En 3D-bild av en Tyrannosaurus rex-skalle som visar muskelaktivering. Forskare från University of Missouri skapade en av de första 3D-modellerna som visar hur ligament och leder i skallen på en Tyrannosaurus rex fungerar. Kredit:University of Missouri
En Tyrannosaurus rex kunde bita tillräckligt hårt för att krossa benen på sitt bytesdjur. Men hur den åstadkom denna bedrift utan att bryta sina egna skallben har förbryllat paleontologer. Det är därför som forskare vid University of Missouri hävdar att T. rexs skalle var stel, ungefär som skallen på hyenor och krokodiler, och inte flexibel som ormar och fåglar som paleontologer tidigare trodde.
"T. rex hade en skalle som är 6 fot lång, 5 fot bred och 4 fot hög, och biter med en kraft på cirka 6 ton, " sa Kaleb Sellers, en doktorand vid MU School of Medicine. "Tidigare forskare tittade på detta ur ett perspektiv av endast ben utan att ta hänsyn till alla kopplingar - ligament och brosk - som verkligen förmedlar interaktionerna mellan benen."
Genom att använda en kombination av bildbehandling, anatomi och ingenjörsanalys, teamet observerade hur taket i munnen på T. rex reagerade på påfrestningar och påfrestningar från tuggning genom att använda modeller av hur två nuvarande släktingar till T. rex – en gecko och en papegoja – tuggar på hur T. rex-skallen arbetade.
"Dinosaurier är som dagens fåglar, krokodiler och ödlor genom att de ärvde speciella leder i sina skallar från fiskar - kulleder, ungefär som människors höftleder – som verkar lämpa sig, men inte alltid, till rörelse som i ormar, sa Casey Holliday, en docent i anatomi vid MU School of Medicine. "När du lägger mycket kraft på saker, det finns en avvägning mellan rörelse och stabilitet. Fåglar och ödlor har mer rörelse men mindre stabilitet. När vi applicerade deras individuella rörelser på T. rex-skallen, vi såg att den inte gillade att vickas på ett sätt som ödlan och fågelskallarna gör, vilket tyder på mer stelhet."
En illustration av huvuddragen i en stel T. rex-skalle. Kredit:University of Missouri
En konstnärs återgivning av Tyrannosaurus rex med 3D-bilder som visar muskelaktivering i huvudet. Kredit:Brian Engh.
Förutom att hjälpa paleontologer med en detaljerad studie av fossiliserade djurs anatomi, forskare tror att deras fynd kan bidra till att främja human- och djurmedicin genom att tillhandahålla bättre modeller för hur leder och ligament samverkar.
"I människor, detta kan också tillämpas på hur människors käkar fungerar, som att studera hur käkleden belastas av påfrestningar och påfrestningar under tuggning, " sa Ian Cost, huvudforskaren i studien. Cost är biträdande professor vid Albright College och tidigare doktorand vid MU School of Medicine. "Hos djur, förstå hur dessa rörelser uppstår och lederna belastas kommer, till exempel, hjälpa veterinärer att bättre förstå hur man behandlar exotiska djur som papegojor, som lider av artrit i deras ansikten."