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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. Macário

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 são 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 não serem um grupo muito comum nos dias de hoje, a representação fóssil deles é abundante. No Brasil, dados de um trabalho de revisão de 2018, dão conta que das 379 espécies de insetos descritos para a Formação Crato, da Bacia do Araripe, 76 são neurópteros, ou seja, 20% da diversidade de insetos da formação está em uma única ordem, que atualmente representa 0,6% das espécies de insetos viventes. 

No meio de toda essa diversidade, os fósseis mais enigmáticos de Neuroptera são os da família Kalligrammatidae. O primeiro de Kalligrammatidae foi descrito por Johannes Walther, em 1904, com base num material quase completo, encontrado no calcário jurássico de Solnhofen (Alemanha) – aquele mesmo do Archaeopteryx. Desde então, diversas espécies de Kalligrammatidae foram encontradas em várias localidades, com destaque para os achados na China e nos âmbares birmaneses, ao norte de Mianmar. 

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

Em 1997, o lendário paleontólogo Rafael G. Martins-Neto, descreveu, pela primeira vez, um Kalligrammatidae na Formação Crato, batizado de Makarkinia adamsi. De lá pra cá, outros trabalhos confirmaram a presença dessa família no Nordeste Brasileiro e, inclusive, descreveram novas espécies, sendo este, até hoje, o único lugar fora da Europa e Ásia a ter esses registros.

É uma sorte que esses animais ocorram em vários afloramentos do tipo lagerstätten (sítios com preservação excepcional) pelo mundo afora. A boa preservação dos fósseis permitiu notar rapidamente a semelhança dos kalligrammatídeos fósseis com as atuais borboletas e mariposas. Essa comparação não fica só por conta do formato, padrões de coloração e desenhos das asas, mas alguns espécimes bem preservados, principalmente em âmbar, mostram também a presença de uma “boca” modificada em um fino e comprido tubo chamado de probóscide, característica marcante das mariposas e borboletas (ambas pertencentes à ordem Lepidoptera). Mas isso aconteceu nos kalligrammatídeos num momento do tempo geológico em que as borboletas não existiam e as mariposas não eram tão abundantes e diversificadas como são hoje.

Fora do Brasil, alguns Kalligrammatidae chegam a ser apelidados de “giant lacewings” (crisopídeos gigantes) e isso chegou ao extremo em algumas espécies fósseis. Comparativamente, algumas espécies fósseis são enormes em relação aos seus irmãos ainda viventes. Estima-se que as espécies encontradas no Araripe, por exemplo, alcançavam entre 24 a 32 centímetros de envergadura! 

A história dos “olhos” 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 têm algumas estratégias para evitar a predação. Desde projeções nas asas para desviar a atenção do predador, como as mariposas do gênero Actias, até mimetizar (imitar) folhas secas, tal qual Zaretis itys faz. Outra forma é ter “olhos”, ou melhor, ocelos em suas asas. Os ocelos são desenhos circulares que aparecem em diversos animais, especialmente nos lepidópteros. Esses círculos podem aparecer com 2 estratégias diferentes de uso:

Mycalesis patnia – Foto por L. Shyamal
  • A primeira é ter eles próximos às margens da asa, fazendo com que a atenção de um provável predador seja focada na ponta da asa e não no centro do corpo do organismo.
  • A outra é simplesmente aterrorizar! As mariposas da família Saturniidae e as borboletas-olho-de-coruja do gênero Caligo, por exemplo, fazem isso muito bem. Elas têm ocelos enormes no centro das asas, que imitam – algumas vezes de forma assustadora – os olhos de uma coruja, afastando assim qualquer predador que ouse atacá-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 vocês sairão desse blog nos chamando de loucos, ou terão o famoso “Mind Blow”. Vamos ao ponto principal: você já parou para pensar sobre o formato dos olhos dos dinossauros não-avianos? Essa é uma discussão complicada, pois o número de olhos de dinossauro preservados no registro fossilífero é: zero! Mas é uma curiosidade legítima querer saber essa informação, tanto que pode ser encontrado por aí, em fóruns pela internet, pessoas debatendo sobre essa questão.

