Arquivo da categoria: Paleontologia

Pegos no flagra: Sexo de insetos preservado em âmbar

por Piter Kehoma Boll

Um artigo publicado recentemente descreve uma nova espécie de inseto da ordem Zoraptera a partir de dois espécimes encontrados em âmbar do Cretáceo médio do norte de Myanmar.

O casal preservado. ELes não deixaram descendentes, mas foram eternizados na ciência. Créditos a Chen & Su (2019).*

Mas a coisa mais impressionante sobre esta nova espécie pré-histórica, chamada Zorotypus pusillus, é o fato de que o fóssil contém um macho e uma fêmea que aparentemente morreram enquanto estavam acasalando. Isso é concluído porque os dois indivíduos estão muito próximos um do outro e o macho possui uma estrutura alongada saindo do seu abdome, o que provavelmente é o edeago ou órgão intromitente, um órgão similar a um pênis encontrado na maioria dos zorápteros e usado para levar o esperma até o interior da fêmea.

Um detalhe da extremidade posterior do macho mostrando o edeago ou órgão intromitente. Uma reconstrução anatômica é mostrada à direita. Cŕeditos a Chen & Su (2019).*

A ordem Zoraptera contém um número muito pequeno de espécies, atualmente 44 vivas e 14 fósseis. Eles são muito pequenos, vivem em grupos e se parecem com minúsculos cupins, apesar de não serem proximamente relacionados a estes. A maioria das espécies atuais acasala com o macho introduzindo o edeago na fêmea para entregar o esperma, mas pelo menos uma espécie, Zorotypus impolitus, não copula. Nesta espécie, o macho deposita espermatóforos microscópicos no abdome da fêmea.

A descoberta do comportamento de acasalamento preservado nesta espécie do Cretáceo indica que o comportamento de acasalamento visto na maioria das espécies vivas já era usado por espécies vivendo 99 milhões de anos atrás. A origem dos zorápteros ainda não é bem conhecida, mas este e outros fósseis indicam que eles existem pelo menos desde o começo do Cretáceo.

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Referência:

Chen X, Su G (2019) A new species of Zorotypus (Insecta, Zoraptera, Zorotypidae) and the earliest known suspicious mating behavior of Zorapterans from the mid-cretaceous amber of northern Myanmar. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research. doi: 10.1111/jzs.12283

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*Creative Commons License Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons de Atribuição 4.0 Internacional.

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Peixes-Bruxas: Outra Dor de Cabeça Filogenética

por Piter Kehoma Boll

Anos atrás, fiz uma postagem sobre os problemáticos Acoelomorpha e sua posição controversa entre animais bilaterais. Agora vou falar sobre outra dor de cabeça: peixes-bruxas.

Os peixes-bruxas são cordados primitivos que compõem a classe Myxini. Eles são animais marinhos que vivem no fundo do mar e se alimentam principalmente de vermes poliquetos que puxam para fora do substrato. Contudo eles também são carniceiros e possuem um comportamento peculiar no qual perfuram o corpo de peixes mortos e entram nele, comendo o animal morto de dentro para fora.

Espécime do peixe-bruxa-do-Pacífico Eptatretus stoutii. Foto de Jeanette Bham.*

Morfologicamente, peixes-bruxas são caracterizados pela presença de um crânio cartilaginoso, como vertebrados, mas não possuem uma coluna vertebral, mantendo a notocorda, a estrutura dorsal de material parecido com cartilagem, durante a vida toda. Devido a esta falta de vértebras, os peixes-bruxas eram classificados fora dos vertebrados, mas unidos a eles pela presença do crânio. Assim, Myxini era visto como o grupo irmão de Vertebrata e os dois juntos formavam o clado Craniata.

Entre os vertebrados, a maioria dos grupos atuais possui uma mandíbula que evoluiu de arcos branquiais modificados, compondo o clado Gnathostomata. Os únicos animais com uma coluna vertebral que não possuem mandíbulas são as lampreias (Petromyzontiformes) e, apesar de esta falta de mandíbulas ser compartilhada com peixes-bruxas, ela não é geralmente vista como uma sinapomorfia unindo estes grupos. Em peixes-bruxas, a boca sem mandíbula possui placas laterais de queratina com estruturas em forma de dente que agem mais ou menos como as mandíbulas verdadeiras de Gnathostomata, mas trabalhando a partir dos lados e não de cima e de baixo. Em lampreias, por outro lado, a boca é circular e possui estruturas de queratina em forma de dente arranjadas circularmente.

Organização geral da cabeça de peixes-bruxas, lampreias e vertebrados de mandíbula, com atenção especial às bocas. Extraído de Oisi et al. (2012).

Há muitas características morfológicas que unem lampreias a vertebrados e as separam de peixes-bruxas, a principal sendo a já mencionada coluna vertebral. Similarmente, lampreias e vertebrados de mandíbula possuem nadadeiras dorsais enquanto peixes-bruxas não as possuem. Lampreias também possuem olhos com lentes em comum com vertebrados de mandíbula, enquanto lampreias possuem ocelos simples sem lentes ou mesmo músculos associados.

