Brachiosaurus

Datos básicos de Brachiosaurus

Características de Brachiosaurus - El torso inclinado y la mecánica del "ramoneo en altura"

La característica más destacada de Brachiosaurus es que sus extremidades anteriores (longitud estimada del húmero reconstruido 216 cm) eran más largas que sus extremidades posteriores (longitud del fémur 203 cm), y poseía una caja torácica profunda y gigante. A diferencia de los saurópodos generales como Diplodocus, que tenían extremidades anteriores cortas, hombros bajos y caderas altas, Brachiosaurus tenía una proporción única con hombros significativamente más altos que sus caderas, lo que hacía que su espalda se inclinara hacia abajo de adelante hacia atrás.

Este "torso inclinado" jugó un papel único en la postura de su cuello y su estilo de alimentación. Mientras que los huesos del cuello (vértebras cervicales) de otros saurópodos se extienden casi horizontalmente desde el torso, la columna vertebral de Brachiosaurus en sí misma está inclinada, por lo que incluso si los huesos del cuello se extendieran en línea recta en un ángulo natural desde el torso, todo el cuello estaba estructurado para elevarse naturalmente hacia arriba en un ángulo pronunciado sin esfuerzo.

En el pasado, muchas reconstrucciones lo representaban sosteniendo su cuello casi verticalmente contra el suelo como una jirafa, pero según las estructuras articulares y la inclinación del torso, ahora se cree que mantenía su cabeza a una altura de aproximadamente 9 a 11 metros levantando su cuello diagonalmente hacia arriba de forma natural.

Aprovechando esta altura, Brachiosaurus vivía como un "ramoneador alto", especializándose en cosechar ramas y hojas de coníferas, ginkgos, cícadas y helechos con semillas que prosperaban en el dosel a más de 9 metros (unos 30 pies) sobre el suelo. Al hacerlo, participó en una clara partición de nicho ecológico, evitando competir por el alimento con Diplodocus y Apatosaurus, que se alimentaban de plantas más bajas como helechos y colas de caballo. Además, debido a que sus largas extremidades anteriores y su tórax gigante desplazaban su centro de gravedad hacia adelante, no era adecuado para erguirse sobre sus patas traseras como los diplodócidos.

El secreto de la temperatura corporal de 38 grados y el "gigantesco tanque de fermentación"

Uno de los misterios más antiguos en paleontología era si el Brachiosaurus de 30-50 toneladas era de sangre caliente (endotermo) o de sangre fría (ectotermo). En 1983, el investigador Janis Weaver calculó los presupuestos de energía y argumentó a favor de la teoría de los ectotermos, afirmando: "Si Brachiosaurus fuera un animal de sangre caliente como un mamífero, tendría que comer cientos de kilogramos de plantas todos los días para mantener su gigantesco cuerpo, pero si comiera al mismo ritmo que una jirafa moderna, su pequeña cabeza y boca solo podrían ingerir unos 75 kg, incluso si siguiera comiendo durante 20 horas al día, y moriría por deficiencia de energía".

Sin embargo, en 2011, un equipo de investigación dirigido por Robert Eagle del Instituto de Tecnología de California examinó el esmalte dental de los braquiosáuridos utilizando un método analítico innovador llamado "termómetro de isótopos agrupados". Los resultados demostraron que su temperatura corporal en vida era de aproximadamente 38,2 grados centígrados (más o menos 1,0 grados), 5-12 grados más alta que los cocodrilos modernos, lo que demuestra que mantenían una temperatura corporal alta y estable equivalente a la de los mamíferos. Ahora se cree que poseían gigantotermia.

Entonces, ¿cómo suministró Brachiosaurus la energía para mantener una temperatura corporal de aproximadamente 38 grados y un cuerpo gigante con su pequeña cabeza? Investigaciones recientes en fisiología digestiva y modelos metabólicos han revelado que los siguientes cuatro mecanismos estaban integrados.