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 já foi mencionado anteriormente, os “Giant Lacewings” poderiam ter se utilizado da segunda estratégia de uso dos ocelos: para assustar prováveis predadores, imitando os olhos de animais com os quais conviveram. Aí está o “pulo do gato”. Para um predador se assustar com os olhos desenhados nas asas das borboletas-olho-de-coruja é preciso que tenha um animal no mesmo habitat, que vá servir de gatilho (o “modelo” dos ocelos de Caligo, uma coruja, por exemplo: um predador assustador, que assuste o predador da Caligo). Mas há 120 milhões de anos não existiam corujas no Ceará, então…quem 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 piscívoros (comedores de peixes), com algumas exceções como Lacusovagus magnificens, que provavelmente vagava pelos pântanos da região para caçar anfíbios e outras pequenas presas. O trabalho de Mendes, inclusive, coloca os pterossauros como animais no topo da teia trófica da região na época. 

“Teia trófica da fauna Cretácea do Araripe” – 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 Plácido Cidade Nuvens, de Santana do Cariri, CE.

Já os dinossauros, por outro lado, são os candidatos perfeitos para esse quebra-cabeças ecológico. Animais como Aratasaurus museunacionali, Mirischia asymetrica (que, assim como “Ubirajara“, foi traficado para Alemanha #MirischiaBelongtoBR) e Santanaraptor placidus, ocupavam o nicho de predadores de médio a pequeno porte da região do Cariri. Como apontado por Julian Kiely, em seu artigo para o blog “Paleoflora,  a forma da asa dianteira na maioria das espécies de kalligramatídeos, e o grande tamanho dessas asas,  correspondiam, aproximadamente, ao tamanho e a forma das cabeças de muitos pequenos dinossauros predadores que conviviam com esses insetos (como as espécies mencionadas acima). Desta forma, poderíamos inferir que as pupilas dos dinossauros de médio a pequeno porte do Jurássico Superior e do Cretáceo Inferior, como os maniraptores (pelo menos), deveriam ser arredondadas, já que os ocelos de todos os kalligramatídeos conhecidos até então, possuem esse mesmo formato. O que se soma à evidência indireta parelela, que considera como base comparativa o formato da pupila dos dinossauros viventes, que são as aves.

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

O poder da especulação

Alguns podem estar se perguntando: qual a importância de especular aspectos biológicos e evolutivos tão difíceis de se comprovar por meio do registro fossilífero? Muito da ciência começa com especulação. As descobertas científicas, em geral, nascem de hipótese de alguém. Um exemplo clássico foi a detecção das ondas gravitacionais em 2015, que haviam sido previstas por Albert Einstein em 1916.

Focando na área da Paleontologia, um exemplo muito interessante, e, à época, considerado extremamente especulativo, foi o da existência de um radiodonte (grupo que inclui o Anomalocaris) filtrador, batizado de “Ceticaris”. Nada mais que uma especulação concebida pelo artista John Meszaros, publicada no livro All Your Yesterdays, de 2013. Porém, para surpresa de muitos, em 2014 foi realmente descrito um radiodonte cambriano com hábito filtrador, Tamisiocaris borealis.

Ceticaris” – Arte de John Meszaros

Em homenagem à previsão de Meszaros, Tamisiocaris foi incluído em um novo clado denominado Cetiocaridae. Infelizmente, o nome deste clado não é mais considerado válido, de acordo com o Código Internacional de Nomenclatura Zoológica, por não existir nenhum gênero real chamado “Cetiocaris“, então foi formalmente substituído pelo nome Tamisiocarididae.

Reconstrução de Tamisiocaris – Arte de Rob Nicholls

Finalmentes

Com base em todos os argumentos supracitados (Alô, professores de redação!), podemos inferir que a hipótese levantada pode levar a especulações e trabalhos futuros que respondam às nossas dúvidas (isso claro, se esse post, neste humilde blog, chegar nas pessoas certas, e para isso seu compartilhamento é fundamental). Gostaríamos de agradecer a Julian Kiely do excelente blog “Paleoflora” pelo artigo que inspirou este, e que isso inspire a todos os nossos leitores a imaginar e especular dentro da ciência, lançar ideias, compartilhá-las, pois só assim a ciência cresce e prospera, com união e partilha. 

