Nuevas pruebas de que Spinosaurus podía nadar y cazar bajo el agua

Spinosaurus es el dinosaurio carnívoro más grande jamás descubierto, incluso más grande que T. rex , pero la forma en que cazaba ha sido un tema de debate durante décadas. Es difícil adivinar el comportamiento de un animal que solo conocemos por los fósiles; basándose en su esqueleto, algunos científicos han propuesto que Spinosaurus podía nadar, pero otros creen que simplemente vadeaba el agua como una garza. 

Dado que mirar la anatomía de los dinosaurios espinosáuridos no fue suficiente para resolver el misterio, un grupo de paleontólogos ha probado un enfoque diferente: examinar la densidad de sus huesos. 

En un trabajo publicado este miércoles en la revista Nature, el equipo explica cómo, al analizar la densidad de los huesos de los espinosáuridos y compararlos con otros animales como pingüinos, hipopótamos y caimanes, descubrieron que Spinosaurus y su pariente cercano Baryonyx tenían huesos densos que probablemente les habrían permitido sumergirse bajo el agua para cazar. 

Mientras tanto, otro dinosaurio relacionado llamado Suchomimus tenía huesos más livianos que habrían dificultado nadar, por lo que probablemente vadeó o pasó más tiempo en tierra como otros dinosaurios.

Interrogar a los huesos

"El registro fósil es complicado: entre los espinosáuridos, solo hay un puñado de esqueletos parciales, y no tenemos esqueletos completos para estos dinosaurios", dice Matteo Fabbri, investigador postdoctoral en el Field Museum de Chicago y autor principal del estudio. "Otros estudios se han centrado en la interpretación de la anatomía, pero claramente si hay interpretaciones tan opuestas con respecto a los mismos huesos, esto ya es una señal clara de que tal vez esos no sean los mejores indicadores para inferir la ecología de los animales extintos".

Toda la vida provino inicialmente del agua, y la mayoría de los grupos de vertebrados terrestres contienen miembros que han regresado a ella; por ejemplo, mientras que la mayoría de los mamíferos son habitantes de la tierra, tenemos ballenas y focas que viven en el océano, y otros mamíferos como nutrias, tapires e hipopótamos que son semiacuáticos. Las aves tienen pingüinos y cormoranes; los reptiles tienen caimanes, cocodrilos, iguanas marinas y serpientes marinas. Durante mucho tiempo, los dinosaurios no aviares (los dinosaurios que no se ramificaron en pájaros) fueron el único grupo que no tenía habitantes acuáticos. Eso cambió en 2014, cuando Nizar Ibrahim de la Universidad de Portsmouth describió un nuevo esqueleto de Spinosaurus.

Sus dientes en forma de cono son similares a los de otros depredadores acuáticos 

Los científicos ya sabían que los espinosáuridos pasaban algún tiempo en el agua: sus largas mandíbulas parecidas a las de un cocodrilo y sus dientes en forma de cono son similares a los de otros depredadores acuáticos, y se habían encontrado algunos fósiles con vientres llenos de peces. Pero el nuevo espécimen de Spinosaurus descrito en 2014 tenía fosas nasales retraídas, patas traseras cortas, pies en forma de remo y una cola en forma de aleta: todos signos que apuntaban a un estilo de vida acuático. Pero los investigadores han seguido debatiendo si los espinosáuridos en realidad nadaban en busca de comida o si simplemente se paraban en las aguas poco profundas y metían la cabeza para atrapar a sus presas. 

Este ir y venir continuo llevó a Fabbri y sus colegas a tratar de encontrar otra forma de resolver el problema.

La clave: la densidad ósea

“La idea de nuestro estudio fue, está bien, claramente podemos interpretar los datos fósiles de diferentes maneras. Pero ¿qué pasa con las leyes físicas generales?”, dice Fabbri. “Hay ciertas leyes que son aplicables a cualquier organismo en este planeta. Una de estas leyes se refiere a la densidad y la capacidad de sumergirse en el agua”.

En todo el reino animal, la densidad ósea es un indicador de si ese animal puede hundirse bajo la superficie y nadar. "Estudios anteriores han demostrado que los mamíferos adaptados al agua tienen huesos densos y compactos en sus esqueletos poscraneales", dice Fabbri. El hueso denso funciona como control de flotabilidad y permite que el animal se sumerja. "Pensamos, está bien, tal vez este es el proxy que podemos usar para determinar si los espinosáuridos eran realmente acuáticos", explica.

Comparando a Spinosaurus con animales actuales

Fabbri y sus colegas, incluidos los coautores Guillermo Navalón de la Universidad de Cambridge y Roger Benson de la Universidad de Oxford, reunieron un conjunto de datos de secciones transversales de fémur y costillas de 250 especies de animales vivos y extintos, tanto terrestres como acuáticos. Los investigadores compararon estas secciones transversales con secciones transversales de hueso de Spinosaurus y sus parientes Baryonyx y Suchomimus.

