OBIKWELUSAURUS, UM GIGANTE VELOZ DO

JURÁSSICO DE PORTUGAL ?

Maio 2009

Perseguir e capturar presas é um factor vital na vida dos predadores; conseguir fugir destes e evitar ser morto é também importante para as presas. Assim, não surpreende que a estimativa da velocidade de deslocação de animais extintos tenha tanto interesse para os paleontólogos.

PALEOETOLOGIA

Inferir comportamentos para animais modernos é difícil; para animais extintos é ainda mais complexo.

Sendo as pegadas/pistas fósseis o reflexo directo dos movimentos destes animais, o registo icnológico constitui a base para inferências de comportamentos deste tipo.

1. Testar a fiabilidade de estimativas de velocidades de deslocação de dinossáurios Mesozóicos, que empregam a fórmula de Alexander (1976).

FINALIDADES

3,6hP0,25gV 1,171,670,5 Admite-se que a força da gravidade (g) seria também nos tempos Mesozóicos de 9,81 m/s². O valor da passada (P) pode ser medido directamente nas pistas. Mas um dos maiores problemas é o cálculo da altura da anca (h).

(Km/h)

Entre os vários modelos apresentados, as melhores estimativas para a altura de anca são alcançadas com a fórmula simples: h = comprimento da pegada (L) x 4.(Henderson 2003).

2. Verificar se os predadores gigantescos (peso > 3 toneladas e altura de anca ≥ a 2,5 metros) conseguiam deslocar-se a velocidades elevadas.

As ratites são as maiores aves terrestres vivas, os parentes mais próximos dos teropodes Mesozóicos. As emas, ratites Paleognathae, são bípedes de passada larga com um pé tridáctilo, digitígradas e constituem os melhores análogos para os dinossáurios predadores cursoriais.

ESTUDOS NEOICNOLÓGICOS I

Têm mais características em comum com os teropodes: gregárias; crias precociais; taxa de crescimento exponencial; cuidados parentais.

Para verificarmos a fiabilidade da equação de Alexander, registámos séries contínuas de pegadas produzidas por várias emas e por um nandu, em estado semi-selvagem.

As pistas, depois de fotografadas e filmadas, foram analisadas (parâmetros métricos e angulares). A altura da anca e o comprimento dos pés foram medidos.

TABELA 1 ratites adultas / monte selvagem

h (cm) L (cm) P (cm) P/h Distância (m) Tempo (s) vel. medida (Km/h)vel. estimada (Km/h) –

Alexander

ema A 80 17 102 1,3 21 20 3,8 4,6

ema A 80 17 320 4,0 37 5 26,6 30,9

ema B 78 17 130 1,7 32 21 5,5 6,9

ema C 82 19 220 2,7 36 9,5 13,6 14,5

ema C 82 19 270 3,3 14 3 16,8 20,4

ema D 80 20 105 1,3 27 26 3,7 3,9

ema D 80 20 110 1,4 21 23 3,3 4,3

nandu 70 16 140 2,0 14 6 8,4 8,3

Resultados da observação experimental de pistas de ratites adultas e cálculo das velocidades de deslocação e estimada (Alexander 1976).

A condução de experiências de campo com as emas tem a vantagem dos animais vivos produzirem pegadas e pistas em todos os aspectos dinâmicos das sua progressão.

Comparação entre Velocidade Medida com a Estimada para emas e nandu

(km/h)

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40

Velocidade Medida

Ve

loc

ida

de

se

gu

nd

o

Ale

xa

nd

er

Existe uma relação empírica entre velocidade, altura de anca e comprimento da passada (P/h=2,3(v2 /9,8h)0,3), baseada em números de Froude ((v2)/(9,8h)).

Simulação

Medida Medida P/h=2,3(v2/9,8h)0,3 Alexander

P/h (v2)/(9,8h) P/h eq (v2)/(9,8h)

1,3 0,141 1,277 0,206

4,0 6,985 4,121 9,379

1,7 0,304 1,609 0,475

2,7 1,787 2,738 2,019

3,3 2,710 3,102 4,000

1,3 0,138 1,268 0,155

1,4 0,106 1,174 0,181

2,0 0,794 2,146 0,780

Verificamos que o erro médio quadrático é muito reduzido. Os valores obtidos para (P/h) versus número de Froude e a comparação com a relação empírica e com as velocidades estimadas (Alexander), mostram uma elevada sobreposição.

Confirma-se o elevado grau de fiabilidade da aplicação da fórmula de Alexander para a estimativa da velocidade de animais bípedes.

Os humanos raramente têm sido utilizados como análogos para os dinossáurios teropodes, porque nenhum animal marcha ou corre como os homens. Utilizamos humanos deslocando-se na praia por uma questão de facilidade e por serem igualmente bípedes (correndo e marchando).

