Beberapa dinosaurus berleher panjang mungkin jauh lebih mampu berdiri dibandingkan dengan tubuh mereka yang sangat besar.
Sekitar 66 juta tahun yang lalu, dua sauropoda Amerika Selatan mampu berdiri dengan kaki belakangnya dan bertahan di sana dalam jangka waktu yang relatif lama, terutama saat masih muda. Kemampuan ini mungkin membantu mereka mencapai dedaunan pohon yang tinggi, tampak lebih mengintimidasi predator, menarik pasangan, atau bereproduksi.
Dinosaurus, Uberabatitan dari Brasil dan Neuquensaur dari Argentina, berukuran sedang dibandingkan dengan sauropoda terbesar. Meski begitu, mereka kira-kira sebanding dengan gajah modern. Dewasa Uberabatitan mungkin mencapai panjang 26 meter, menjadikannya dinosaurus terbesar yang diketahui dari Brasil.
Penelitian baru menunjukkan bahwa kemampuan mereka untuk berdiri menurun seiring pertumbuhan mereka. Hewan yang lebih muda lebih mampu menopang diri mereka sendiri dengan dua kaki, sedangkan hewan dewasa kemungkinan besar mengalami ketegangan yang jauh lebih besar karena bertambahnya berat badan mereka.
Hasil tersebut berasal dari penelitian yang didukung oleh FAPESP dan dipublikasikan di jurnal Paleontologi. Tim peneliti internasional termasuk ilmuwan dari Brazil, Jerman dan Argentina.
Menguji tulang dinosaurus dengan alat teknik
Untuk mempelajari bagaimana sauropoda menangani gaya yang terlibat saat berdiri, para peneliti beralih ke metode komputasi yang biasa digunakan dalam bidang teknik.
Tujuan mereka adalah memperkirakan jumlah tekanan dan berat badan yang ditempatkan pada tulang paha, atau tulang paha, ketika setiap dinosaurus memindahkan bebannya ke kaki belakangnya.
“Sauropoda kecil seperti ini memiliki struktur tulang dan otot yang memungkinkan mereka berdiri dengan lebih mudah dan lebih lama dengan kedua kaki belakangnya. Sauropoda yang lebih besar mungkin juga mampu berdiri, tetapi dalam waktu yang lebih singkat dan kurang nyaman, karena posisinya menyebabkan banyak tekanan pada tulang paha”, rangkum Julian Silva Júnior, peneliti pascadoktoral di Fakultas Teknik Universitas Negeri São Paulo (FEIS-UNESP) di Ilha Solteira, Brasil.
Silva Júnior adalah penulis pertama studi ini. Penelitiannya ia lakukan saat magang di Universitas Tübingen Jerman berkat beasiswa FAPESP.
Tim tersebut menciptakan rekonstruksi digital femora tujuh spesies sauropoda. Dinosaurus yang dipilih mewakili cabang evolusi, ukuran tubuh, dan ciri anatomi yang berbeda. Model mereka dibuat dari fosil yang disimpan di museum sejarah alam di seluruh dunia.
Simulasikan kekuatan berdiri
Para ilmuwan menggunakan analisis elemen hingga (FEA), sebuah metode yang membagi struktur menjadi beberapa bagian kecil dan menghitung bagaimana setiap bagian merespons tekanan, berat, panas, atau gaya lainnya. Para insinyur sering kali menggunakan pendekatan yang sama untuk menguji apakah jembatan, gedung, dan mesin dapat menahan tekanan.
“Dengan menggunakan teknik ini, kami melakukan dua simulasi. Yang satu berhubungan dengan skenario ekstrinsik, menyimulasikan gaya yang datang dari luar ke dalam. Dalam kasus ini, gravitasi dan berat hewan pada tulang paha ketika dinosaurus berdiri dengan kaki belakangnya. Yang lain, kami menganalisis skenario intrinsik, yaitu gaya yang diberikan otot pada tulang paha,” jelas Silva Júnior.
Dengan menggabungkan kedua simulasi tersebut, para peneliti memperkirakan total stres yang dialami tulang paha masing-masing spesies.
