Pterossauro tinha vértebras raiadas para apoiar pescoço gigante

Estrutura interna das vértebras cervicais dos pterossauros da família Azhdarchidae, cujo pescoço superava o das girafas em tamanho, é diferente de tudo que já havia sido visto antes

Representação artística de um pterossauro (Alanqa saharica): pescoço enorme. Crédito: Davide Bonadonna

Pouco se sabe sobre os pterossauros da família Azhdarchidae, gigantescos répteis voadores com envergadura impressionante de até 12 metros. Primos dos dinossauros e dos maiores animais que já voaram, eles apareceram pela primeira vez no registro fóssil no Triássico Superior há cerca de 225 milhões de anos e desapareceram novamente no final do período Cretáceo, há cerca de 66 milhões de anos.

Uma de suas características mais notáveis ​​para um animal voador tão grande era um pescoço mais longo do que o de uma girafa. Agora, os pesquisadores relatam uma descoberta inesperada na revista “iScience”: suas finas vértebras cervicais obtinham sua força de uma intrincada estrutura interna diferente de tudo que já foi visto antes.

“Uma de nossas descobertas mais importantes é a disposição das hastes transversais dentro do centro vertebral”, disse Dave Martill, da Universidade de Portsmouth (Reino Unido). “É diferente de tudo o que foi visto anteriormente em uma vértebra de qualquer animal. O tubo neural é colocado centralmente dentro da vértebra e está conectado à parede externa por meio de uma série de trabéculas [pedaços de substância esponjosa de osso] finas em forma de haste, dispostas radialmente como os raios de uma roda de bicicleta e dispostos de forma helicoidal ao longo do comprimento da vértebra. Eles até se cruzam como os raios de uma roda de bicicleta. A evolução transformou essas criaturas em seres voadores impressionantes e com eficiência de tirar o fôlego.”

Pouca mobilidade entre cada vértebra

Os cientistas pensavam que o pescoço do pterossauro tinha uma estrutura mais simples de tubo dentro de tubo, explicou Martill. Mas isso levantou uma questão importante: como seus ossos de paredes finas, necessários para reduzir o peso nos répteis voadores, ainda poderiam sustentar seus corpos e permitir que capturassem e comessem presas pesadas?

Cariad Williams, a primeira autora do estudo e também da Universidade de Portsmouth, não se propôs a responder a essa pergunta. Ela queria examinar o grau de movimento entre cada vértebra do pescoço do pterossauro.

“Esses animais têm pescoços ridiculamente longos”, disse Williams. Ela acrescentou que, em algumas espécies, a quinta vértebra do pescoço a partir da cabeça é tão longa quanto o corpo do animal. “Faz uma girafa parecer perfeitamente normal. Queríamos saber um pouco sobre como esse pescoço incrivelmente longo funcionava, já que parecia ter muito pouca mobilidade entre cada vértebra.”

Imagem de vértebra de pterossauro que mostra o arranjo dos raios em forma de roda de bicicleta. Crédito: Williams et al.
Estrutura perfeitamente preservada

Embora os ossos de pterossauros marroquinos que eles estudam estejam bem preservados em três dimensões, os pesquisadores ainda não esperavam que os exames oferecessem uma visão tão clara da intrincada estrutura interna da vértebra.

“Originariamente, não fizemos uma tomografia computadorizada para aprender sobre o interior. Queríamos uma imagem muito detalhada da superfície externa”, disse Martill. “Poderíamos ter obtido isso com um escaneamento de superfície comum, mas tivemos a oportunidade de colocar alguns espécimes em um tomógrafo computadorizado e parecia grosseiro recusar a oferta. Estávamos simplesmente tentando modelar o grau de movimento entre todas as vértebras para ver como o pescoço pode funcionar em vida.”

Ele prosseguiu: “O que foi absolutamente notável foi que a estrutura interna estava perfeitamente preservada, assim como a micro-histologia quando fizemos alguns cortes petrográficos através do osso. Assim que vimos o padrão intrincado de trabéculas radiais, percebemos que havia algo especial enquanto olhamos mais de perto. Pudemos ver que eles estavam dispostos em uma hélice que ia para cima e para baixo no tubo vertebral e se cruzava como raios de roda de bicicleta”.

Maravilha da biologia

Sua equipe percebeu imediatamente que precisava trazer engenheiros para entender como a biomecânica desse pescoço incomum teria funcionado. Essas análises sugerem que apenas 50 das trabéculas semelhantes a raios aumentavam em 90% a quantidade de peso que seus pescoços podiam suportar sem empenar. Junto com a estrutura básica de um tubo dentro de um tubo, ele explica como os animais relativamente leves podiam capturar e carregar presas pesadas sem quebrar seus pescoços.

“Parece que essa estrutura de vértebras cervicais extremamente finas e o acréscimo de suportes transversais dispostos helicoidalmente resolveram muitas preocupações sobre a biomecânica de como essas criaturas conseguiam suportar cabeças enormes – mais de 1,5 metro – em pescoços mais longos do que a girafa moderna, tudo isso mantendo a capacidade de voo”, diz Martill.

Embora os pterossauros às vezes sejam considerados becos sem saída evolutivos, Martill e seus colegas disseram que as novas descobertas os revelam como “fantasticamente complexos e sofisticados”. Seus ossos e esqueletos eram maravilhas da biologia – extremamente leves, mas fortes e duráveis.

Segundo os pesquisadores, ainda existe muito a aprender em trabalhos futuros sobre pterossauros, incluindo questões aparentemente básicas sobre suas habilidades de voo e ecologia alimentar.

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