Los dinosaurios usaban la respiración para enfriar su cerebro

Millones de años después de su último aliento, científicos han reproducido en un ordenador el flujo de aire de los dinosaurios. Además de para respirar, se ha comprobado que usaban su hocico para refrigerar sus cerebros. “Los dinosaurios eran bonitos animales curiosos”, dijo la el estudiante doctoral de la Universidad de Ohio Jason Bourke, autor principal de un nuevo estudio publicado en Anatomical Record. “Averiguar lo que está pasando en su complicado hocico es un reto porque la nariz tiene tantas funciones diferentes. Y no ayuda que todos los tejidos blandos delicados se pudieran hace millones de años.”, explica.

Para superar esta contrariedad, el equipo se fijó en los parientes modernos de los dinosaurios - los pájaros, cocodrilos y lagartos-. Lawrence Witmer, profesor en el Heritage College de Medicina Osteopática de la Universidad de Ohio y principal investigador en el Proyecto Dinosaurio de la Fundación Nacional para la Ciencia Visible Interactive, que financió gran parte de la investigación, declaró: “No hicimos un montón de disecciones, inyecciones de los vasos sanguíneos y tomografías, sino una herramienta nueva para la simulación por ordenador en 3D del flujo de aire.”

Bourke se inspiró en una rama de la ingeniería llamada dinámica de fluidos computacional, un método que se usa en la industria aeroespacial y la medicina, para modelar cómo fluía aire a través de las narices de los descendientes de los dinosaurios, como los avestruces y cocodrilos. “Una vez nos dieron una manija sobre cómo estos animales respiran”, dijo Bourke, “la parte difícil fue encontrar un buen candidato entre los dinosaurios para probar nuestros métodos.” Los dinosaurios que mejor se ajusta eran los paquicefalosaurios, o “pachys”, un grupo de dinosaurios herbívoros más conocidos para el hueso de varios centímetros de espesor en la parte superior de sus cráneos, que se cree que servía tanto como una pantalla visual como protección para los cabezazos como los de los carneros de hoy en día. También tenían un hueso extra resultado de la osificación de tejidos.

“Cuando limpiamos el cráneo fósil de Sphaerotholus, un pachy de Dakota del Norte, no esperábamos ver estos delicados huesos en la región nasal. Sabíamos que deben ser los cornetes nasales,“ dijo Emma Schachner, coautora en el estudio de la Universidad Estatal de Louisiana, quien junto a Tyler Lyson del Museo de Denver de Naturaleza y Ciencia, estudió algunos de los especímenes fósiles utilizados en el estudio. Estructuras similares se encontraron en una especie relacionada de Canadá llamada Stegoceras por el co-autor Phil Bell de la Universidad de Nueva Inglaterra en Australia.

Los primeros cornetes nasales descubiertos estaban en la parte posterior de la cavidad nasal, llamada cámara olfatoria, donde se produce el olfato. El trabajo en Stegoceras mostró que la región olfativa del cerebro era bastante grande. Junto con los grandes cornetes olfativos, sugirió que Stegoceras tenía un buen sentido del olfato. Pero cuando Bourke analizó su simulación de flujo de aire, el aire inspirado pasaba por alto la cámara olfativa. “No tenía ningún sentido”, dijo Bourke. “Stegoceras obviamente tenía un sentido del olfato bastante decente, pero los olores no estaban llegando a donde tenían que ir. Obviamente faltaba una pieza del rompecabezas.”

Esa pieza que falta del rompecabezas fue insinuada por una cresta ósea larga en la pared de la parte frontal de la cavidad nasal. En los parientes modernos de los dinosaurios, los cornetes nasales cartilaginosos a menudo se adhieren a esas crestas, lo que sugiere que los pachys pueden haber tenido cornetes en la parte respiratoria de la cavidad nasal. Cuando Bourke insertó digitalmente cornetes respiratorios de diferentes formas las simulaciones de flujo de aire de computadora comenzó a tener más sentido. “Algunos de los patrones de flujo de aire restaurados ahora llevaban a los olores a la región olfativa”, dijo Bourke. “Nosotros no sabemos realmente la forma exacta del cornete respiratorio en Stegoceras, pero sabemos que algún tipo de deflector tenía que estar allí”.

Esta nueva investigación sugiere que los cornetes también tienen funciones importantes como deflectores para dirigir el aire a la región olfativa. Pero también podrían jugar otro papel fundamental: enfriar el cerebro. El coautor del estudio Ruger Porter, otro estudiante de doctorado de la Universidad de Ohio, ha estado estudiando el patrón de flujo sanguíneo en paquicefalosaurios y otros dinosaurios, así como sus parientes modernos. “La evidencia fósil sugiere que Stegoceras era básicamente similar a un avestruz o un cocodrilo”, dijo Porter. “La sangre arterial caliente del cuerpo se enfría al pasar sobre los cornetes respiratorios, y luego esa sangre venosa enfriada regresa al cerebro.