Referências:

Martins-Neto, R. G. 1997. Neurópteros (Insecta, Planipennia) da Formação Santana (Cretáceo IInferior) Bacia do Araripe, Nordeste do Brasil. X – descrição 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, 496–499.

Moura-Júnior, D.A. et al. 2018. The Brazilian Fossil Insects: current scenario. Anuário do Instituto de Geociência – Ufrj, v. 41, n. 1, p. 142-166. Instituto de Geociências – 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.

De ‘Caminhando com Dinossauros’ até ‘Prehistoric Planet’

por Juan Vitor Ruiz

Com a nova série da Apple TV+ chegando, que tal voltar no tempo e percorrer os caminhos traçados até a nova produção?

Foi numa noite de outono em 1999 que espectadores britânicos do canal BBC One tiveram uma experiência que, até então, era o mais próximo possível de entrar numa máquina do tempo. Uma paisagem rural tipicamente inglesa se transformava conforme o narrador descrevia uma viagem ao passado, para então, subitamente, presenciarmos uma disputa entre dois tiranossauros em carne e osso. Seis anos antes, Jurassic Park já havia apresentado os dinossauros mais palpáveis e realistas que o mundo já vira, mas dessa vez era diferente. O que estava sendo exibido na TV não era um filme hollywoodiano, uma obra claramente fictícia: era um documentário de natureza como qualquer outro, mas ambientado há centenas de milhões de anos.

O documentário em questão, a minissérie em 6 episódios Caminhando com Dinossauros (Walking with Dinosaurs), foi mais uma joia na coroa da BBC, que possui até hoje a fama de produzir o que há de melhor no gênero de documentários de história natural. Os avanços tecnológicos nos anos 1990 permitiram inserir as criaturas mesozóicas digitais (e alguns closes de bonecões animatrônicos bem trabalhados) em tomadas de paisagens naturais sem soar artificial ou exagerado.

A cabeçona animatrônica de um Utahraptor. Se envelheceu melhor ou pior que os dinos de CGI, é um ponto a ser discutido

Some isso a um roteiro elaborado, uma trilha sonora que remete a filmes de terror clássicos da Hammer, as locações absurdamente sensacionais (incluindo campos de basalto no Chile, florestas pluviais na Tasmânia e montanhas na Nova Zelândia) e uma narração dramática feita pelo shakespeariano Kenneth Branagh, e temos um épico que bateu recordes de audiência, levou 3 Emmys (incluindo o de melhores efeitos visuais) e, mais importante, estabeleceu um novo gênero. Sim, os efeitos visuais podem ter envelhecido mal aos nossos olhos treinados de 2022, mas uma coisa é certa: Caminhando com Dinossauros mostrou que é possível assumir computação gráfica como real, aliar ficção à nãoficção e trazer dinossauros não-avianos e outros seres pré-históricos para a TV de forma completamente crível.

Uma das locações mais impressionantes de toda a série são os recifes e florestas de coníferas da Nova Caledônia vistos no episódio 3, A Cruel Sea

Mais de 20 anos depois, porém, o alto nível de Caminhando com Dinossauros não foi batido por nenhum outro documentário. O criador da série, Tim Haines, seguiu produzindo documentários derivados que, mesmo com certo apreço da crítica e público, acabaram tornando-se reféns da própria genialidade do original, repetindo a mesma fórmula, mas sem aquele gás de inovação. Fora do nicho da BBC, foram produzidas um monte de cópias descaradas (um monte mesmo), algumas até com o seu valor de entretenimento, mas a maioria descartável (do ponto de vista de científico/paleontológico, claro), meras paródias sem muito valor criativo e científico.

