Команда палеонтологів, інженерів-механіків і біомедичних інженерів порівняла комп'ютерну томографію скам'янілих кісток гадрозаврів та інших динозаврів з кістками вимерлих і живих ссавців і виявила, що архітектура трабекулярної кістки динозаврів унікальна і здатна витримувати великі ваги (до 47000 кг) і відрізняється від ссавців.
Найбільші земні динозаври були величезними істотами, маса тіла яких створювала величезні вагові навантаження на їх скелет.
Попередні дослідження вивчали міцність і біомеханіку кісток динозаврів, але взаємозв'язок між їх трабекулярною кістковою архітектурою і механічною поведінкою досі не вивчався.
«Структура трабекули, або губчастої кістки, яка утворюється всередині кісток, які ми вивчали, унікальна у динозаврів», - сказав співавтор дослідження палеонтолог Тоні Фіорілло.
.Трабекулярна кісткова тканина оточує крихітні простори або отвори у внутрішній частині кістки.
На відміну від ссавців і птахів, трабекулярна кістка не збільшується в товщину в міру збільшення розмірів тіла динозаврів. Замість цього збільшується щільність залягання губчастої кістки.
Без цієї адаптації до зниження ваги скелет, необхідний для підтримки гадрозаврів, був би настільки важким, що динозаврам було б дуже важко рухатися.
Вчені використовували інженерну теорію надійності та аллометрію для аналізу комп'ютерної томографії дистального відділу стегна і проксимального відділу великомірцевої кістки декількох видів динозаврів: троодонтида, ценагнатида, орнітоміміда, теризинозавра і двох гадрозаврів (Edmontosaurus annectens і Edmontosaurus).
«Наша команда першою використовувала ці інструменти для кращого розуміння структури кісток вимерлих видів і першою оцінила взаємозв'язок між архітектурою кісток і рухом у динозаврів», - кажуть дослідники.
Потім вчені порівняли свої результати з результатами сканування вимерлих і живих ссавців, таких як яванський мишачий олень, домашня вівця, сибірський тигр, білий носоріг, азіатський слон і мамонт.
Було виявлено, що об'ємна частка трабекулярної кістки динозаврів позитивно корелює з масою тіла, аналогічною тому, що спостерігається у сучасних видів ссавців, в той час як відстань між трабекулярами, кількість і щільність з'єднання у динозаврів негативно корелюють з масою тіла, демонструючи протилежну поведінку порівняно з сучасними ссавцями.
«Розуміння механіки трабекулярної архітектури динозаврів може допомогти нам краще зрозуміти архітектуру інших легких і щільних структур», - сказав провідний автор дослідження доктор Тревор Агірре, науковий співробітник відділу машинобудування в Університеті штату Колорадо.
Результати дослідження були опубліковані в журналі PLoS ONE.