1. "Tragar entero" sin masticar para maximizar la velocidad de ingesta:
La razón más importante por la que el modelo de cálculo anterior falló fue aplicar la velocidad de alimentación de una jirafa, que mastica cuidadosamente (rumia) las plantas en su boca. Brachiosaurus no masticaba las plantas en su boca en absoluto, sino que raspaba ramas y hojas con sus dientes en forma de cuchara y se las tragaba enteras. Al reducir el tiempo de masticación a cero, incluso con una cabeza pequeña, podía ingerir fácilmente las plantas frescas necesarias (unos 330-370 kg, o unos 100-127 kg en peso seco) por día. Además, los experimentos que reproducen el entorno de alto dióxido de carbono de la era Mesozoica han demostrado que las plantas de la época tenían un valor nutricional (eficiencia energética a través de la fermentación) inesperadamente alto.

2. Un "gigantesco tanque de fermentación" que digiere durante 8-16 días:
Para descomponer las duras fibras vegetales tragadas enteras sin masticar, un intestino grueso (tracto digestivo) gigante estaba alojado dentro del largo y profundo torso (altithorax) de Brachiosaurus. Para un individuo de 38 toneladas, el contenido seco en el intestino solo alcanzó unos 610 kg (aproximadamente 1,5 a 3 toneladas incluyendo agua y tejido intestinal), y las plantas tragadas se retenían en el intestino durante un tiempo muy largo de 8 a 16 días, extrayendo energía a través de la fermentación por microorganismos.

3. Gigantotermia y tasa metabólica intermedia:
A medida que un cuerpo se vuelve gigantesco, la relación entre el área de la superficie de la piel (área por donde escapa el calor) y el peso corporal (volumen que produce calor) se vuelve extremadamente pequeña, por lo que una vez que la temperatura corporal se calienta, es difícil que se enfríe (gigantotermia). Se cree que Brachiosaurus creció rápidamente con una alta tasa metabólica durante su período de crecimiento de juvenil a subadulto, y después de convertirse en un gigante, cambió a una tasa metabólica intermedia entre mamíferos y reptiles, manteniendo una temperatura corporal de aproximadamente 38 grados y evitando comer en exceso y el sobrecalentamiento.

4. Un sistema de "sacos aéreos" que se extiende dentro de los huesos:
Además, en 2023, cuando Michael Taylor y Mathew Wedel volvieron a examinar de cerca cinco costillas del espécimen holotipo, descubrieron grandes agujeros en forma de lágrima (forámenes neumáticos de 12 cm de largo) y cavidades en dos de las costillas, creadas por "sacos aéreos" similares a los de las aves que penetran dentro del hueso. Al extender los sacos aéreos no solo en la columna vertebral sino también dentro de las costillas, redujeron el peso de su enorme torso y disiparon eficientemente el calor atrapado dentro del cuerpo a través de la respiración.

Posición de las fosas nasales y hábitat - De la "teoría de la vida acuática" al "sistema de enfriamiento del cerebro"

El cráneo de los braquiosáuridos presenta un gran hueso nasal arqueado que se eleva desde arriba de las cuencas de los ojos (órbitas) hasta la parte superior de la cabeza, y una fosa nasal externa ósea gigante que se abre allí. Desde principios hasta mediados del siglo XX, los paleontólogos hicieron restauraciones como si la piel estuviera pegada directamente sobre este orificio en el cráneo, interpretando que "las fosas nasales carnosas de Brachiosaurus se abrían en la parte superior de la cresta, como el espiráculo de una ballena".
Esta interpretación fue la base principal para la teoría de la vida semiacuática/acuática de la época, que argumentaba que "no podían soportar sus cuerpos de decenas de toneladas en tierra, por lo que se sumergían en pantanos profundos o agua para utilizar la flotabilidad, respirando como un snorkel con solo las fosas nasales en la parte superior de sus cabezas por encima de la superficie".

