Mała kość w żuchwie pomogła w usztywnieniu elastycznego stawu.
Przerażający Tyrannosaurus rex mogł generować ogromne siły gryzące, kruszące kości, dzięki sztywnej żuchwie. Ta sztywność wynikała z kawałka kości w kształcie bumerangu, który usztywniał coś, co w przeciwnym razie byłoby elastyczną kością szczęki, sugeruje nowa analiza.
W przeciwieństwie do ssaków, gady i ich bliscy krewni mają staw nazwany stawem żuchwowym w obrębie dolnej szczęki lub żuchwy. Nowe symulacje komputerowe pokazują, że z kością obejmującą IMJ, T. Rex mógł generować siłę ugryzienia większą niż 6 ton metrycznych, czyli mniej więcej wagę dużego samca słonia afrykańskiego, naukowcy poinformowali 27 kwietnia na wirtualnym dorocznym spotkaniu Amerykańskiego Stowarzyszenia Anatomii.
U współczesnych jaszczurek, węży i ptaków IMJ jest związany więzadłami, dzięki czemu jest stosunkowo elastyczny, mówi autor badania John Fortner, paleontolog kręgowców z University of Missouri w Kolumbii. Ta elastyczność pomaga zwierzętom lepiej chwytać walczącą zdobycz, a także pozwala żuchwie wygiąć się szerzej, aby pomieścić większe kęsy, zauważa. Ale na przykład u żółwi i krokodyli ewolucja sprawiła, że IMJ jest raczej ciasny i nieelastyczny, umożliwiając silne siły ugryzienia.
Do tej pory większość badaczy zakładała, że dinozaury miały dolną szczękę z elastycznym IMJ, ale jest to poważna wada, zauważa Fortner. Elastyczna szczęka nie umożliwiłaby do wytworzenia sił ugryzienia zdobnej kruszyć kości, ale dowody skamieniałości – w tym koprolity lub skamieniałe kupy wypełnione częściowo strawionymi odłamkami kości – silnie sugerują, że T. rex mógł rzeczywiście pożerać korzystając z takich sił.
„Istnieją wszelkie powody, by sądzić, że T. rex może naprawdę mocno ugryźć, trochę poza wykresami” – mówi Lawrence Witmer, paleontolog kręgowców z Uniwersytetu Ohio w Atenach, który nie był zaangażowany w badania.
Wykorzystując skan 3D skamieniałej czaszki T. rex, Fortner i jego koledzy stworzyli symulację komputerową żuchwy, którą można wykorzystać do analizy naprężeń i odkształceń, podobnie jak inżynierowie analizują mosty i części samolotów. Następnie stworzyli dwie wersje wirtualnej szczęki. W obu z nich przecięli na pół kość w kształcie bumerangu, zwaną przedstawową, która sąsiaduje, ale obejmuje IMJ. Następnie, w jednej symulacji, połączyli obie strony IMJ za pomocą wirtualnych więzadeł, które uelastyczniły kość szczęki. W drugiej wersji symulacji zespół wirtualnie ponownie połączył dwa elementy przedstawowe z kością, a nie więzadłami.
Symulacje zespołu wykazały, że kiedy odcięty staw przedszczękowy został wirtualnie połączony więzadłami, naprężenia nie mogły być skutecznie przenoszone z jednej strony IMJ na drugą, mówi Fortner. W takim scenariuszu żuchwa stawała się zbyt elastyczna, by generować duże siły zgryzowe. Kiedy jednak fragmenty kości przedszczękowej zostały połączone z kością – podobnie jak w przypadku, gdy kość pozostała nienaruszona – naprężenia mogły być płynnie i efektywnie przenoszone z jednej strony stawu na drugą.
Odkrycia zespołu „są potencjalnie interesujące”, mówi Witmer. „Kość przedszczękowa nie jest szczególnie dużą kością, ale może być zaangażowana w zgryz” – zauważa.
Żuchwa T. rex jest skomplikowanym układem różnych kości, ale „przedszczękowa wydaje się blokować system razem”, mówi Thomas Holtz, Jr., paleontolog kręgowców z University of Maryland w College Park, który nie był zaangażowany w nauka. Te symulacje pokazują, że „zapewnia to wymierne korzyści”.
W przyszłości Fortner i jego koledzy przeprowadzą podobne analizy dla żuchw innych dinozaurów z linii T. rex, aby zobaczyć, jak układy składowych kości, a zwłaszcza IMJ, mogły ewoluować w czasie.
Wyniki takich badań mogą być dość interesujące, mówi Holtz. Dinozaury w pobliżu podstawy drzewa genealogicznego T. rex miały kości szczęki, które miały inny kształt i nie miały kości, które mogłyby wzmocnić IMJ, zauważa. Te teropody, czyli dwunożne, mięsożerne dinozaury, również miały zęby przypominające ostrza, a nie zęby T. rex w kształcie banana, więc prawdopodobnie miały zupełnie inny styl żywienia. U tych przodków, zauważa Holtz, elastyczny IMJ mógł służyć jako „amortyzator” podczas gryzienia lub atakowania ofiary.
