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O que os olhos nas asas de um inseto fóssil podem nos dizer?

Por Matheus P. dos Santos da Rocha & Cledston Matheus A. Mac√°rio

Quando falamos em Paleontologia, muitos a resumem como uma ciência meramente de descrição de aspectos morfológicos, como o simples trabalho de encontrar um osso, descreve-lo e, por sorte, dar nome a uma nova espécie. Porém, a Paleontologia vai muito além disso. Por meio dela, podemos especular sobre diversos aspectos da vida no passado. Até mesmo alguns cujas evidências, muitas vezes, são escassas no registro fossilífero. Um exemplo disso, seria encontrar uma resposta para a pergunta: como eram os olhos dos dinossauros não-avianos?

Como toda ciência, a paleontologia trabalha, inicialmente, com hipóteses, e essas, podem nos levar para linhas de raciocínio beeeem inusitadas, uma hora podemos estar debatendo sobre buracos negros e a extinção dos dinossauros e isso, mais à frente, pode terminar numa deliciosa (ou não) receita de macarrão com biscoito. A história de hoje começa com uma linhas de raciocínio inusitadas: ela parte de um grupo de insetos fósseis, os Kalligrammatidae…

O que s√£o os Kalligrammatidae?

Chrysoperla carnea – Foto de Julia Stoess

Você já viu em algum jardim por aí pequenas bolinhas sustentadas por um fio bem fino, presas nas folhas das plantas? Se sim, com quase toda certeza você viu ovos de bicho-lixeiro. Pertencentes a uma ordem de insetos chamada Neuroptera, esses inofensivos (para os humanos) insetos são predadores vorazes de ovos de aranhas e outros invertebrados. Essa ordem inclui desde a formiga-leão, até coisas estranhas como os mantispídeos (que parecem uma mistura bizarra entre um marimbondo e um louva-a-deus).

Apesar de n√£o serem um grupo muito comum nos dias de hoje, a representa√ß√£o f√≥ssil deles √© abundante. No Brasil, dados de um trabalho de revis√£o de 2018, d√£o conta que das 379 esp√©cies de insetos descritos para a Forma√ß√£o Crato, da Bacia do Araripe, 76 s√£o neur√≥pteros, ou seja, 20% da diversidade de insetos da forma√ß√£o est√° em uma √ļnica ordem, que atualmente representa 0,6% das esp√©cies de insetos viventes. 

No meio de toda essa diversidade, os f√≥sseis mais enigm√°ticos de Neuroptera s√£o os da fam√≠lia Kalligrammatidae. O primeiro de Kalligrammatidae foi descrito por Johannes Walther, em 1904, com base num material quase completo, encontrado no calc√°rio jur√°ssico de Solnhofen (Alemanha) – aquele mesmo do Archaeopteryx. Desde ent√£o, diversas esp√©cies de Kalligrammatidae foram encontradas em v√°rias localidades, com destaque para os achados na China e nos √Ęmbares birmaneses, ao norte de Mianmar. 

Diversidade dos kalligrammatidae. a. & b. da Forma√ß√£o Crato (Brasil); c., d., e., f., g., h. & p. das Forma√ß√Ķes Jiulongshan ou Haifanggou (China); i., j., k., l., m. & n. da Forma√ß√£o Yixian (China); o. da Forma√ß√£o Karabastau (Cazaquist√£o).” – Imagem original por Julian Kiely (Editado).

Em 1997, o lend√°rio paleont√≥logo Rafael G. Martins-Neto, descreveu, pela primeira vez, um Kalligrammatidae na Forma√ß√£o Crato, batizado de Makarkinia adamsi. De l√° pra c√°, outros trabalhos confirmaram a presen√ßa dessa fam√≠lia no Nordeste Brasileiro e, inclusive, descreveram novas esp√©cies, sendo este, at√© hoje, o √ļnico lugar fora da Europa e √Āsia a ter esses registros.

