¿Sueñan los paleontólogos con velociraptores eléctricos?

Hoy tenemos 2x1 en nuestros queridos, emplumados y adorables asesinos letales con 2 extremidades anteriores armadas de puñales y dos falanges hipertrofiadas de las extremidades posteriores listas para eviscerarnos (!!!), los eudromaeosaurios, donde están clasificados géneros que han trascendido como Deinonychus, Velociraptor, Bambiraptor o Saurornitholestes entre otros, y que han sido objeto de un estudio reciente acerca del control de la cola en el salto de lagartos, dinosaurios y robots.

El artículo recién publicado en Nature por el equipo de Libby y colaboradores (2012) versa en la observación del uso que da a la cola la agama de cabeza roja (Agama agama) y su aplicación tanto en el campo de la robótica como en la comprensión del salto en otros reptiles, y por supuesto de los dinosaurios. Las bases de este estudio radican en un hito de la paleontología del siglo pasado, cuando John H. Ostrom describió Deinonychus como un cazador activo (Ostrom, 1969) al observar su osteología peculiar y la asociación de restos de un posible grupo atacando a un Tenontosaurus. La morfología de la cola llevó a la conclusión del uso de la misma como un mástil con el que balancear el cuerpo y así tener una agilidad extrema. No es casual el nombre de la especie Deinonychus antirrhopus ("Garra terrible" y "equilibrio balanceado" respectivamente).

Entre las muchas páginas de innovaciones que supusieron los trabajos de Ostrom, y que no podríamos citar en una única entrada con todo el detalle que merecen, esta conclusión representaba no solo un descubrimiento importante para el campo de la paleontología de dinosaurios, si no que trascendía al ámbito de la biomecánica en general, fisioterapia, robótica, etc. (Libby et al., 2012). Y es en este punto en que llegamos al trabajo concreto de Libby et al., con una observación precisa y minuciosa del salto en Agama, determinan el modelo neutro de la cola a la hora de realizar un salto, reproducido como el salto del animal desde una superficie con fricción hacia la posición objetivo, para posteriormente observar el comportamiento cuando se introduce una perturbación en el ángulo de la fase de despegue del salto. Dicha perturbación no es otra que un material con menor fricción desde el que impulsarse.

En la página de Nature se pueden encontrar los diversos videos grabados para cada reproducción. Los investigadores encuentran que los lagartos emplean la cola para reducir la rotación en sentido de las agujas del reloj en presencia de la perturbación. Por conservación del momento angular, si se ejerce una fuerza en sentido horario con la cola, habrá una respuesta en sentido antihorario del resto del cuerpo, recalibrando la trayectoria tras la perturbación inducida. Para probar el modelo, desarrollan un simpático robot con cola automatizada, que hacen despegar con el mismo ángulo, trayectoria y procurando la mayor cantidad posible de características físicas respecto a Agama. A partir del contraste, este curioso experimento de observación y replicación, les permite realizar un modelo en que poder calcular la cantidad de rotación requerida para recalibrar la trayectoria a robots y organismos con colas más largas.

Por otra parte, Alexander McNeil apunta a que es necesario explorar cómo se comportaría la cola para sortear un medio irregular, proponiendo una exploración añadiendo una tercera dimensión sobre la que ejercer control (Alexander, 2012) ya que es un campo que el equipo de Libby y colaboradores ya ha tratado pero en el que aún queda expandirse con más modelos cuantitativos. Parece no obstante, que Ostrom era todo un visionario en su prolífica y revolucionaria carrera, y que acertó de pleno. Ojo, tanto el equipo de Libby, como apunta Alexander, como nosotros, comprendemos que es aplicable a dinosaurios de pequeño tamaño, la relación de peso es equivalente al cubo de las longitudes del cuerpo mientras que la fuerza capaz de ejercer con los huesos y músculos de extremidades es equivalente solo al cuadrado de la longitud de los mismos. Como apuntábamos recientemente en un artículo de este blog, Yutyrannus será también igual de saltador que un ladrillo o el vuelo desde un piano arrojado desde una azotea.

Lo curioso es que no es la primera vez que se utiliza la robótica para tratar de aproximar la anatomía funcional de dromaeosaurios. La garra de Deinonychus parece ser que era empleada más que como una hoz, para perforar, como se concluye con un modelo hidráulico (imagen) empleado contra una pobre carcasa de cerdo (Manning et al., 2006) conclusión de una serie de artículos meticulosos acerca de las garras de este cazador, y con la espectacularidad de Myth Busters (bueno, salvo por la falta de explosivos en el proceso).

Por último, parece ser que Jurassic Park, auspiciado por las investigaciones de Ostrom y el asesoramiento de paleontólogos a Spielberg (Stoddart, 2012), acertó de pleno en el modo de uso de la cola de los terópodos derivados pequeños. En  la estrella de la película, el Velociraptor (que realmente sería Deinonychus) se abalanza sobre el esqueleto de Alamosaurus de la manera correcta. Con todo este peregrinaje por diversos artículos, observamos un clásico del cine... gran agilidad, control exacto del salto, 22 garras y un par de terribles puñales en las extremidades posteriores. Nos encontramos como Rick Deckard, una decepción que los velociraptores (o familiares) de Jurassic Park no estén realmente vivos. Pero por otro lado, es un alivio, conocer, que al final era artificial.

Para ECG
ApuntoPpunto
--
Imágenes:

• 1.-Agama agama o la agama de cabeza roja. Nananana-nana-Batm..NO, SPIDERMAN, YOU FOOL! 
• 2.-Modelo de rotación de la cola en función de una perturbación en el ángulo de la fase de despegue. Imagen modificada de Libby et al. (2012). 
• 3.-a) Garra de Deinonychus. b) Robot hidráulico de la garra. c) Impacto contra la carcasa de cerdo. d) La garra no tendría capacidad suficiente para rasgar, si no para perforar. Modificado de Manning et al. (2006)

Referencias citadas:

• Alexander, R. M. 2012. Biomechanics: Leaping lizards and dinosaurs. Nature 481:148–9.
•  Libby, T., T. Y. Moore, E. Chang-Siu, D. Li, D. J. Cohen, A. Jusufi, and R. J. Full. 2012. Tail-assisted pitch control in lizards, robots and dinosaurs. Nature 481:181–184. 
• Manning, P. L., D. Payne, J. Pennicott, P. M. Barrett, and R. A. Ennos. 2006. Dinosaur killer claws or climbing crampons? Biology Letters 2:110–112. 
• Ostrom, J. H. 1969. Osteology of Deinonychus antirrhopus, an unusual theropod from the Lower Cretaceous of Montana. Peabody Museum of Natural History Bulletin 1–165. 
• Stoddart, C. 2012. Leaping lizards! Jurassic Park got it right. Nature. -Link: http://www.nature.com/news/leaping-lizards-jurassic-park-got-it-right-1.9736