Tingkat stres terendah terjadi pada dua sauropoda Amerika Selatan. Salah satunya masih di bawah umur Ribeiroi dari Uberabatitan (dinamai berdasarkan kotamadya Uberaba di Brasil, tempat ditemukannya, dan, kebetulan, kampung halaman Silva Júnior). Yang lainnya adalah Neuquensaurus australis (ditemukan di dekat Sungai Neuquén di Argentina).
Keduanya hidup pada akhir zaman Kapur, sekitar 66 juta tahun lalu.
Tulang yang lebih kuat memberikan keuntungan bagi sauropoda kecil
Para peneliti menemukan bahwa kedua spesies tersebut memiliki tulang paha yang sangat kuat. Tulang mereka yang lebih tebal dan kokoh mampu mendistribusikan kekuatan yang diciptakan saat hewan berdiri dengan lebih baik.
“Mereka memiliki tulang paha yang lebih kuat dan mampu menghilangkan stres dengan lebih baik. Hewan yang lebih besar memiliki otot yang sangat besar dan bahkan tulang paha yang besar, tetapi tidak cukup untuk menopang berat badan mereka. Ini tidak berarti bahwa mereka tidak dapat berdiri, tetapi mereka mungkin memilih saat terbaik untuk melakukannya, karena posisi tersebut pasti tidak nyaman”, jelas ahli paleontologi tersebut.
Sauropoda yang lebih besar mungkin masih bisa berdiri dengan kaki belakangnya. Namun, simulasi menunjukkan bahwa mereka tidak akan mampu menahan pose tersebut dengan nyaman atau selama itu.
Dewasa Uberabatitan individu-individu tersebut mungkin menghadapi masalah yang sama. Meskipun hewan muda yang diperiksa dalam penelitian ini mampu beradaptasi dengan baik untuk berdiri, hewan dewasa akan membawa beban lebih banyak. Massa ekstra ini kemungkinan besar membuat mereka mengalami tingkat stres yang serupa dengan yang dialami sauropoda raksasa lainnya.
Mengapa sauropoda berdiri dengan dua kaki
Berdiri dapat memberikan beberapa manfaat penting.
Sauropoda adalah pemakan tumbuhan, jadi berdiri dengan kaki belakangnya mungkin memungkinkan mereka mencapai tumbuh-tumbuhan di pepohonan yang tinggi yang tidak dapat diakses oleh hewan kecil. Postur tubuh juga bisa berperan dalam reproduksi dengan memungkinkan pejantan menaiki betina atau melakukan pertunjukan visual untuk menarik calon pasangan.
Pose ini mungkin juga berfungsi sebagai strategi pertahanan. Dengan mengangkat bagian depan tubuhnya ke udara, sauropoda akan tampak lebih besar dan lebih mengancam predator yang mendekat.
Jika ditopang oleh dua kaki belakang dan ekor, hewan tersebut akan mengambil posisi tripod, artinya tiga titik kontak membantu menstabilkan tubuhnya.
Keterbatasan penting dari penelitian ini
Para peneliti mencatat bahwa model mereka tidak mencakup semua struktur yang mungkin mempengaruhi posisi dinosaurus.
Misalnya, simulasi tidak memperhitungkan tulang rawan, jaringan fleksibel yang menjadi bantalan sendi dan dapat membantu menyerap dan mendistribusikan stres. Mereka juga tidak memodelkan dukungan yang diberikan oleh ekornya saat dinosaurus berada dalam posisi tripod.
Karena tulang rawan tidak dianalisis pada ketujuh spesimen tersebut, para peneliti berasumsi bahwa tulang rawan memainkan peran yang sama pada semua spesies. Artinya, metode ini lebih berguna untuk membandingkan dinosaurus satu sama lain daripada menghasilkan pengukuran yang tepat untuk setiap hewan.
“Alat yang kami gunakan sangat efektif untuk melakukan perbandingan, meskipun jawabannya tidak pasti untuk semua orang. Dengan membandingkan perwakilan dari garis keturunan yang berbeda, kami dapat memperoleh gambaran yang cukup tepat tentang perilaku hewan-hewan ini jutaan tahun yang lalu,” jelas peneliti.
