that they seem very bird-like in their development, and not as similar to modern crocs.

This embryo sheds new light on the link between modern bird behavior and dinosaurs.

An artist rendition of the baby oviraptor. By Lida Xing.