O tiranossauro tipicamente estressadinho de Dinosaur Revolution (2011): apenas mais uma tentativa de criar um mundo mesozoico através de CGI (uma das piores, em minha opinião)

Talvez Planet Dinosaur (2011), também da BBC, tenha sido a última reencenação mesozoica de calibre, ainda que bem limitada dentro de suas próprias premissas. Diferentemente de Caminhando com Dinossauros, essa série foi inteiramente reconstruída através de computação gráfica. Sendo uma animação completa, e aliada ao seu estilo de fotografia frenético e trilha sonora com pegada eletrônica, Planet Dinosaurs parece mais um videogame do que um documentário. Nada daquela atmosfera palpável e sombria que havíamos visto 12 anos antes.

Planet Dinosaur possui bastante embasamento científico e uma diversidade notável de dinossauros, mas o climão de game não tornou essa série tão memorável

De 2015 pra cá, porém, tivemos mudanças, e os documentários de natureza estão vivendo uma nova era de ouro, impulsionados pelos avanças tecnológicos, pelos serviços de streaming e, claro, pelas redes sociais. E, de novo, a BBC está no centro de tudo: a famosa e viral sequência a la Mad Max de um bebê iguana sendo perseguido por dezenas de cobras é de um de seus documentários, Planet Earth II (2016). Um ano depois, Blue Planet II (2017) se tornou o programa mais assistido na Grã Bretanha (mais do que o reality The X Factor, acreditem) e foi tão assistido na China que bugou a internet por lá. Narrativas mais elaboradas e uma grande ênfase na fotografia e trilha sonora estão tornando os documentários cada vez mais cinematográficos, atraindo um público crescente que não mede esforços em compartilhar os melhores momentos nas redes. Nessa toada, uma hora ou outra alguém ia trazer um novo documentário sobre dinossauros.

É aqui que pediram um Deinocheirus?

Eis que, nas últimas semanas, a Apple TV+ nos presenteou com o teaser, sneak peek, trailer, sinopse e data de estreia do que está prometendo ser a maior produção do tipo desde Caminhando com Dinossauros (finalmente!)

WTF?! Especulações são parte importante de qualquer reconstrução paleoartística, desde que muito bem embasadas no que já sabemos. O time de paleontólogos consultores, incluindo o tetrapodólogo Darren Naish (ele mesmo historicamente bem crítico e criterioso), garante que nada muito viajado apareça no produto final. Inclusive, muito do livro All Yesterdays parece estar na série, incluindo o display de bracinhos dos abelissaurídeos.

Anunciada há cerca de 3 anos, Prehistoric Planet traz um time que vai fazer qualquer dinonerd se arrepiar: David Attenborough na narração (segundo uma fonte, ele foi convidado para narrar Caminhando com Dinossauros mas negou, alegando que seria um falso-documentário, hmm…), Hans Zimmer assinando a trilha sonora, Mike Gunton (Life, Planet Earth II, The Green Planet) como co-produtor executivo e, o que acho mais interessante, o absurdamente prolífico Jon Favreau também assumindo a produção executiva. Não é coincidência, então, que os efeitos visuais (lindos, pelo que já foi exibido) foram realizados pela Moving Picture Company, responsável pelo visual dos recentes Mogli e O Rei Leão, ambos dirigidos por Favreau.

O homem que quis fazer um pouco de tudo.

Além disso, nada foi muito divulgado a respeito dos episódios em si, mas tenho alguns palpites. A série, que se passa durante o Cretáceo, segue a fórmula comum dessas grandes produções com o título “Alguma Coisa Planet”, com (provavelmente) cada um dos cinco episódios focando num ecossistema (litorais, desertos, água doce, florestas e “mundos congelados” são indicados no site da Apple TV+ e, agora, no novo trailer). Será uma oportunidade interessante de ver os bichões interagindo não apenas entre si, mas com o meio, trazendo uma perspectiva mais ecológica (e que não é muito retratada nesses documentários).

Um Qianzhousaurus (?) chinês é mais um indicativo de que, contrário à maioria das produções do tipo, a série vai viajar ao redor do mundo ao invés de se centrar unicamente na América do Norte.