ESTUDOS NEOICNOLÓGICOS II

30 metros corrida

Tempo(s) Passada média(m) Altura anca(h)(cm) Comprimento Pegada (L) (cm) Velocidade medida(km/h) Velocidade estimada(km/h

7,0 1,95 84,0 21,5 15,4 10,9

7,0 2,50 100,0 25,0 15,4 13,0

7,1 2,40 86,0 22,0 15,2 14,1

6,9 2,40 90,0 21,0 15,6 14,9

8,3 2,23 91,0 25,5 13,0 10,8

8,4 2,07 73,0 21,5 12,9 11,6

7,0 2,20 88,0 22,5 15,4 12,2

8,1 2,33 84,0 23,0 13,3 12,5

8,4 245 97,0 29,0 12,9 10,6

6,5 2,64 94,0 25,0 16,6 13,6

6,9 2,30 83,0 23,5 15,6 12,5

30 metros caminhar

Tempo(s)

PassadaMédia (m)

AlturaAnca (h)(cm)

ComprimentoPegada (L) (cm)

VelocidadeMedida (km/h)

VelocidadeEstimada1 (km/h)

12,5 1,83 100,0 25,0 8,6 7,7

14,3 1,52 84,0 21,5 7,6 6,6

15,5 1,68 88,0 22,5 7,0 7,4

22,4 1,41 85,0 21,5 4,8 5,8

20,4 1,44 84,0 23,0 5,3 5,7

20,8 1,51 73,0 21,5 5,2 6,9

19,4 1,70 86,0 22,0 5,5 7,9

18,9 1,48 83,0 23,5 5,7 5,7

17,2 1,60 84,0 23,0 6,1 6,8

22,3 1,42 91,0 25,5 4,8 4,8

17,9 1,92 97,0 29,0 6,0 7,0

Surpreendentemente, a aplicação da equação de Alexander a humanos fornece resultados fiáveis, especialmente para baixas velocidades.

Estes dados poderiam não ser representativos para humanos «vulgares». Assim, analisámos a relação entre P e v em situações muito controladas, como em provas em que o recorde do mundo foi batido (masculino e feminino).

Percurso (m) Tempo (s) Passada (m) Velocidade (km/h) Velocidade Estimada (km/h)

200 (m) 19,32 4,8 37,3 38,6

200(m) 19,93 4,6 36,1 35,9

100(m) 9,69 4,8 37,2 38,6

100(m) 9,81 4,5 36,7 34,6

200(f) 21,34 4,3 33,7 32,1

400(f) 43,86 4,5 32,8 34,6

.

Assumindo que estes atletas têm uma altura de anca de um metro, simplificando a equação de Alexander, obtemos v = 0,78 P 1,67.Mais uma vez, esta equação apresenta um grau de aplicação bastante rigoroso.

A VELOCIDADE DOS DINOSSÁURIOS

PREDADORES Evidência icnológica e evidências anatómicas e biomecânicas suportam a inferência de que alguma capacidade de corrida rápida estava plesiomorficamente presente nos teropodes.

As pistas fósseis indicam que seriam os bípedes de pequeno e médio porte os mais velozes, como uma única excepção.

Pista de teropode médio (L=35 cm) com uma passada de 6,3m correndo a cerca de 41km/h (Texas).

Um pequeno bípede, correndo a mais de 40 km/h( Mongólia).

Em Portugal, o registo icnológico apesar de rico e diversificado, não revela a presença deste tipo de comportamento.

O teropode «mais rápido», com L=33cm e P=2,7m, progredia a cerca de 10,7 km/h (P/h=1,9) (jazida descoberta por alunos do nosso Grupo de Paleontologia – praia do Salgado).

Para os teropodes de grandes dimensões (L ≥ 60cm; peso ≥ 3 toneladas; h ≥2,5m) só é conhecido uma pista no mundo – Ardley - em que o predador se deslocava a grande velocidade – no segmento mais rápido, atingiria os 14,7 km/h.

Em 2007, descobrimos uma nova jazida do Jurássico superior – Gentias (Torres Vedras). A icnocenose é dominada por grandes dinossáurios carnívoros (L >60 cm), mas inclui também uma componente herbívora diversificada.

Uma das pistas é formada por três pegadas consecutivas, com comprimento de 65 cm (excluindo a longa impressão posterior metatarsal), com uma passada de 5,02 m. Aplicando a equação de Alexander, estimamos que o predador, com 2,8 m de altura de anca e um peso superior a 3 toneladas, se deslocava a mais de 13,5 km/h.

2. Confirmamos que estes gigantes bípedes Mesozóicos se (podiam) deslocavam a velocidades elevadas.Um deles seria o equivalente Jurássico ao grande atleta Obikwelu: forte, poderoso e rápido.

CONCLUSÕES 1. A fórmula de Alexander é o método mais rigoroso que possuímos para estimar a velocidade de deslocação de animais extintos. Sugerimos que é uma equação fiável, depois de a termos testado em humanos e, especialmente, em ratites actuais bípedes.