Alguns dos traços compartilhados entre peixes-bruxas e lampreias, assim como a falta de mandíbulas, são geralmente vistos como um estado primitivo que mudou em vertebrados de mandíbula, ou claramente evoluíram de forma independente. Por exemplo, tanto peixes-bruxas quanto lampreias possuem apenas uma narina, enquanto vertebrados de mandíbula possuem duas, mas isto provavelmente é uma característica primitiva. Peixes-bruxas e lampreias adultos também possuem uma só gônada, mas ela aparece em peixes-bruxas pela atrofia da gônada esquerda, de forma que somente a direita se desenvolve, enquanto em lampreias as gônadas esquerda e direita se fundem em um órgão único.

Espécimes da lampreia-de-riacho-menor, Lampetra aepyptera. Foto de Jerry Reynolds.*

Portanto, morfologicamente, parece lógico considerar peixes-bruxas como grupo irmão de vertebrados, que inclui lampreias e vertebrados de mandíbula. Também é importante mencionar que há mais grupos de vertebrados sem mandíbula que estão atualmente extintos, como a classe Osteostraci, um dos vários grupos fósseis tradicionalmente chamados de ostracodermos. Apesar de também não possuírem uma mandíbula, estes vertebrados possuíam nadadeiras pares como vertebrados de mandíbula. Assim, a organização filogenética destes principais grupos com base na morfologia seria como mostrada na figura abaixo:

A hipótise dos craniados, onde peixes-bruxas são grupo irmão de vertebrados.

Contudo, nas últimas décadas, o uso de filogenia molecular desafiou esta visão ao agrupar peixes-bruxas e lampreias em um clado monofilético que é grupo irmão dos vertebrados de mandíbula. Mas como isso poderia ser possível? Tal relação implicaria que o estado primitivo dos peixes-bruxas é o resultado de perdas secundárias.

A hipótese dos ciclostomados. Peixes-bruxas são grupo irmão de lampreias.

Evidências de fósseis poderiam ajudar a esclarecer este assunto, mas a maioria dos fósseis que foram associados a peixes-bruxas não possuem caracteres morfológicos preservados que sejam bons o bastante para determinar sua correta posição filogenética. Recentemente, no entanto, um fóssil bem preservado de um peixe-bruxa do Cretáceo ajudou a elucidar parte da filogenia dos peixes-bruxas. A divergência entre lampreias e peixes-bruxas, considerando conhecimento prévio, era geralmente posicionada perto do início do período Cambriano, logo após o começo da divergência da maioria dos filos animais, mas com dados do novo fóssil, é empurrada para um ponto mais recente no tempo, pelo começo do Siluriano, mais de 130 milhões de anos depois. Este novo fóssil, chamado de Tethymyxine tapirostrum, claramente não possui esqueleto ou nadadeiras dorsais como vistos em lampreias e vertebrados de mandíbula, mas possui várias características compartilhadas com peixes-bruxas modernos.

Pelo menos duas sinapomorfias podem ser encontradas unindo peixes-bruxas e lampreias e separando-as de vertebrados de mandíbula. A primeira são os dentes, que nestes dois grupos são compostos de placas de queratina. O segundo é a organização dos miômeros, a série de músculos arranjados ao longo do corpo de cordados de forma um tanto segmentada, que tanto em peixes-bruxas quanto em lampreias começam bem ao redor dos olhos.

Considerando as evidências de dados moleculares, o novo fóssil que torna provável que peixes-bruxas e lampreias divergiram mais recentemente se são um grupo monofilético, e as prováveis sinapomorfias verdadeiras unindo estes dois grupo de vertebrados sem mandíbula, parece que peixes-bruxas e lampreias são de fato grupos irmãos, formando um clado chamado Cyclostomata e grupo irmão dos vertebrados de mandíbula, Gnathostomata. Se este é mesmo o caso, então as características aparentemente mais primitivas de peixes-bruxas são de fato o resultado de perdas secundárias e seu ancestral provavelmente possuía uma aparência mais vertebrada, com uma coluna vertebral, nadadeiras dorsais e olhos com lentes.

Mas vamos continuar de olho. As coisas podem mudar de novo no futuro conforme novos dados se tornam disponíveis.

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Referências:

Miyashita T, Coates MI, Farrar R, Larson P, Manning PL, Wogelius RA, Edwards NP, Anné J, Bergmann U, Palmer AR, Currie PJ (2019) Hagfish from the Cretaceous Tethys Sea and a reconciliation of the morphological–molecular conflict in early vertebrate phylogeny. PNAS 116(6): 2146–2151. doi: 10.1073/pnas.1814794116

Oisi Y, Ota KG, Kuraku S, Fujimoto S, Kuratani S (2012) Craniofacial development of hagfishes and the evolution of vertebrates. Nature 493: 175–180. doi: 10.1038/nature11794

Wikipedia. Cyclostomata. Disponível em <
https://en.wikipedia.org/wiki/Cyclostomata >. Acesso em 25 de março de 2019.

Wikipedia. Hagfish. Disponível em <
https://en.wikipedia.org/wiki/Hagfish >. Acesso em 25 de março de 2019.