Mas, talvez o mais importante, é que Prehistoric Planet está sendo lançado num momento perfeito para atualizar nossa visão dos dinossauros. Desde Caminhando com Dinossauros, na virada do milênio, foram tantas descobertas e reinterpretações publicadas em artigos científicos, debatidas por pesquisadores e trazidas à vida por paleoartistas (e me refiro à paleofauna em geral) que soa meio estranho que dinossauros e afins permaneçam sendo representados pela maioria dos veículos de mídia mais de acordo com nossa visão noventista do que com o que sabemos hoje.

Um documentário com o escopo e alcance de Prehistoric Planet poderá realmente surtir mudanças em como esses animais são representados mundo afora a partir de então. Digo, tivemos que esperar até 2022 para vermos um tiranossauro emplumado numa grande produção!

Como uma visão pessoal, não espero que essa nova série supere Caminhando…, um divisor de águas que possui um enorme valor sentimental para mim e, suspeito, milhares de outras pessoas mundo afora. Mas Prehistoric Planet chegou, e estamos diante da oportunidade de repaginar e atualizar a tão clássica Caminhando com Dinossauros, com grande potencial de que, no futuro, Prehistoric Planet seja vista com o mesmo ar de admiração e soberania.

Aqui está um react recente que o Tito publicou no canal dos Colecionadores de Ossos:

Mais indicações de leitura e vídeo:

Cetáceos e seus “modos à mesa”: um guia de como filtrar sua comida

Nas últimas postagens você teve a oportunidade de conhecer alguns grandes cetáceos fósseis predadores, como Basilosaurus isis e Ankylorhiza tiedemani. Mas não só de caçadas sanguinolentas vivem esses animais. Bom, isso se você não for um cardume de lulas, peixes ou crustáceos...

Na postagem de hoje, vamos contar sobre como as baleias foram por um caminho um pouco diferente e se tornaram alguns dos maiores seres viventes do planeta, alimentando-se por filtração. Caso você seja parte do cardápio, é bom por sebo nas canelas, ou melhor, nas nadadeiras, porque a fome aqui é gigantesca.

Um balaio de baleia

Antes de qualquer coisa, é importante entender quem são as baleias filtradoras:

Em inglês, o termo whale (baleia) pode ser usado popularmente para se referir a qualquer espécie de cetáceo, seja este pequeno ou grande, com dentes ou não. Porém, também existe uma palavra para se referir especificamente às baleias filtradoras : baleen (algo como “barbas” ou “barbatanas”, em português).

Baleen” refere-se particularmente aos Mysticeti ou “misticetos“, no bom português. Misticetos são os cetáceos dos grupos Balaenopteridae, Balaenidae, Eschrichtiidae, Neobalaeninae e alguns outros grupos fósseis. Estes grupos possuem barbatanas (ou barbas) no lugar dos dentes, que servem para filtração, e é por isso, que esses cetáceos são chamados de “baleias filtradoras” ou “baleias de barbatana” aqui no Brasil.

Também há nomes populares específicos para diferenciar certos grupos. Rorqual, por exemplo, refere-se somente às baleias da família Balaenopteridae, que incluem baleias-azuis, baleias-fin, baleias-sei, baleias-de-bryde, baleias-de-rice, baleias-minke e baleias-jubarte. Baleias verdadeiras, por sua vez, é o nome usado para denominar as Balaenidae, representas pelas baleias-francas-austrais, baleias-francas-do-atlântico-norte, baleias-francas-do-pacífico, e as baleias-da-groenlândia.

As outras duas famílias, Eschrichtiidae e Neobalaeninae, não ocorrem no Brasil, e normalmente são chamadas pelos nomes das espécies que as representam: baleia-cinzenta (Eschrichtiidae) e a rara baleia-franca-pigméia (Neobalaeninae).

Algumas espécies de baleias filtradoras (CASTRO & HUBER, 2012).

Modos à mesa 

Cada grupo de baleia filtradora possui características anatômicas diferentes que refletem modos únicos de filtrar a água para se alimentar. Porém, pelo menos uma coisa é comum entre elas: as barbatanas, estruturas compridas e enfileiradas, feitas de queratina (mesmo material que forma nossos cabelos e unhas), presentes na boca desses animais. Tais barbatanas acabaram por substituir os dentes dos misticetos ao longo de sua evolução.