√Č uma sorte que esses animais ocorram em v√°rios afloramentos do tipo lagerst√§tten (s√≠tios com preserva√ß√£o excepcional) pelo mundo afora. A boa preserva√ß√£o dos f√≥sseis permitiu notar rapidamente a semelhan√ßa dos kalligrammat√≠deos f√≥sseis com as atuais borboletas e mariposas. Essa compara√ß√£o n√£o fica s√≥ por conta do formato, padr√Ķes de colora√ß√£o e desenhos das asas, mas alguns esp√©cimes bem preservados, principalmente em √Ęmbar, mostram tamb√©m a presen√ßa de uma ‚Äúboca‚ÄĚ modificada em um fino e comprido tubo chamado de prob√≥scide, caracter√≠stica marcante das mariposas e borboletas (ambas pertencentes √† ordem Lepidoptera). Mas isso aconteceu nos kalligrammat√≠deos num momento do tempo geol√≥gico em que as borboletas n√£o existiam e as mariposas n√£o eram t√£o abundantes e diversificadas como s√£o hoje.

Fora do Brasil, alguns Kalligrammatidae chegam a ser apelidados de ‚Äúgiant lacewings‚ÄĚ (crisop√≠deos gigantes) e isso chegou ao extremo em algumas esp√©cies f√≥sseis. Comparativamente, algumas esp√©cies f√≥sseis s√£o enormes em rela√ß√£o aos seus irm√£os ainda viventes. Estima-se que as esp√©cies encontradas no Araripe, por exemplo, alcan√ßavam entre 24 a 32 cent√≠metros de envergadura! 

A hist√≥ria dos ‚Äúolhos‚ÄĚ nas asas

Insetos grandes e chamativos podem virar comida facilmente, por isso, precisam ter alguma forma de se proteger da predação. Os kalligrammatídeos que viveram entre o Eojurássico ao Neocretáceo estavam dividindo espaço com lagartos, dinossauros avianos e não-avianos, pterossauros, entre outros predadores . Logo, teria que haver alguma forma deles não sucumbirem a seus colegas de habitat!

As mariposas e borboletas de hoje em dia t√™m algumas estrat√©gias para evitar a preda√ß√£o. Desde proje√ß√Ķes nas asas para desviar a aten√ß√£o do predador, como as mariposas do g√™nero Actias, at√© mimetizar (imitar) folhas secas, tal qual Zaretis itys faz. Outra forma √© ter ‚Äúolhos‚ÄĚ, ou melhor, ocelos em suas asas. Os ocelos s√£o desenhos circulares que aparecem em diversos animais, especialmente nos lepid√≥pteros. Esses c√≠rculos podem aparecer com 2 estrat√©gias diferentes de uso:

Mycalesis patnia – Foto por L. Shyamal
  • A primeira √© ter eles pr√≥ximos √†s margens da asa, fazendo com que a aten√ß√£o de um prov√°vel predador seja focada na ponta da asa e n√£o no centro do corpo do organismo.
  • A outra √© simplesmente aterrorizar! As mariposas da fam√≠lia Saturniidae e as borboletas-olho-de-coruja do g√™nero Caligo, por exemplo, fazem isso muito bem. Elas t√™m ocelos enormes no centro das asas, que imitam – algumas vezes de forma assustadora – os olhos de uma coruja, afastando assim qualquer predador que ouse atac√°-las.
Caligo beltrao – Foto por Quartl

E é nesse ponto que queríamos chegar. Justamente essa segunda estratégia é atribuída a várias espécies fósseis de kalligramatídeos. Desde o primeiro espécime descrito, os ocelos gigantes estão presentes nas asas, e há trabalhos que descrevem e comparam os diversos formatos encontrados.

Makarkinia irmae – Imagem de Machado et al. (2021).

O que isso tem a ver com dinossauros?

Agora, chegou a hora que, ou voc√™s sair√£o desse blog nos chamando de loucos, ou ter√£o o famoso ‚ÄúMind Blow‚ÄĚ. Vamos ao ponto principal: voc√™ j√° parou para pensar sobre o formato dos olhos dos dinossauros n√£o-avianos? Essa √© uma discuss√£o complicada, pois o n√ļmero de olhos de dinossauro preservados no registro fossil√≠fero √©: zero! Mas √© uma curiosidade leg√≠tima querer saber essa informa√ß√£o, tanto que pode ser encontrado por a√≠, em f√≥runs pela internet, pessoas debatendo sobre essa quest√£o.

