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Distribución de tensiones durante la mordida en la mandíbula de Carnotaurussastrei Bonaparte, 1985 (Theropoda: Abelisauridae)

2004; Asociación Paleontológica Argentina; Volume: 41; Issue: 4 Linguagem: Espanhol

1851-8044

Gerardo V. Mazzetta, Adrián P. Cisilino, R. Ernesto Blanco,

Paleontology and Evolutionary Biology

Resumen. Se empleo un barrido mediante tomografia computarizada para la generacion de la imagen tridimensional de la mandibula del dinosaurio carnivoro Carnotaurussastrei. Esta tecnica no invasiva proporciona una base adecuada para la modelizacion con elementos finitos (MEF) de estructuras biologicas como la mencionada. La MEF constituye un enfoque numerico sumamente apropiado para el analisis del comportamiento mecanico de una estructura tal como la mandibula, la cual in vivo esta sujeta a regimenes variables de tension y deformacion. El modelo de la mandibula fue cargado con el proposito de simular seis diferentes situaciones (mordida estatica ventralmente dirigida sobre dientes anteriores, centrales y posteriores; con y sin traccion axial de una hipotetica presa). Se estudio tambien la resistencia mecanica de la mandibula mediante la estimacion de la magnitud de la fuerza de mordida para la que se alcanza el nivel de tensiones de falla. En Carnotaurus, la fuerza de mordida bilateral generada muscularmente (3341 N; estimada a nivel de los dientes mas posteriores) habria sido relativamente debil en comparacion con la correspondiente a carnivoros actuales. Las tensiones principales variaron de manera predecible para las condiciones de carga estudiadas, encontrandose las magnitudes extremas a nivel de la articulacion intramandibular. Cuando se eliminan del modelo los efectos de las fuerzas de aduccion musculares y de reaccion condilar, la maxima fuerza soportada por la mandibula resulta ser hasta 6,1 veces superior a la fuerza de mordida de origen muscular. Ello no sugiere la presencia de un diseno mandibular particularmente resistente en Carnotaurus. Abstract. MANDIBLE STRESS DISTRIBUTION DURING THE BITEIN CARNOTAURUS SASTREI BONAPARTE, 1985 (THEROPODA: ABELISAURIDAE). A computerised tomography scanning was used to generate a three-dimensional mandible reconstruction of the carnivorous dinosaur Carnotaurus sastrei. This non-invasive technique provides a suitable foundation for finite element modelling (FEM) of biological structures such as the one mentioned above. FEM is a numerical approach very appropriate to analyse the mechanical behaviour of the mandible, which in vivo is subjected to varying regimes of stress and strain. The model of the mandible was loaded in order to simulate six different conditions (ventrally directed static bite applied at the anterior, central, and posterior teeth; with and without axial traction of a hypothetical prey). The mechanical strength of the mandible was also studied through an estimation of the maximum bite force capable to withstand failure stress. The bilateral muscle-driven bite force of Carnotaurus (3341 N; estimated at the posteriormost teeth) would have been relatively weak in comparison with the one corresponding to extant carnivores. Principal stress magnitudes varied predictably for the studied loading conditions, with peak stresses found at the intramandibular joint. When the effects of adductor muscle forces and reaction condylar forces are removed from the model, the maximum force withstood by the mandible may be up to 6.1 times higher than the estimated muscle-driven bite force. This does not suggest a mandibular design particularly strong in Carnotaurus.