File:Humpback whale baleen.jpg
Barbatanas. Imagem de Randall Wade (Rand) Grant, sob licença CC BY 2.0.

As barbatanas funcionam como uma escumadeira ou peneira, que permite que a água abocanhada durante a alimentação seja expulsa da boca, com a ajuda da língua, e que o alimento fique preso enquanto a água sai.

As rorquais possuem pregas na região ventral, que se expandem como o papo de um pelicano, permitindo com que elas possam abocanhar (engolfar) grandes quantidades de água com cardumes inteiros de pequenos peixes ou krill (um tipo de camarãozinho). Já as baleias-verdadeiras, são mais corpulentas, não possuem pregas ventrais e a sua boca é em forma de arco. Elas basicamente se alimentam filtrando a água enquanto nadam com a boca aberta.

As barbatanas das baleias-verdadeiras podem ter entre 2 metros de altura, até 5,2 metros de altura!

As baleias-cinzentas, por sua vez, abocanham a areia do fundo marinho filtrando-a em busca de crustáceos enterrados. Elas possuem sulcos na garganta em vez de pregas ventrais. As baleias-franca-pigméia, por fim, possuem uma mistura de características: boca em forma de arco como a das baleias verdadeiras, sulcos ventrais na garganta como as baleias-cinzentas e estilo de alimentação como as rorquais.

Diferenças entre as formas de filtração das rorquais (baleia-azul) e das baleias verdadeiras (baleia-franca). A água entra na boca e depois é expulsa com a ajuda da língua ao pressionar o céu da boca, fazendo a água passar pelas barbatanas (CASTRO & HUBER, 2012).

Mas sempre foi assim? Como será que as barbatanas surgiram? As formas de alimentação sempre foram as mesmas desde o começo da evolução dos misticetos? Como as espécies transicionais se alimentavam? Essas são perguntas que o registro fossilífero pode ajudar a responder…

Comendo com hashi, os “palitinhos japoneses

Os basilossaurídeos foram os primeiros cetáceos totalmente aquáticos. Eles eram grandes caçadores, inclusive de outros cetáceos, e tinham a boca cheia de dentes diferentões, como já citamos AQUI. A pergunta inevitável é: como essas “baleias primitivas” foram de caçadoras dentadas para as banguelas filtradoras que temos na atualidade? Bom, alguns achados fósseis das últimas décadas possibilitaram entender parte desse processo: 

Em 2016, Felix G. Marx junto com outros colegas, analisaram estranhas ranhuras encontradas em dentes fósseis de um grupo de baleias “primitivas” chamadas de Aetiocetidae, comuns no Oligoceno.

Crânio de aetiocetídeo (MARX et al., 2016).

Eles analisaram um fóssil específico, encontrado em rochas da região de Washington, EUA. O espécime, datado do Oligoceno Superior demonstrou afinidade aos misticetos, mas possuía um padrão de desgaste nos dentes muito diferente, não compatível com a presença de barbatanas. Felix e colegas, depois de muitas análises, associaram os desgastes horizontais nos dentes a uma alimentação por sucção, sugerindo que as barbatanas dos misticetos teriam surgido mais tarde, próximo à origem das baleias filtradoras modernas. O que isso significa? Que antes de filtrar, os misticetos provavelmente teriam se alimentado sugando o alimento, como se faz quando comemos macarrão com hashi!

Figura 5. Padrões de desgaste em dentes, sugerindo alimentação por sucção em um aetiocetídeo (MARX et al., 2016).

As ranhuras horizontais observadas nos dentes foram comparadas com outros animais que também se alimentam por sucção na atualidade, como belugas, algumas baleias-bicudas, morsas e certas espécies de focas. Pelo padrão de desgaste, a língua deveria funcionar como um pistão, fazendo pressão para que a água e a(s) presa(s) fossem sugados rapidamente para dentro da boca, o que deveria causar estes desgastes.