“Tuvimos que dividir este estudio en pasos sucesivos”, asegura Fabbri. “El primero fue comprender si realmente existe una correlación universal entre la densidad ósea y la ecología. Y el segundo fue inferir adaptaciones ecológicas en taxones extintos”. Esencialmente, el equipo tuvo que mostrar una prueba de concepto entre animales que todavía están vivos y que sabemos con seguridad que son acuáticos o no, y luego aplicarlos a animales extintos que podemos no observar.

Al seleccionar animales para incluirlos en el estudio, los investigadores arrojaron una amplia red. “Estábamos buscando una diversidad extrema”, indica Fabbri. “Incluimos focas, ballenas, elefantes, ratones, colibríes. Tenemos dinosaurios de diferentes tamaños, reptiles marinos extintos como mosasaurios y plesiosaurios. Tenemos animales que pesan varias toneladas, y animales que pesan apenas unos gramos. La difusión es muy grande”.

El estudio de otros animales reveló un vínculo claro entre la densidad ósea y el comportamiento de alimentación acuática

Esta colección de animales reveló un vínculo claro entre la densidad ósea y el comportamiento de alimentación acuática: los animales que se sumergen bajo el agua para encontrar comida tienen huesos que son casi completamente sólidos, mientras que las secciones transversales de los huesos de los habitantes de la tierra se parecen más a donas, con huecos en el centro. “Existe una correlación muy fuerte, y el mejor modelo explicativo que encontramos fue en la correlación entre la densidad ósea y el forrajeo subacuático. Esto significa que todos los animales que tienen el comportamiento de sumergirse por completo tienen estos huesos densos, y esa fue la gran noticia”, sostiene Fabbri.

Huesos para la inmersión total

Cuando los investigadores aplicaron huesos de dinosaurios espinosáuridos a este paradigma, encontraron que Spinosaurus y Baryonyx tenían el tipo de hueso denso asociado con la inmersión total. Mientras tanto, el pariente cercano de Suchomimus tenía huesos más huecos. Todavía vivía en el agua y comía pescado, como lo demuestra su hocico que imita a un cocodrilo y sus dientes cónicos, pero según la densidad de sus huesos, en realidad no estaba nadando.

Spinosaurus y Baryonyx tenían el tipo de hueso denso asociado con la inmersión total

Otros dinosaurios, como los saurópodos gigantes de cuello largo, también tenían huesos densos, pero los investigadores no creen que eso significara que estaban nadando. “Los animales muy pesados como los elefantes y los rinocerontes, y como los dinosaurios saurópodos, tienen huesos de las extremidades muy densos, porque hay mucha tensión en las extremidades”, explica Fabbri. “Dicho esto, los otros huesos son bastante livianos. Por eso era importante para nosotros observar una variedad de huesos de cada uno de los animales del estudio”. Y aunque existen limitaciones para este tipo de análisis, Fabbri está entusiasmado con el potencial de este estudio para contarnos cómo vivían los dinosaurios.

"Una de las grandes sorpresas de este estudio fue lo raro que era la búsqueda de alimento bajo el agua para los dinosaurios, y que incluso entre los espinosáuridos, su comportamiento era mucho más diverso de lo que pensábamos", dice Fabbri.

El futuro de la paleontología

Jingmai O'Connor, curadora del Field Museum y coautora de este estudio, dice que los estudios colaborativos como este, que se basan en cientos de especímenes, son “el futuro de la paleontología”. “Requieren mucho tiempo, pero permiten a los científicos arrojar luz sobre grandes patrones, en lugar de realizar observaciones cualitativas basadas en un fósil”, asegura. “Es realmente asombroso que Matteo haya podido lograr esto, y requiere mucha paciencia”.

Aunque tengas pocos huesos, calculando la densidad ósea al menos puedes inferir si era acuático o no

Fabbri también señala que el estudio muestra cuánta información se puede obtener de especímenes incompletos. “La buena noticia con este estudio es que ahora podemos pasar del paradigma en el que necesitas saber todo lo que puedas sobre la anatomía de un dinosaurio para saber sobre su ecología, porque mostramos que hay otros indicadores confiables que puedes puedo usar. Si tienes una nueva especie de dinosaurio y solo tienes unos pocos huesos, puedes crear un conjunto de datos para calcular la densidad ósea, y al menos puedes inferir si era acuático o no”.

Referencia: Subaqueous foraging among carnivorous dinosaurs (Nature) DOI 10.1038/s41586-022-04528-0