Fisica

Il Tyrannosaurus rex è famoso per la sua testa sovradimensionata, le enormi mascelle muscolose e i denti a forma di coltello, che secondo i paleontologi consentivano a questo temibile predatore di divorare facilmente prede ignare. Uno studio di Stephan Lautenschlager suggerisce ora che la forma dell’orbita oculare era altrettanto importante [1]. Analizzando la forma delle orbite di oltre 400 teschi di dinosauri e specie affini, il paleontologo dell'Università di Birmingham, nel Regno Unito, ha scoperto che i dinosauri carnivori, come il T. rex, guardavano il mondo attraverso fori ellittici. Le simulazioni indicano che questi fori allungati avrebbero consentito al cranio di un T. rex di resistere alle significative forze del morso che queste creature preistoriche generavano quando venivano masticate.

Per il suo studio, Lautenschlager ha utilizzato una tecnica derivata dalle tecnologie di riconoscimento facciale per caratterizzare le forme dei contorni di ciascuna cavità oculare nel suo campione di teschio di dinosauro. Queste forme sono state poi analizzate con uno strumento di analisi degli elementi finiti – un metodo comunemente usato per prevedere come un oggetto reagisce a una forza – per vedere come si deformavano quando venivano sottoposte alle varie sollecitazioni emanate da un morso.

Considerando la forma delle orbite, Lautenschlager scoprì che la maggior parte delle specie nel suo studio guardavano attraverso aperture circolari, simili ai contorni delle orbite rotonde osservate nei crani umani. Alcune specie, tra cui il T. rex e lo Skorpiovenator, un dinosauro carnivoro trovato in Antartide, avevano contorni delle orbite con forme più insolite, che andavano da semplici ellissoidi a motivi lobati. "L'orbita oculare dello Skorpiovenator è essenzialmente separata in due", dandole un contorno simile a una clessidra, dice Lautenschlager.

Cercando punti in comune tra i dinosauri con insoliti contorni delle orbite, Lautenschlager ha scoperto che erano tutti mangiatori di carne con teschi grandi rispetto alle loro dimensioni corporee. Durante un morso, le mascelle di questi predatori all'apice si spezzavano con una forza di circa 50.000 Newton. Secondo l'analisi di Lautenschlager, le risultanti sollecitazioni del cranio potrebbero deformare un'orbita oculare con un contorno circolare. Un ipotetico T. rex con tale cavità avrebbe probabilmente sviluppato ossa più spesse nelle aree più deformate. "Ciò avrebbe reso il cranio molto più pesante o avrebbe avuto un impatto sullo spazio per altri tessuti", dice. Al contrario, una presa con un profilo allungato subirebbe una deformazione notevolmente inferiore. "Sembra che i carnivori abbiano sviluppato orbite in grado di resistere alle forze [legate al morso]."

Gli adattamenti dei teschi nei colossi dinosauri non sono poi così inaspettati, ammette Lautenschlager, ma la sua analisi ha suscitato una sorpresa. A differenza dei suoi genitori, un cucciolo di T. rex aveva orbite con contorni circolari e ne ha sviluppate di forme allungate solo intorno ai 10 anni, l'età in cui i paleontologi ritengono che il T. rex sia passato all'età adulta. "Ciò suggerisce che un cucciolo di T. rex non aveva bisogno di una presa altrettanto stabile", dice. La scoperta si collega ad altri studi che suggeriscono che i giovani e gli adulti di T. rex avevano diete diverse.

I ricercatori sono da tempo consapevoli delle particolari forme delle orbite degli arcosauri, un gruppo di animali che comprende dinosauri, uccelli e coccodrilli. Tuttavia, studi precedenti avevano esaminato principalmente il diametro del bulbo oculare o si erano concentrati su un sottogruppo di arcosauri, afferma Thomas Holtz, paleontologo dell'Università del Maryland, College Park. "Questo [nuovo studio] offre uno sguardo molto più completo sull'evoluzione delle dimensioni e della forma degli occhi degli arcosauri rispetto a quanto sia mai stato fatto prima", afferma Holtz. È particolarmente colpito dal fatto che Lautenschlager abbia incorporato diverse linee di prova nell'analisi. "È bello trovare spiegazioni ragionevoli e matematicamente supportate per le forme particolari che troviamo nelle strutture anatomiche", afferma.

–Katherine Wright

Katherine Wright è il vicedirettore della rivista Physics Magazine.

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