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Movendo os quadris de dinossauros e mexendo com suas cabeças

por Piter Kehoma Boll

Recentemente surgiram notícias relacionadas à filogenia de dinossauros que deixaram muitos atônitos, como você deve ter ouvido ou lido. Novas evidências anatômicas reconstruíram completamente a base da árvore genealógica dos dinossauros e estou aqui para explicar um pouco o que aconteceu.

Como todos sabemos, os dinossauros incluem uma grande variedade de criaturas, dos terópodes comedores de carne aos pescoçudos saurópodes e dos ceratopsianos chifrudos aos armados anquilossauros, entre muitos outros.

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Silhueta de um humano comparada aos maiores dinossauros de cada grupo principal. Imagem de Matt Martyniuk.*

Por mais de um século, os dinossauros têm sido classificados em dois grupos, chamados Ornithischia e Saurischia. Ornithischia (“com quadril de ave”) incluem dinossauros cujos ossos pélvicos são mais similares ao que é encontrado em aves, com um púbis direcionado para trás. Saurischia (“com quadril de lagarto”), por outro lado, têm um púbis direcionado para a frente, como em répteis no geral. Isso agrupa os terópodes e os saurópodes no mesmo grupo como Saurischia enquanto outros dinossauros são agrupados como Ornithischia. Mas as aves são na verdade terópodes, assim sendo dinossauros com quadril de lagarto e não dinossauros com quadril de ave! Confuso, né? Então vamos dar uma olhada em seus quadris:

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Comparação dos quadris de um crocodilo (Crocodylus), um saurópode (Diplodocus), um terópode não aviano (Tyrannosaurus), uma ave (Apteryx), um tireóforo (Stegosaurus) e um ornitópode (Iguanodon). Vermelho = púbis; azul = ísquio; amarelo = ílio. Imagem minha, Piter K. Boll.**

Como se pode perceber, o estado primitivo, encontrado em crocodilos, saurópodes e terópodes primitivos, é o púbis voltado para a frente. Um púbis voltado para trás evoluiu pelo menos duas vezes independentemente, tanto em terópodes mais avançados (como aves), quanto em dinossauros ornitísquios. Mas podemos estar tão certos de que Tyrannosaurus Diplodocus são mais proximamente relacionados entre si (formando um clado Saurischia) só por causa de seus quadris? Afinal, esse é um quadril primitivo, então é bem improvável que seja uma sinapomorfia (um caráter derivado compartilhado). Não obstante, continuou sendo usado como um caráter unindo saurópodes e terópodes.

Um novo artigo publicado recentemente na Nature, no entanto, mostrou novas evidências de apontam para uma relação diferente dos grupos. Depois de uma análise detalhada da anatomia dos ossos, Matthew G. Baron, David B. Norman e Paul M. Barrett encontraram 20 caráteres que unem terópodes com ornitísquios e não com saurópodes. Entre esses podemos mencionar a presença de um forâmen (um furo) na região anterior do osso premaxilar que fica dentro da fossa narial (a depressão do osso que circunda a abertura da narina) e uma crista longitudinal afiada ao longo da maxila.

skulls

Os crânios tanto de ornitísquios quanto de terópodes (acima) apresentam um forâmen premaxilar na fossa narial (em amarelo) e uma crista afiada na maxila (em verde), bem como outros caracteres que não estão presentes em sauropodomorfos e herrerasaurídeos (abaixo). Composição usando imagens originais de Carol Abraczinskas e Paul C. Sereno (Heterodontosaurus), usuário do Wikimedia Ghedoghedo (Eoraptor e Herrerasaurus), e usuário do flickr philosophygeek (Plateosaurus).**

Em seu blog Tetrapod Zoology, o Dr. Darren Naish comenta a nova classificação e aponta alguns problemas que surgem com essa nova visão. Um deles é o fato de que tanto terópodes quanto sauropodomorfos possuem ossos pneumáticos (ocos), enquanto ornitísquios não os possuem assim. Se a nova filogenia estiver mais próxima da verdade, significa que a pneumacidade evoluiu duas vezes independentemente ou evoluiu apenas uma vez e foi perdida nos ornitísquios.

Ele também menciona que tanto ornitísquios quanto terópodes possuem estruturas como plumas e pelos na pele. Em terópodes, isso eventualmente originou as penas. Poderia essa ser outra sinapomorfia unindo esses grupos? Talvez… mas quando pensamos que pterossauros também tinham “pelos”, pode-se também concluir que uma estrutura integumentária já estava presente no ancestral comum dos dinossauros. Neste caso, talvez, apenas não os encontramos ainda em saurópodes. Agora imagine um Argentinosaurus gigante coberto de penas!