Sin embargo, estudios geológicos posteriores de la Formación Morrison, donde se encuentran los fósiles, revelaron que el hábitat en ese momento no era pantanos profundos, sino una llanura aluvial semiárida a estacional con estaciones secas y húmedas alternas. Además, se demostró que si un gigante como Brachiosaurus se sumergiera en aguas profundas, la inmensa presión del agua aplastaría sus pulmones, haciendo físicamente imposible la respiración, negando así por completo la teoría de la vida acuática.

Además, en 2001, Lawrence Witmer de la Universidad de Ohio llevó a cabo un estudio comparativo exhaustivo del cráneo y las estructuras nasales de reptiles, aves y mamíferos modernos, y publicó una nueva teoría definitiva sobre la posición de las fosas nasales de los dinosaurios en la revista 'Science'. El análisis de los surcos de vasos sanguíneos y nervios que quedaron en la mandíbula superior, así como las depresiones distintivas (fosa maxilar), reveló que un pasaje nasal largo (vestíbulo nasal) hecho de cartílago y tejido conectivo se extendía desde el gran orificio óseo en la parte superior de la cabeza hacia el hocico, y las fosas nasales carnosas reales se abrían cerca de la parte delantera del hocico.

Entonces, ¿por qué el agujero en el hueso en la parte superior de la cabeza se volvió tan gigantesco y se elevó posteriormente? Según la investigación de Witmer, el vasto espacio de la cavidad nasal de tejido blando que se formó en la parte superior del cráneo no funcionaba principalmente para respirar bajo el agua, sino como un órgano para el "aire acondicionado y enfriamiento del cerebro (disipación de calor)". En la pequeña cabeza al final del largo cuello, la evaporación de la humedad (quitando el calor de vaporización) con cada respiración dentro de la cavidad nasal, que tiene una gran área mucosa, enfriaba la sangre que fluía hacia el cerebro, protegiendo al cerebro y al sistema nervioso del sobrecalentamiento.

Historia del descubrimiento y separación de Giraffatitan

El descubrimiento de Brachiosaurus comenzó el 4 de julio de 1900, cuando el paleontólogo Elmer Riggs y su asistente Harold Menke del Field Columbian Museum (ahora Field Museum of Natural History) en Chicago excavaron un húmero gigante en la Formación Morrison (Cantera 13) cerca de Fruita, Colorado. Inicialmente, el hueso era tan masivo que Riggs lo confundió con "un fémur (hueso de la pata trasera) deforme y mal conservado de Brontosaurus (Apatosaurus)". Sin embargo, poco después, se excavó un fémur genuino de casi el mismo tamaño y en perfectas condiciones justo al lado, lo que le hizo darse cuenta de que el primer hueso encontrado era indudablemente un húmero (hueso de la extremidad anterior).

Los fósiles excavados, que pesaban un total de 5,7 toneladas (38 cajas de madera), fueron transportados a Chicago, y Riggs lo nombró Brachiosaurus altithorax en 1903 como "el dinosaurio más grande conocido". Este espécimen holotipo (FMNH P 25107) carecía de cráneo y huesos del cuello, pero investigaciones posteriores revelaron la existencia de un cráneo parcial (número de espécimen: USNM 5730) que en realidad fue descubierto en Garden Park, Colorado en 1883, antes de la excavación de Riggs, y que había sido identificado erróneamente como Apatosaurus y almacenado en el Museo Smithsonian durante muchos años. Este cráneo fue descrito como perteneciente al género Brachiosaurus en 1998, y un examen posterior en 2019 por Michael D'Emic y Matthew Carrano utilizando las últimas tomografías computarizadas de rayos X confirmó que era un cráneo de Brachiosaurus norteamericano de aproximadamente 70 cm de largo.

Además de estos, otros especímenes conocidos de la Formación Morrison en América del Norte incluyen el fósil de pie de saurópodo más grande jamás encontrado (apodado "Bigfoot"), descubierto en Wyoming en 1998, y un espécimen que alguna vez se consideró la base de otro dinosaurio súper gigante "Ultrasauros", que tras un escrutinio más detenido resultó ser el hueso del hombro (escapulocoracoides) de un Brachiosaurus un poco más pequeño que el holotipo.

