Esses gigantescos quadrúpedes, no entanto, pertencem aos sauropodomorfos, cujos primeiros representantes eram pequenos bípedes não maiores que um peru. Essa evolução em direção a um gigantismo extremo pressupõe, portanto, uma resposta de sua morfologia a pressões físicas consideráveis.
Comparação de tamanhos entre um saurópode gigante (Brachiosaurus) e um dos primeiros sauropodomorfos (Panphagia), ilustrando a evolução para o gigantismo.
Silhuetas de dinossauros segundo Scott Hartman (CC-BY-NC-SA 3.0), silhuetas humanas segundo Yan Wong (Public Domain 1.0).
Desde os trabalhos de Galileu, está estabelecido que os ossos deveriam crescer desproporcionalmente à massa corporal. Quando um objeto tem seu tamanho multiplicado por dois, por exemplo, seu volume é multiplicado por oito. Aplicado aos animais terrestres, essa relação implica que os ossos deveriam se espessar muito mais rapidamente que o resto do corpo para suportar esse ganho de massa.
A especialização dos membros para o gigantismo também pode corresponder a modificações estruturais mais complexas para gerenciar melhor as pressões relacionadas ao aumento de massa. Por exemplo, nos saurópodes e/ou nos elefantes, os ossos são particularmente retos, ao contrário dos de animais mais leves, cujos ossos são mais curvados.
Graças a ferramentas de digitalização e modelagem 3D de ossos, uma equipe de pesquisadores do Institut de systématique, évolution, biodiversité (ISYEB - CNRS/MNHN/Sorbonne Université/EPHE) e do laboratoire Mécanismes adaptatifs et évolution (MECADEV - CNRS/MNHN) revela que o surgimento das especializações morfológicas varia de acordo com o tipo de osso considerado. Assim, essas especializações aparecem de forma muito brusca nos ossos do antebraço, enquanto se estabelecem mais progressivamente nos ossos dos membros posteriores.
Como os primeiros sauropodomorfos eram originalmente pequenos bípedes, essa diferença reflete muito certamente a transição para uma locomoção quadrúpede, impondo uma nova pressão de suporte do corpo aos membros anteriores, enquanto os membros posteriores já cumpriam essa função.
Esquema comparativo mostrando a regionalização das especializações ósseas nos saurópodes (à esquerda) e nos rinocerontes (à direita). Nos saurópodes, a metade inferior do úmero e os ossos do antebraço evoluem de maneira coordenada, sugerindo uma adaptação centrada na articulação do cotovelo.
Silhueta e esqueleto de saurópode modificado segundo © Scott Hartman.
Esqueleto de rinoceronte segundo Mallet et al. 2022.
Silhueta de rinoceronte segundo Steven Traver (Public domain 1.0)
Neste estudo, os cientistas se interessaram particularmente pelo úmero, o osso que liga o ombro ao cotovelo. Eles descobriram assim que as especializações dos saurópodes não aparecem de maneira uniforme dentro do próprio osso. Enquanto a morfologia de sua metade inferior evolui bruscamente, a da metade superior muda de maneira mais progressiva.
As variações de forma observadas na parte inferior do úmero seguem um padrão similar ao observado para os ossos do antebraço (o rádio e a ulna), esses elementos constituindo juntos a articulação do cotovelo. Esse resultado concorda com alguns estudos realizados em mamíferos, notadamente os rinocerontes, onde uma regionalização em torno das articulações também foi identificada. Isso poderia permitir, no futuro, encontrar talvez uma tendência generalizada nos diferentes grupos de animais terrestres.
Esse resultado indica que a evolução dos membros não se organiza necessariamente osso por osso, como se supunha tradicionalmente, mas segundo módulos funcionais centrados nas articulações. A articulação do cotovelo aparece assim como uma unidade coerente de transformação evolutiva, envolvendo vários ossos, ou partes de ossos, submetidos às mesmas pressões mecânicas.
Uma regionalização comparável em torno do cotovelo também foi observada em vários grupos de mamíferos, como os rinocerontes ou os mustelídeos (doninhas). A presença de padrões similares em grupos tão distantes sugere que não se trata de casos isolados.
Esses resultados permitirão identificar, no futuro, tendências generalizadas de evolução dos membros nos diferentes grupos de animais terrestres.