Uma preocupação que surgiu com essa nova organização é se sauropodomorfos ainda seriam considerados dinossauros. O termo “dinossauro” foi cunhado por Richard Owen em 1842 para se referir aos restos dos três gêneros de dinossauros conhecidos na época, Iguanodon, Hylaeosaurus Megalosaurus, os dois primeiros sendo ornitísquios e o último um terópode. Como consequência, a definição original de dinossauro não incluía saurópodes. De forma similar, a definição filogenética moderna de dinossauro era “o menor clado inclusivo contendo Passer domesticus (o pardal) e Triceratops horridus”. De forma a permitir que o Brachiosaurus e seus amigos continuem sentando com os dinossauros, Baron et al. sugeriram expandir a definição para incluir Diplodocus carnegii. Assim, dinossauros seriam o menor clado inclusivo contendo P. domesticusT. horridusD. carnegii.

Nesta nova árvore, o nome Saurischia ainda seria usado, mas se referindo apenas aos sauropodomorfos e alguns carnívoros primitivos, os herrerassaurídeos. O novo clado formado pela união de terópodes e ornitísquios foi proposto ser chamado de Ornithoscelida (“com pernas de ave”), um nome cunhado em 1870 para se referir às patas traseiras semelhantes às das aves em terópodes e ornitópodes (o subgrupo de ornitísquios que inclui dinossauros como o Iguanodon e os dinossauros com bico de pato.

O que podemos concluir com tudo isso? Nada vai mudar se você é só um entusiasta de dinossauros e não se importa com o que é um ornitísquio e um saurísquio. Agora se você é um fã de filogenia como eu, você está acostumado a mudanças súbitas nos ramos. A maioria dos fósseis de dinossauros basais são incompletos, assim aumentando o problema de saber como eles estão relacionados uns aos outros. Talvez esta nova visão vá durar e talvez novas evidências mudarão tudo de novo na semana que vem.

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Referências e leitura adicional:

Baron, M., Norman, D., & Barrett, P. (2017). A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution Nature, 543 (7646), 501-506 DOI: 10.1038/nature21700

Naish, D. (2017). Ornithoscelida Rises: A New Family Tree for DinosaursTetrapod Zoology.

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Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons de Atribuição e Compartilhamento Igual 3.0 Não Adaptada.

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Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons de Atribuição e Compartilhamento Igual 4.0 Internacional.

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Briga Biológica: O misterioso colecionador de pipas

por Piter Kehoma Boll

Um fóssil descrito recentemente a partir do Lagerstätte do Siluriano de Herefordshire, no Reino Unido, chamou muita atenção.

Uma foto do fóssil em si. Imagem de Briggs et al., extraída de news.nationalgeographic.com

Uma foto do fóssil em si. Imagem de Briggs et al., extraída de news.nationalgeographic.com

A aparência da criatura foi construída escaneando-se a rocha e criando uma reconstrução 3D do fóssil. Isso revelou que o animal, obviamente um artrópode, possui várias criaturas menores presas por longos fios, como pipas. A espécie foi chamada de Aquilonifer spinosus, significando “o carregador de pipas espinhoso”.

Uma reconstrução 3D de comoAquilonifer e suas pipas teriam parecido. Imagem de Briggs et al. extraída de sci-news.com

Uma reconstrução 3D de comoAquilonifer e suas pipas teriam parecido. Imagem de Briggs et al. extraída de sci-news.com

Os autores (Briggs et al., 2016) pensaram em três possibilidades para explicar as incomuns “pipas”. Elas poderiam ser parasitas, forontes (isto é, caroneiros), ou bebês. A ideia de parasitas foi descartada porque fios tão longos separando-os do hospedeiro tornariam difícil alimentar-se propriamente. Eles também consideraram improvável ser um caso de forontes, isto é, uma espécie que usa o hospedeiro como uma forma de se mover de um local para o outro, porque havia muitos deles e o hospedeiro provavelmente os teria removido usando as longas antenas.

Impressão artística de Aquilonifer spinosus por Andrey Atuchin.

Impressão artística de Aquilonifer spinosus por Andrey Atuchin.

A opção remanescente é de que as pipas fossem prole. A mãe (ou pai) os prenderia a si de forma a carregá-los por aí em uma forma única de cuidado parental. Os autores o compararam com vários outros grupos de artrópodes nos quais algumas espécies levam seus bebês consigo durante os primeiros dias. Eles também consideram que o animal poderia ter adiado seu processo de muda para evitar descartar os filhotes com o exoesqueleto.

Mas podemos ter certeza de que é esse o caso? O entomólogo Ross Piper pensa diferente. Ele compara as pipas com ácaros uropodinos, nos quais os jovens (deutoninfas) se prendem a besouros por longos pedúnculos de forma a serem transportados de uma fonte de alimento para outra. Como existem ácaros marinhos, esse poderia ser o caso. Ele também aponta que as pipas estão espalhadas pelo corpo, o que torna improvável que sejam filhotes, já que tal distribuição só atrapalharia a mobilidade do pai ou da mãe.

Briggs et al. responderam à crítica de Piper argumentando que ácaros marinhos só evoluíram recentemente e que o Aquilonifer é muito diferente de um besouro terrestre. Ele provavelmente era uma espécie bentônica, rastejando no fundo do oceano, e não um nadador, de forma que ele não seria um bom agente dispersor.

