As mandíbulas do Barionyx eram longas e achatadas lateralmente, de forma que à primeira vista lembrava bastante a de um crocodilo, e apresentava em seu maxilar um "recorte", tal como é visto nos crocodilos e em alguns gêneros de Ceratosauridae, e acredita-se que esse aspecto das mandíbulas garantia mais firmeza para o animal na hora de "pescar". As narinas eram recuadas (característica única dos Spinosauridae dentre os terópodes), e sobre os olhos era visível uma crista chata lateralmente, de função desconhecida.
Os braços do Barionyx eram compridos e musculosos, e suas patas dianteiras possuíam quatro garras, sendo que uma era atrofiada e outra (correspondente ao polegar) apresentava uma enorme garra curvada bem maior que as outras, de 30 centímetros, que lembrava aparentemente a garra do pé dos dinossauros avianos Dromaeosauridae. Essa garra provavelmente era utilizada para "fisgar" os grandes peixes de que se alimentava.
O Barionyx possuía cerca de 8,5 m de comprimento e peso em torno de 1.700 kg. No entanto, a análise dos ossos sugere que o modelo mais completo ainda não estava plenamente desenvolvido, de modo que um Baryonyx adulto poderia ter sido bem maior (cerca de 12 a 14 metros de comprimento).Em 2007, o paleontólogo Buffetaut percebeu que havia semelhanças gritantes entre os fósseis de Barionyx e de Suchomimus. Muitas características permaneceram muito tempo atribuídas ao Suchomimus e ao Barionyx, e é difícil distinguir quem é quem entre estes dois restos fósseis de dinossauros. No entanto, uma gama de variação idêntica existe entre os espécimes Barionyx, e mesmo entre os vários dentes atribuídos ao Espinossauro. Buffetaut sugeriu que isso poderia significar que o Suchomimus poderia ser um exemplar adulto de Baryonyx. Contudo, essa hipótese não é aceita por grande parte da comunidade científica.
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