Como esse tipo de material fóssil para dinossauros é inexistente, parte-se para a comparação com animais recentes, tanto seus parentes mais próximos ainda vivos, quanto possíveis análogos ecológicos. Mas existe ainda outra linha de raciocínio para se debater: não olhar para os dinossauros em si, mas para seus colegas de habitat e, no nosso caso especifico, os kalligramatídeos da Formação Crato.

A reação dos leitores daqui a alguns instantes, pelo menos, na expectativa dos autores…

Como j√° foi mencionado anteriormente, os ‚ÄúGiant Lacewings‚ÄĚ poderiam ter se utilizado da segunda estrat√©gia de uso dos ocelos: para assustar prov√°veis predadores, imitando os olhos de animais com os quais conviveram. A√≠ est√° o ‚Äúpulo do gato‚ÄĚ. Para um predador se assustar com os olhos desenhados nas asas das borboletas-olho-de-coruja √© preciso que tenha um animal no mesmo habitat, que v√° servir de gatilho (o “modelo” dos ocelos de Caligo, uma coruja, por exemplo: um predador assustador, que assuste o predador da Caligo). Mas h√° 120 milh√Ķes de anos n√£o existiam corujas no Cear√°, ent√£o‚Ķquem eram os modelos dos Kalligrammatidae do Crato?

Pantano do Crato – Arte de Olmagon.

Existem dois principais suspeitos: pterossauros e dinossauros, mas vamos por partes. Pterossauros na Bacia do Araripe, segundo Mendes et al. (2020), eram majoritariamente pisc√≠voros (comedores de peixes), com algumas exce√ß√Ķes como Lacusovagus magnificens, que provavelmente vagava pelos p√Ęntanos da regi√£o para ca√ßar anf√≠bios e outras pequenas presas. O trabalho de Mendes, inclusive, coloca os pterossauros como animais no topo da teia tr√≥fica da regi√£o na √©poca. 

‚ÄúTeia tr√≥fica da fauna Cret√°cea do Araripe‚ÄĚ – Mendel et al. (2020)

Mas se os pterossauros cearenses comiam peixes, majoritariamente, os possíveis predadores dos kalligramatídeos (outros insetos, anfíbios, pássaros, pequenos dinossauros, etc.) não estavam no cardápio deles, a priori. Por esse fator, seria compreensível a exclusão desses animais como possíveis modelos para os ocelos.

Escultura do Santanaraptor placidus do Museu Pl√°cido Cidade Nuvens, de Santana do Cariri, CE.

J√° os dinossauros, por outro lado, s√£o os candidatos perfeitos para esse quebra-cabe√ßas ecol√≥gico. Animais como Aratasaurus museunacionali, Mirischia asymetrica (que, assim como “Ubirajara“, foi traficado para Alemanha #MirischiaBelongtoBR) e Santanaraptor placidus, ocupavam o nicho de predadores de m√©dio a pequeno porte da regi√£o do Cariri. Como apontado por Julian Kiely, em seu artigo para o blog ‚ÄúPaleoflora‚ÄĚ,  a forma da asa dianteira na maioria das esp√©cies de kalligramat√≠deos, e o grande tamanho dessas asas,  correspondiam, aproximadamente, ao tamanho e a forma das cabe√ßas de muitos pequenos dinossauros predadores que conviviam com esses insetos (como as esp√©cies mencionadas acima). Desta forma, poder√≠amos inferir que as pupilas dos dinossauros de m√©dio a pequeno porte do Jur√°ssico Superior e do Cret√°ceo Inferior, como os maniraptores (pelo menos), deveriam ser arredondadas, j√° que os ocelos de todos os kalligramat√≠deos conhecidos at√© ent√£o, possuem esse mesmo formato. O que se soma √† evid√™ncia indireta parelela, que considera como base comparativa o formato da pupila dos dinossauros viventes, que s√£o as aves.

Mimetismo de Kalligrammatidae a um Maniraptora  – Imagem de Julian Kiely, 2022.

O poder da especulação

Alguns podem estar se perguntando: qual a import√Ęncia de especular aspectos biol√≥gicos e evolutivos t√£o dif√≠ceis de se comprovar por meio do registro fossil√≠fero? Muito da ci√™ncia come√ßa com especula√ß√£o. As descobertas cient√≠ficas, em geral, nascem de hip√≥tese de algu√©m. Um exemplo cl√°ssico foi a detec√ß√£o das ondas gravitacionais em 2015, que haviam sido previstas por Albert Einstein em 1916.

