Dinossauros: O primeiro modelo 3D de saurópode embrionário revela novos recursos faciais

Nos ermos erodidos do norte da Patagônia argentina, camadas sedimentadas de depósitos do Cretáceo Superior em Auca Mahuevo oferecem uma vista única do maior local de nidificação de ovos fossilizados de dinossauros saurópodes. A área de incubação intacta dos grandes herbívoros de pescoço longo que perambulavam por essa terra excepcionalmente preservada há 80 milhões de anos foi descoberta em 1997 e, desde então, revelou muitos segredos sobre os hábitos reprodutivos dos saurópodes e seu desenvolvimento anatômico. Este “santuário” de ovos de dinossauro nos pântanos laterais de grandes riachos e rios onde os dinossauros depositavam cerimoniosamente seus ovos seria, mais tarde, suavemente coberto pela água, fazendo com que as enchentes lamacentas enterrassem os ovos e ninhos. Os fósseis preservados contêm alguns dos vestígios mais interessantes já encontrados, desde minúsculos ossos embrionários até manchas de pele fossilizada delicada e até mesmo um crânio e dentes de uma das criaturas.

Sedimento que enche o ovo com o crânio embrionário in situ. (Imagem cortesia de Martin Kundrat e da revista Current Biology)

Vinte e três anos após a descoberta inovadora, os pesquisadores relatam as primeiras imagens 3D do embrião preservado de um saurópode. Um novo estudo científico publicado na revista Current Biology em 27 de agosto de 2020, descreveu o primeiro crânio de saurópode embrionário quase intacto analisado a partir de observações em primeira mão de modelos virtuais 3D de alta resolução. As novas descobertas, lideradas por Martin Kundrat, do Paleo BioImaging Lab da Universidade Pavol Jozef Šafárik, na República Eslovaca, contribuem para a compreensão do desenvolvimento dos dinossauros saurópodes, um grupo caracterizado por pescoços e caudas longos e cabeças pequenas, e sugere que podem ter características faciais especializadas, como filhotes, que mudaram à medida que se tornavam adultos.

O espécime estudado em nosso artigo representa o primeiro crânio embrionário 3D preservado de um saurópode sauropodomorfo

disse Kundrat, que também é professor associado de Biologia Evolutiva e de Desenvolvimento na Universidade Pavol Jozef Šafárik.

A característica mais marcante é a aparência da cabeça, o que implica que filhotes de dinossauros gigantes podem diferir em onde e como viveram em seus primeiros estágios de vida. Mas porque difere em anatomia facial e tamanho dos embriões de saurópodes de Auca Mahuevo, não podemos descartar que possa representar um novo dinossauro titanossauro.

Martin Kundrat na Instalação Europeia de Radiação Síncrotron (ESRF) em Grenoble. (Imagem cortesia de Martin Kundrat)

Os cientistas reconheceram um crânio bem exposto dentro de um ovo fragmentado, preservado em três dimensões com a maioria dos ossos virtualmente intactos e articulados. Embora o crânio esteja visivelmente exposto em seu lado esquerdo, a morfologia 3D e a estrutura interna de todos os ossos preservados tornaram-se acessíveis aos pesquisadores por meio de réplicas virtuais produzidas usando ferramentas de digitalização e imagem no European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) em Grenoble.

No estudo, a equipe de Kundrat usou tecnologia de imagem chamada microtomografia síncrotron para estudar a estrutura interna dos ossos, dentes e tecidos moles do dinossauro embrionário. As varreduras permitiram que Kundrat e o coautor Daniel Snitting, da Universidade de Uppsala, na Suécia , encontrassem detalhes ocultos, incluindo pequenos dentes preservados profundamente em minúsculas cavidades mandibulares. Eles também descobriram muitos detalhes anatômicos até então desconhecidos nos ossos cranianos, incluindo componentes da caixa craniana embrionária que mantiveram sua forma original e o que parecem ser os restos de músculos temporais.

O fragmento externo do ovo original. (Imagem cortesia de Martin Kundrat e da revista Current Biology)

De acordo com os pesquisadores, a embriologia sauropodomorfa continua sendo uma das áreas menos exploradas da história de vida dos dinossauros. Mas esses novos modelos 3D permitiram aos investigadores reconstruir a aparência mais plausível do crânio em saurópodes titanossauros antes da eclosão, com detalhes úteis para comparações taxonômicas ou de desenvolvimento entre dinossauros relacionados.