Qual a sua opinião? Eu acho difícil escolher um lado. A comparação de Piper com ácaros é interessante, mas apenas como uma forma de sugerir uma evolução convergente. Não consigo ver como as pipas seriam realmente ácaros ou mesmo aracnídeos. Agora o argumento sobre a posição das pipas no corpo é um bom ponto. Nenhum outro grupo de animais carrega os filhotes presos a longos pedúnculos espalhados por todo o corpo. Além disso, como o pai ou a mãe colocariam os filhotes lá de forma apropriada? Só consigo ver isso sendo plausível se o hospedeiro fosse o pai e a mãe subisse nele para prender os ovos ali. Ademais, eles não poderiam ser forontes que eram benéficos ao hospedeiro? Os pequeninos poderiam se beneficiar por se moverem por aí no grandão e assim atingir novas fontes de alimento enquanto davam proteção ou outra vantagem em troca. E quanto ao adiamento da muda no esqueleto, não consigo ver qualquer evidência de que houve algum adiamento. Não sabemos quanto tempo as pipas ficaram ali e talvez depois da muda elas poderiam simplesmente deixar suas casinhas e construir novas no novo esqueleto do hospedeiro.

Talvez nunca saibamos a verdade, mas podemos seguir trocando ideias.

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Referências:

Briggs, D., Siveter, D., Siveter, D., Sutton, M., & Legg, D. (2016). Tiny individuals attached to a new Silurian arthropod suggest a unique mode of brood care Proceedings of the National Academy of Sciences, 113 (16), 4410-4415 DOI: 10.1073/pnas.1600489113

Briggs, D., Siveter, D., Siveter, D., Sutton, M., & Legg, D. (2016). Reply to Piper: Aquilonifer’s kites are not mitesProceedings of the National Academy of Sciences, 113 (24) DOI: 10.1073/pnas.1606265113

Piper, R. (2016). Offspring or phoronts? An alternative interpretation of the “kite-runner” fossil Proceedings of the National Academy of Sciences, 113 (24) DOI: 10.1073/pnas.1605909113

Switek, B. 2016. This bizarre creature flew its babies like kites. National Geographic News. Available at < http://news.nationalgeographic.com/2016/04/160404-bizarre-creature-flew-babies-kites-arthropod-fossils-science/ >. Access on July 07, 2016.

 

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Briga biológica: Devemos trazer os mamutes de volta?

por Piter Kehoma Boll

Todo mundo conhece os incríveis grandes animais que são encontrados na África e no Sudeste da Ásia. Elefantes, girafas, rinocerontes, hipopótamos, cavalos, leões, tigres… essas grandes criaturas, a maioria mamíferos, são geralmente chamadas de megafauna, a “grande fauna”.

Mamíferos tão grandes quanto o elefante-africano-da-savana já vagaram pelas Américas. Foto do usuário do flickr nickmandel2006*.

Mamíferos tão grandes quanto o elefante-africano-da-savana já vagaram pelas Américas. Foto do usuário do flickr nickmandel2006*.

As Américas outrora também tinham uma impressionante megafauna, cheia de mastodontes, mamutes, preguiças gigantes, tatus gigantes e tigres-dentes-de-sabre. Hoje em dia ela é restrita a alguns ursos e onças. O que aconteceu com o resto deles? Bem, a maioria se extinguiu no final do Pleistoceno, cerca de 11 mil anos atrás.

A América do Sul já teve mamíferos tão grandes quanto o elefante-Africano-da-savana, tal como a preguça-gigante. Imagem de Dmitry Bogdanov** (dibdg.deviantart.com)

A América do Sul já teve mamíferos tão grandes quanto o elefante-Africano-da-savana, tal como a preguiça-gigante. Imagem de Dmitry Bogdanov** (dibdg.deviantart.com)

Visto que os humanos já habitavam as Américas nesta época, sempre se especulou se humanos tiveram algo a ver com a extinção. É verdade que hoje em dia centenas, milhares de espécies estão ameaçadas devido a atividades humanas, então é fácil pensar que humanos são a melhor explicação para a extinção, mas há 10 mil anos o número de humanos no planeta era milhares de vezes menor do que é hoje e nossa tecnologia ainda era muito primitiva, de forma que é improvável que pudéssemos caçar uma espécie até a extinção nesse período… se estivéssemos trabalhando sozinhos.

Não, não estou falando de humanos cooperando com aliens! Nosso camarada foi a famosa mudança climática. Períodos de extremo calor durante o pleistoceno parecem ter tido um forte impacto sobre populações de muitos grandes mamíferos e, com a ajuda de humanos caçando-os e se espalhando como uma espécie invasora, os pobres gigantes pereceram.

Le Mammouth por Paul Jamin

Le Mammouth por Paul Jamin

Isso aconteceu há mais de 10 mil anos, DEZ MIL ANOS.

Na África, elefantes e grandes carnívoros são bem conhecidos pela sua importância em estruturar comunidades, especialmente devido às interações tróficas que moldam outras populações. A megafauna extinta das Américas muito provavelmente tinha o mesmo impacto no ecossistema. Como resultado, sugestões para restaurar esta megafauna extinta foram propostas, seja por clonagem de espécies extintas ou, mais plausivelmente, pela introdução de espécies com um papel ecológico similar.