Focando na √°rea da Paleontologia, um exemplo muito interessante, e, √† √©poca, considerado extremamente especulativo, foi o da exist√™ncia de um radiodonte (grupo que inclui o Anomalocaris) filtrador, batizado de ‚ÄúCeticaris‚ÄĚ. Nada mais que uma especula√ß√£o concebida pelo artista John Meszaros, publicada no livro All Your Yesterdays, de 2013. Por√©m, para surpresa de muitos, em 2014 foi realmente descrito um radiodonte cambriano com h√°bito filtrador, Tamisiocaris borealis.

‚ÄúCeticaris‚ÄĚ – Arte de John Meszaros

Em homenagem √† previs√£o de Meszaros, Tamisiocaris foi inclu√≠do em um novo clado denominado Cetiocaridae. Infelizmente, o nome deste clado n√£o √© mais considerado v√°lido, de acordo com o C√≥digo Internacional de Nomenclatura Zool√≥gica, por n√£o existir nenhum g√™nero real chamado “Cetiocaris“, ent√£o foi formalmente substitu√≠do pelo nome Tamisiocarididae.

Reconstrução de Tamisiocaris РArte de Rob Nicholls

Finalmentes

Com base em todos os argumentos supracitados (Al√ī, professores de reda√ß√£o!), podemos inferir que a hip√≥tese levantada pode levar a especula√ß√Ķes e trabalhos futuros que respondam √†s nossas d√ļvidas (isso claro, se esse post, neste humilde blog, chegar nas pessoas certas, e para isso seu compartilhamento √© fundamental). Gostar√≠amos de agradecer a Julian Kiely do excelente blog ‚ÄúPaleoflora‚ÄĚ pelo artigo que inspirou este, e que isso inspire a todos os nossos leitores a imaginar e especular dentro da ci√™ncia, lan√ßar ideias, compartilh√°-las, pois s√≥ assim a ci√™ncia cresce e prospera, com uni√£o e partilha. 

Referências:

Martins-Neto, R. G. 1997. Neurópteros (Insecta, Planipennia) da Formação Santana (Cretáceo IInferior) Bacia do Araripe, Nordeste do Brasil. X Рdescrição de novos taxa (Chrysopidae, Babinskaiidae, Myrmeleontidae, Ascalaphidae e Psychopsidae). Revista Universidade Guarulhos , São Paulo, v. 2, n.4,. p. 68-83.

Frazer, J. 2016. Butterflies in the Time of Dinosaurs, with Nary a Flower in Sight. Scientific American.

Labandeira, C. et al. 2016. The evolutionary convergence of mid-Mesozoic lacewings and Cenozoic butterflies. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 283. 

Vinther, J., Stein, M., Longrich, N. et al. 2014. A suspension-feeding anomalocarid from the Early Cambrian. Nature 507, 496‚Äď499.

Moura-J√ļnior, D.A. et al. 2018. The Brazilian Fossil Insects: current scenario. Anu√°rio do Instituto de Geoci√™ncia – Ufrj, v. 41, n. 1, p. 142-166. Instituto de Geoci√™ncias – UFRJ.

Mendes, M. et al. 2020. Ecosystem Structure and Trophic Network in the Late Early Cretaceous Crato Biome. Brazilian Paleofloras. Springer, Cham. 

Machado, R.J.P. et al.2021. A new giant species of the remarkable extinct family Kalligrammatidae (Insecta: Neuroptera) from the Lower Cretaceous Crato Formation of Brazil. Cretaceous Research. Volume 120.

Kiely, J. 2022. Restoring the Kalligrammatids: The not-butterflies of the mesozoic. Paleoflora.

>Querida, encolhi as crianças!