O crânio embrionário preservado dentro do ovo fóssil fragmentado foi escaneado usando a linha de luz ID 19 do ESRF, uma linha de luz de imagem de longo alcance (145 m). As varreduras foram coletadas com microtomografia síncrotron de contraste de fase de propagação usando um feixe rosa com duas energias diferentes. Uma vez que os dados digitalizados do espécime foram concluídos, os pesquisadores recorreram ao Mimics, um software de engenharia baseado em imagens 3D médicas da Materialize, um dos principais fornecedores de software de manufatura aditiva na Bélgica, para a segmentação e renderização 3D do crânio.

À esquerda: reconstrução digital dos ossos cranianos e reconstrução do crânio em vista anterior mostrando teto craniano incompleto. À direita: reconstrução da aparência da cabeça por Vladimir Rimbala e corno pré-maxilar do crânio embrionário. (Imagem cortesia de Martin Kundrat e da revista Current Biology)

Finalmente, os cientistas reconstruíram a estrutura interna e a vasculatura do pré-maxilar (um par de pequenos ossos cranianos na ponta da mandíbula superior) graças ao VGStudio Max 2.2 do provedor de software alemão Volume Graphics, uma das plataformas de software mais avançadas para uso industrial Análise e visualização de dados de TC.

Depois que os pesquisadores obtiveram os modelos 3D, eles foram capazes de analisar os detalhes na ossificação craniana pré-natal do saurópode. Kundrat e os co-autores do estudo sugerem “uma aparência alternativa para a cabeça dos bebês desses gigantes da Patagônia”, com uma cabeça e rosto especializados que se transformam à medida que os jovens dinossauros crescem e se tornam adultos. Na verdade, as descobertas visualmente esclarecedoras sugerem que os bebês saurópodes podem ter eclodido do ovo com a ajuda de uma proeminência epidérmica espessada, em vez de usar um “dente de ovo” ósseo. A equipe também descobriu evidências de que os filhotes de titanossauro surgiram com um rosto temporário de um único chifre, aberturas retraídas no nariz e visão binocular precoce.

Esquerda: a região craniofacial em vista ventral mostrando os alvéolos pré-maxilar e maxilar e a projeção pré-maxilar rostral formando a base do processo em forma de chifre. Meio: o crânio em vista ântero-ventral. À direita: primeiros dentes pré-maxilares mesiais renderizados em 3D. (Imagem cortesia de Martin Kundrat e da revista Current Biology)

Nosso estudo revelou vários aspectos novos sobre a vida embrionária dos maiores dinossauros herbívoros que viveram em nosso planeta. Uma face chifruda e visão binocular são características bastante diferentes do que esperávamos nos dinossauros titanossauros

acrescentou Kundrat.

Os ovos de dinossauro são para mim como cápsulas do tempo que trazem uma mensagem dos tempos antigos. Este foi o caso de nosso espécime, que conta uma história sobre os gigantes da Patagônia antes de eclodirem.

Espera-se que o trabalho ilumine a compreensão dos dinossauros e de como viviam. Esta reconstrução recém-revelada permitiu aos especialistas recriar aspectos anatômicos com base em características cranianas intactas nunca vistas antes, revelando caracteres biológicos e geoquímicos que distinguem o novo espécime de embriões de titanossauro de Auca Mahuevo descritos anteriormente.

Renderização 3D do pré-maxilar opaco e semitransparente em vistas medial e lateral. (Imagem cortesia de Martin Kundrat e da revista Current Biology)

Embora o fragmento de ovo tenha sido originalmente exportado ilegalmente da Argentina e trazido à atenção dos pesquisadores apenas mais tarde, quando o co-autor do estudo Terry Manning, um técnico Paleo do Arizona, percebeu a preservação única e a importância científica do espécime, ele agora está alojado no Museu “Carmen Funes” municipal na Plaza Huincul, a poucos quilômetros do sítio fóssil Auca Mahuevo, na Argentina, sob curadoria do paleontólogo Rodolfo Coria, que também é co-autor do estudo.

Por décadas, a descoberta extraordinária do local de nidificação de dinossauros saurópodes do Cretáceo Superior fascinou pesquisadores em todo o mundo. As dezenas de ovos intactos abriram uma janela para a compreensão da vida dos saurópodes gigantes e, principalmente, de seus hábitos reprodutivos e início de vida. Agora, a imagem 3D e a tecnologia de digitalização podem ajudar a descobrir novos traços e anatomia desses dinossauros, com detalhes nunca antes vistos.

Uma perspectiva ampliada do crânio embrionário do Titanossauro junto com uma reconstrução do crânio. (Imagem cortesia de Martin Kundrat e da revista Current Biology)

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Fonte: 3Dprint.com

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