Svenning et al. (2015) revisaram o assunto e argumentaram em favor da reintroduão da megafauna para restaurar papéis ecológicos perdidos no Pleistoceno, uma ideia chamada de “renaturalização pleistocênica” ou “renaturalização trófica”, como eles preferem. Eles apresentam alguns mapas que mostram a distribuição atual de grandes mamíferos e sua distribuição histórica no Pleistoceno, a qual eles chamam de “natural”. Eles também propõem algumas espécies para serem introduzidas de forma a substituir aquelas extintas, incluindo substituições de espécies extintas há até 30 mil anos. Agora isso é uma boa ideia? Eles acham que é, e um dos exemplos usados é a reintrodução de lobos no Parque Nacional de Yellowstone. Mas lobos são estavam extintos ali por milênios, nem são uma espécie diferente que substituiria o papel de uma extinta.

Uma alcateia de lobos no Parque Nacional de Yellowstone.

Uma alcateia de lobos no Parque Nacional de Yellowstone.

Rubenstein & Rubenstein (2016) criticaram a ideia, argumentando que deveríamos focar em proteger os ecossistemas restantes e não em tentar restaurar aqueles que foram corrompidos milhares de anos atrás. Eles também argumentam que usar espécies similares pode ter consequências não intencionadas. Svenning et al. responderam que isso é apenas uma opinião e que um programa sistemático de pesquisa em renaturalização trófica deveria ser desenvolvido. A reintrodução de cavalos no Novo Mundo e suas consequências não-catastróficas são outro ponto usado para responder às críticas.

Então qual é sua opinião? Devemos trazer mamutes, mastodontes, preguiças gigantes e tigres-dentes-de-sabre de volta? Devemos introduzir elefantes e leões nas Américas para desempenharem o papel que mastodontes e esmilodontes tinham?

Minha opinião é não. A ideia pode parecer bela, mas penso que é na verdade fantástica, fabulosa demais e sensacionalista. Cavalos podem ter voltado às Américas sem trazer destruição, mas não podemos ter certeza de nada, mesmo com vários estudos teóricos e em pequena escala. Todos sabemos o quão frequentemente introduzir espécies dá errado, muito errado. Olhem para os pobres Austrália e Havaí, por exemplo. Além disso, esses mamíferos gigantes se etinguiram HÁ DEZ MIL ANOS. Certamente os ecossistemas se adaptaram à sua extinção. A vida sempre encontra um jeito. Há ameaças piores a esses ecossistemas que devem ser abordadas, tal como a destruição iminente para construir mais cidades e criar mais gado e plantações.

Superem. Os mamutes se foram. Vamos tentar salvar os elefantes em vez disso, mas sem trazê-los para o cerrado brasileiro. Eles não pertencem a esse lugar. Eles pertencem à savana africana.

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Referências:

Rubenstein, D. R.; Rubenstein, D. I. From Pleistocene to trophic rewilding: A wolf in sheep’s clothing. PNAS, 113(1): E1. DOI: 10.1073/pnas.1521757113

Svenning, J-C.; Pedersen, P. B. M.; Donlan, C. J.; Ejrnæs, R.; Faurby, S.; Galetti, M.; Hansen, D. M.; Sandel, B.; Sandom, C. J.; Terborgh, J. W.; Vera, F. W. M. 2016. Science for a wilder Anthropocene: Synthesis and future directions for trophic rewilding research. PNAS, 113(4): 898-906. DOI: 10.1073/pnas.150255611

Svenning, J-C.; Pedersen, P. B. M.; Donlan, C. J.; Ejrnæs, R.; Faurby, S.; Galetti, M.; Hansen, D. M.; Sandel, B.; Sandom, C. J.; Terborgh, J. W.; Vera, F. W. M. 2016. Time to move on from ideological debates on rewilding. PNAS, 113(1): E2-E3. DOI: 10.1073/pnas.1521891113

Wade, L. 2016. Giant jaguars, colossal bears done in by deadly combo of humans and heat. Science News. DOI: 10.1126/science.aag0623

Wade, L. 2016. Humans spread through South America like an invasive species. Science News. DOI: 10.1126/science.aaf9881

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O lagarto teju e a origem dos animais de sangue quente

por Piter Kehoma Boll

Sangue quente é a forma popular de se referir à endotermia, a habilidade que certos animais possuem de manter uma temperatura corporal elevada pelo uso de calor gerado no metabolismo, especialmente em órgãos internos. Mamíferos e aves são os únicos grupos vivos nos quais todos os representantes são endotérmicos, mas alguns peixes também possuem esta característica.

Atuns são peixes verdadeiramente endotérmicos, de forma similar a aves e mamíferos. Foto de opencage.info**

Atuns são peixes verdadeiramente endotérmicos, de forma similar a aves e mamíferos. Foto de opencage.info**

De maneira a manter uma temperatura corporal elevada, animais endotérmicos precisam de uma quantidade muito maior de alimento diário que animais ectotérmicos (aqueles que dependem de fontes do ambiente para ajustar a temperatura corporal). Deve haver, portanto, uma vantagem considerável na endotermia para explicar tal aumento no consumo de recursos. As vantagens incluem a habilidade de se manter ativo em áreas de temperaturas baixas e um aumento na eficiência de reações enzimáticas, contrações musculares e transmissão de moléculas através de sinapses.