>

Quem j√° n√£o assistiu o cl√°ssico ‚ÄúQuerida, encolhi as crian√ßas‚ÄĚ? Para √†queles que ainda n√£o viram, a aventura trata de um cientista que inventa uma m√°quina de “miniaturizar” objetos e acaba encolhendo seus filhos. Pequeninos e perdidos no jardim de casa, eles se deparam com abelhas, borboletas e formigas gigantes, que, dada a situa√ß√£o, parecem bichos aterrorizantes. Pois bem, se pud√©ssemos voltar no tempo alguns milhares ou milh√Ķes de anos, poder√≠amos vivenciar de fato esse cen√°rio fict√≠cio, no entanto, sem precisar da famosa m√°quina encolhedora do cientista maluco…

Pesquisadores encontraram recentemente uma ossada do que teria sido o maior rato j√° encontrado at√© hoje. Sim, um rato enorme. O animal, que se encaixa no g√™nero Coryphomys, e tem aproximadamente 1,5 mil anos, habitava as regi√Ķes do Timor Leste, na √Āsia. O mais interessante – n√£o se assustem ‚Äď √© que o tal bicho podia chegar a 6 kg, sendo que hoje, os maiores ratos possuem no m√°ximo 2 kg e s√£o encontrados nas florestas da Nova Guin√© e Filipinas.
Segundo estudos, a ilha do Timor Leste vem sendo habitada pelo ser humano há pelo menos 40 mil anos. Com a chegada do homem e o começo da agricultura na região, há aproximadamente 2 mil anos, é que teria se iniciado o processo de extinção do animal. Este teria se dado não só por alteração de seu habitat, mas provavelmente porque o rato gigante também era largamente utilizado na alimentação dos nativos.
Embora muitos n√£o simpatizem com roedores, especialmente os ratos, esses animais s√£o de incontest√°vel import√Ęncia para o ecossistema, sendo importantes dispersores de sementes e elementos fundamentais na manuten√ß√£o de propriedades do solo.

Ossada do maior rato do Mundo (√† esquerda) em compara√ß√£o com o cr√Ęnio de um tipo de rato atual.

Não só o curioso e bizarro Coryphomys, mas outros animais que hoje não passam de alguns centímetros um dia tiveram seus dias de glória sobre a Terra:

O estranho invertebrado artr√≥pode Jaekelopterus rhenaniae, por exemplo, tratava-se de um tipo escorpi√£o marinho – um euript√©rido – que media cerca de 2,5 metros de comprimento e viveu h√° 390 milh√Ķes de anos. O tamanho de Jaekelopterus foi inferido a partir de sua garra de 46 cm encontrada na Alemanha. Para se ter uma id√©ia, os maiores escorpi√Ķes atuais chegam √† cerca de 30 cm, mas em geral s√£o muito menores do que isso. Os cientistas ainda acreditam que este europt√©rido tenha dado origem aos atuais escorpi√Ķes e aracn√≠deos. – Tenho que dizer que esse sutil e ‚Äúsimp√°tico‚ÄĚ animal me causa calafrios.

Imagem comparativa do tamanho de
Jaekelopterus rhenaniae e um homem

Outro fascinantes seres gigantes também já foram descobertos: aranhas, centopéias, libélulas e baratas de tamanhos descomunais; preguiças, cobras, crocodilos e aves tão grandes que inspirariam filmes de terror; porém muitos ainda estão a espera de serem desvendados. A ciência tem muito o que vasculhar e é incrível a possibilidade de reconstituir parte do fantástico cenário de vida de épocas e eras passadas. Reviver paleopesadelos!

Agora a pergunta que n√£o quer calar: Por que esses animais atingiram esse grande porte? Bom, h√° muitas hip√≥teses. Para explicar o gigantismo dos artr√≥podes terrestres, por exemplo, h√° cientistas que afirmam que na √©poca em que esses animais viveram, a atmosfera era abundante em oxig√™nio, o que teria favorecido parcialmente essa adapta√ß√£o corporal. J√° outros, acreditam que esse grande crescimento teria se dado pela falta de predadores como os vertebrados nos ambientes terrestres rec√©m-colonizados. Para os vertebrados, no entanto, o gigantismo tem outras explica√ß√Ķes, pode se dar por quest√Ķes intrincadas de fisiologia, rela√ß√£o predador/presa e ainda h√° a interessante “regra de Cope”. Esse √© um assunto que gera um intenso debate e que em outras oportunidades iremos dar continuidade aqui no Colecionadores.