[Tema Importante] Separación del "Giraffatitan" africano y su verdadera apariencia

En 1914, el paleontólogo alemán Werner Janensch describió múltiples esqueletos completos bien conservados excavados en Tanzania, África Oriental (Formación Tendaguru) como "Brachiosaurus brancai" y los ensambló como el esqueleto completo más grande del mundo en el Museo de Historia Natural de Berlín. Debido a que los fósiles norteamericanos carecían de muchas piezas, durante aproximadamente 100 años, la imagen de "Brachiosaurus" en las enciclopedias y museos, incluida la película "Jurassic Park", se basó efectivamente en este esqueleto africano.

Sin embargo, Gregory Paul señaló las diferencias en las formas de sus cuerpos en 1988, y posteriormente, en 2009, Michael Taylor comparó minuciosamente el holotipo norteamericano y el esqueleto africano, demostrando al menos 26 diferencias anatómicas distintas que abarcan la columna vertebral, la pelvis y los huesos de las extremidades. Como resultado, la especie africana se separó por completo en un género independiente, "Giraffatitan (Giraffatitan brancai)", y en la actualidad, el género Brachiosaurus se refiere únicamente a la única especie norteamericana B. altithorax.

La comparación entre el verdadero Brachiosaurus de América del Norte y el Giraffatitan africano revela una gran diferencia en sus siluetas y masividad. Además, se sabe que el espécimen holotipo norteamericano de Brachiosaurus, a pesar de ser ya más grande que el espécimen representativo de Giraffatitan, es un "subadulto (individuo joven en crecimiento)" cuya escápula y coracoides aún no se han fusionado, dejando una línea de sutura. En otras palabras, un adulto Brachiosaurus completamente maduro tenía grandes probabilidades de haber alcanzado un tamaño gigante que incluso superara las estimaciones actuales (aprox. 28,3-46,9 toneladas).

Exhibiciones en museos - "Ernestine" de Chicago y exhibiciones en Japón

En el Field Museum of Natural History en Chicago, que alberga el espécimen holotipo, no se ensambló un esqueleto completo durante aproximadamente 90 años después de su descubrimiento porque los huesos eran parciales. Sin embargo, en 1993, un esqueleto gigante reconstruido por completo llamado "Ernestine", que medía aproximadamente 22-23 metros de largo y 13,7 metros de alto, y que combinaba moldes de fósiles reales y esculturas reconstruidas, se erigió por primera vez en la sala principal.

Más tarde, en el año 2000, para dar cabida a la exposición permanente de "SUE", el esqueleto real de Tyrannosaurus más completo del mundo, en la sala principal, la Ernestine interior se trasladó a la Terminal 1 (Vestíbulo B de United Airlines) en el Aeropuerto Internacional O'Hare de Chicago, donde continúa dando la bienvenida a los viajeros de todo el mundo como un símbolo del aeropuerto. Mientras tanto, una segunda réplica resistente a la intemperie instalada en la terraza exterior del museo en 1999 fue amada por los ciudadanos durante muchos años como una exhibición famosa que podía vestirse con uniformes de gran tamaño de equipos deportivos profesionales locales, pero desafortunadamente fue desmantelada y retirada en junio de 2022 debido al deterioro por el severo viento y la nieve de Chicago durante 23 años.

En Japón, el Museo de Dinosaurios de la Prefectura de Fukui en Katsuyama, Prefectura de Fukui, es la única instalación que exhibe permanentemente un esqueleto completo reconstruido (réplica: 22 metros de largo, 11 metros de alto, cuello de 8,8 metros de largo) del Brachiosaurus norteamericano (Brachiosaurus altithorax). Expuesto desde febrero de 2009, este esqueleto se basa en fósiles de Colorado, EE. UU., y encarna fielmente las proporciones del "verdadero Brachiosaurus", presentando hombros altos elevados por húmeros largos y un torso largo y masivo.