A origem da endotermia ainda é motivo de debate e várias hipóteses foram levantadas. As principais são:

1. Migração de ectotermia para homeotermia inercial e finalmente endotermia

De acordo com essa hipótese, animais que eram inicialmente ectotérmicos cresceram em tamanho, tornando-se inercialmente homeotérmicos, isto é, eles mantinham uma temperatura interna consideravelmente constante devido à área de superfície reduzida em relação ao volume. Mais tarde, pressões seletivas forçaram esses animais a reduzirem em tamanho, o que fez com que se tornassem incapazes de sustentar uma temperatura interna constante e assim suas eficiências enzimática, muscular e sináptica ficaram ameaçadas. Como resultado, eles foram forçados a desenvolver uma maneira alternativa de manter uma temperatura corporal elevada e a adquiriram através da endotermia.

Inicialmente considerada uma explicação plausível devido ao tamanho corporal dos ancestrais dos mamíferos no registro fóssil, novas interpretações filogenéticas causaram uma completa mistura de animais de corpo grande e de corpo pequeno, de forma que fósseis atualmente não sustentam mais essa ideia.

2. Um encéfalo grande aquecendo o corpo

O encéfalo em espécies endotérmicas produz muito mais calor que qualquer outro órgão. Isso levou à suposição de que talvez um grande encéfalo gerando calor foi o responsável pelo posterior desenvolvimento de endotermia completa. Contudo evidências tanto de espécies vivas quanto de fósseis apontam para o oposto. Parece mais razoável que um encéfalo grande evoluiu após a endotermia e não o oposto.

3. Uma vida noturna precisa de mais calor

Esta ideia afirma que o desenvolvimento da endotermia aconteceu como uma maneira de permitir que animais sejam ativos durante a noite. O fato de a maioria dos mamíferos primitivos parecer ter sido noturna a princípio sustenta esta hipótese, mas de fato muitos mamíferos noturnos atuais possuem uma temperatura corporal mais baixa que mamíferos diurnos. Outro aspecto que conta contra esta hipótese é que os ancestrais dos mamíferos já mostravam evidências de um aumento em temperatura corporal apesar de provavelmente não serem noturnos.

4. O calor ajuda os embriões a se desenvolverem

Como vocês devem saber, em muitos vertebrados ectotérmicos, tal como répteis, os ovos precisam ser incubados a uma temperatura constante para que se desenvolvam adequadamente. Endotermia, portante, poderia ter evoluído como uma maneira de permitir que os pais incubem os ovos eles mesmos e que haja um controle maior sobre a estabilidade da temperatura. Um fato que sustenta essa teoria é o papel duplo de hormônios tireoides na reprodução e no controle da taxa metabólica.

Dove_incubating_eggs

5. Capacidade aeróbica levando ao aquecimento de órgãos internos

De acordo com essa hipótese, a endotermia evoluiu após o aumento da capacidade aeróbica, isto é, a primeira coisa que aconteceu foi o aumento da habilidade dos músculos de consumir oxigênio para liberar energia, o que auxiliou o animal a se mover mais depressa, entre outras coisas. Essa capacidade aeróbica aumentada foi adquirida ao aumentar-se o número de mitocôndrias em células musculares, o que levou a uma temperatura corporal mais alta nos músculos e consequentemente uma temperatura visceral mais alta. Apesar de fósseis indicarem que os ancestrais de mamíferos desenvolveram adaptações morfológicas que indicam um aumento da capacidade aeróbica, não é possível afirmar que a endotermia já não estava presente nessas espécies.

Muito recentemente, descobriu-se que os lagartos tejus (Salvator merianae) da América do Sul aumentam sua temperatura corporal durante a estação reprodutiva, chegando a até 10°C acima da temperatura ambiente durante a noite. Assim, parece que eles são capazes de aumentar a produção e a conservação de calor de formas similares às usadas por animais inteiramente endotérmicos.

O teju Salvator merianae é um endotermo facultativo. Foto de Jami Dwyer.

O teju Salvator merianae é um endotermo facultativo. Foto de Jami Dwyer.

Como tal aumento na temperatura corporal acontece durante o ciclo reprodutivo, isso suporta a hipótese da endotermia evoluindo para ajudar no desenvolvimento de embriões, como explicando acima. Além disso, indica que ectotermos podem realizar endotermia temporário e a endotermia permanente talvez possa ter evoluindo usando esse caminho.

Mais estudos sobre os tejus são necessários para esclarecer esse interessante fenômeno e expandir nosso conhecimento sobre a evolução de endotermia em mamíferos e aves.

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Referências:

References:

Kemp, T. (2006). The origin of mammalian endothermy: a paradigm for the evolution of complex biological structure Zoological Journal of the Linnean Society, 147 (4), 473-488 DOI: 10.1111/j.1096-3642.2006.00226.x

Tattersall, G., Leite, C., Sanders, C., Cadena, V., Andrade, D., Abe, A., & Milsom, W. (2016). Seasonal reproductive endothermy in tegu lizards Science Advances, 2 (1) DOI: 10.1126/sciadv.1500951

Wikipedia. Endotherm. Disponível em: <https://en.wikipedia.org/wiki/Endotherm&gt;. Acesso em 1 de fevereiro de 2016.

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Retallack sofre da síndrome de Williamson? A controvérsia da Ediacara terrestre

por Piter Kehoma Boll

Neste mês, um artigo publicado na Nature afirma que a famosa biota de Ediacara, um conjunto de fósseis do período Ediacarano (cerca de 635 a 542 milhões de anos atrás) da era Neoproterozóica, não é composta de criaturas marinhas, mas sim de líquens terrestres. Quem fez esta afirmação? Gregory Retallack, um geólogo da Universidade de Oregon.

Retallak trabalha nesta hipótese desde os anos 1990 e as principais evidências apresentadas por ele são relacionadas a aspectos geológicos, como a cor vermelha da rocha, que de acordo com ele teria origem terrestre. Outra afirmação é de que, se essas criaturas fossem animais de corpo mole, elas não teriam sido tão bem preservadas, sem compactação, já que alguns fósseis possuem características tridimensionais.

Bem, eu não sou geólogo e não tenho conhecimento suficiente para discutir do ponto de vista geológico, nem sou um especialista na biota de Ediacara, mas como biólogo eu acho que posso compartilhar alguns pensamentos.

Primeiro, pelo que parece, as ideias de Retallack não são aceitas pela maioria dos paleontólogos. No início, a visão inovadora da biota de Ediacara como terrestre era interessante, mas os argumentos para suportá-la não são suficientes e ainda há explicações mais simples e mais prováveis para os aspectos incomuns das rochas ediacaranas. Contudo isto não impediu Retallack de seguir com sua ideia e outros paleontólogos estão ficando cansados de revisar seus artigos.

Este comportamento lhe parece familiar? Ele de certa forma me lembra o de Williamson, de quem falei um tempo atrás, como você pode ler aqui.

Assim como Williamson insiste em sua ideia de hibridogênese apesar de todos os fatos apontarem em outras direções, da mesma forma Retallack insiste em sua hipótese de líquens terrestres.

Dickinsonia teria sido um líquen terrestre de acordo com Retallack. Foto pelo usuário Verisimilus da Wikipedia. Extraído de en.wikipedia.org

Dickinsonia teria sido um líquen terrestre de acordo com Retallack. Foto pelo usuário Verisimilus da Wikipedia. Extraído de en.wikipedia.org

Retallack afirma que fósseis como Dickinsonia e Charnia, apesar do seu plano corporal bilateralmente simétrico, eram líquens. Alguém conhece líquens tão simétricos? E para sustentar essa hipótese, ele simplesmente joga qualquer tipo de explicação “fúngica” para todos os fósseis, considerando os mais radialmente simétricos como colônias de bactérias e os mais semelhantes a animais como simples corpos de frutificação de fungos. E para explicar coisas como os fósseis de rastros, ele fala sobre lesmas terrestres (lesmas terrestres durante o Proterozoico? Sério?) ou mixomicetos.

Mas então pode-se pensar: ele possui qualquer referência para sustentar suas ideias? E a resposta é: com certeza, seus PRÓPRIOS trabalhos anteriores. Não há outros paleontólogos afirmando o mesmo além dele próprio. Isso se parece exatamente com o que eu chamo de síndrome de Williamson.

Tenho certeza que encontraremos algumas pessoas aceitando sua ideia, mais provavelmente leigos, e eles muito provavelmente usarão o argumento clássico de que “todas as grandes descobertas científicas começaram sendo rejeitadas pela maior parte da comunidade científica”. E eu direi isso de novo: Sim, muitas teorias foram rejeitadas inicialmente e depois provou-se estarem certas, mas você não pode se esquecer de que muito mais teorias foram rejeitadas e depois provou-se estarem erradas. E uma vez que você prova que algo é errado ou pelo menos muito, muito improvável, você deve pensar em outra explicação possível e mais provável e não seguir insistindo num conto de fadas.

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Referências:

Cobb, M. 2012. The enigmatic Ediacaran biota just got more enigmatic. Or did it? Why Evolution Is True. Disponível online em <http://whyevolutionistrue.wordpress.com/2012/12/20/the-enigmatic-ediacaran-biota-just-got-more-enigmatic-or-did-it/ >

Retallack, G. 2012. Ediacaran life on land. Nature. DOI: 10.1038/nature11777

Retallack, G. 2007. Growth, decay and burial compaction of Dickinsonia, an iconic Ediacaran fossil. Alcheringa: An Australasian Journal of Palaeontology, 31 (3), 215-240 DOI: 10.1080/03115510701484705

Switek, B. 2012. Controversial claim puts life on land 65 million years early. Nature. DOI:10.1038/nature.2012.12017

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