Etapas de sucção mostrando a língua de um Aetiocetidae funcionando como um pistão. Ilustração por David Hocking.

Também foram observadas marcas em alguns dentes, relacionadas com a expulsão da água e sedimentos que eventualmente eram sugados junto com o alimento. Os Aetiocetidae deveriam ficar com a boca meio aberta enquanto expulsavam tudo aquilo que não era alimento. Essas marcas são semelhantes às encontradas em certas espécies de mamíferos marinhos citados anteriormente, que também se alimentam por sucção.

Mas e agora? Onde as barbatanas aparecem nessa história, se os primeiros misticetos ainda tinham dentes e sugavam a comida, ao invés de morder tudo que passava pela frente? Mais uma vez, o registro fossilífero pode nos ajudar a entender essa história, mas agora vamos contar com a ajuda de análises em animais atuais para entender outra parte dessa saga evolutiva única.

Comendo com garfo e colher

Alguns autores sustentam que as barbatanas teriam aparecido em alguns misticetos extintos que ainda possuíam dentes. Eles descrevem que essa teria sido uma “fase de transição” evolutiva, em que esses cetáceos teriam exibido uma alimentação mista: de predadores ativo por sucção, que também seriam capazes de realizar filtragem. Achados fósseis do Oligoceno Superior, publicados em 2008, por Thomas A. Deméré e colegas, permitiram o reconhecimento de marcas no céu da boca de espécies fósseis de Aetiocetidae, que indicariam uma alimentação por filtração.

Aetiocetus weltoni, um Aetiocetidae mostrando a hipótese de ocorrência simultânea de dentes e barbatanas (Ilustração de Carl Buell) (DEMÉRÉ et al., 2008).

O material descrito por Thomas pertence a uma espécie denominada Aetiocetus weltoni. Nos fósseis foram encontradas ranhuras de inervação no palato (céu da boca) semelhantes àquelas observadas nas baleias filtradoras atuais. As inervações saem da região dos alvéolos dentários (local onde se encaixam os dentes) exatamente como nos misticetos atuais. Segundo os autores, isso seria uma evidência de que a espécie fóssil teria tido barbatanas.

Palato de baleia atual sem dentes, mostrando os sulcos de inervações (a-b) e palato de Aetiocetus weltoni mostrando os sulcos de inervações junto com a dentição (MARX et al., 2016).

Inicialmente achava-se que as barbatanas poderiam ter surgido a partir de estruturas rígidas no céu da boca dos misticetos basais, chamadas de “cristas córneas palatinas”, também presentes nos artiodáctilos (cabras, bois, camelos, hipopótamos, etc.), grupo no qual os cetáceos são aparentados. Porém, as inervações encontradas nos fósseis observados por Thomas e colegas reforçaria outra hipótese.

Thomas e colegas observaram fetos de baleias filtradoras atuais e notaram que, apesar de “banguelas” quando adultas, a sua sequência de dentes se desenvolve em sua fase fetal. O seu crescimento é que é interrompido pela ação de alguns genes. Quando tais genes se ativam, os dentes são reabsorvidos pelo organismo, mantendo somente as inervações no palato geradas durante o seu crescimento inicial.

Vista lateral de um feto baleia-fin (Balaenoptera physalus) com corte mostrando botões de dente na mandíbula superior (MARX et al., 2016).

Durante a reabsorção dentária, queratina é secretada e é isso que forma as placas de barbatana no lugar dos dentes reabsorvidos. Essas placas crescem constantemente enquanto o filhote se desenvolve e, ao longo da vida, são desgastadas e desfiadas, ficando com a aparência que conhecemos.

A ordem dos talheres

Alguns autores, todavia, alertam: assim como a origem das penas em dinossauros não-avianos não marca a origem do vôo, o aparecimento dos canais de inervação no palaro dos misticetos não necessariamente indicaria a presença de barbatanas. Em vez disso, esses sulcos inervados em alguns aetiocetídeos fóssei poderiam, por exemplo, ter fornecido condições anatômicas e fisiológicas iniciais para o aparecimento posterior das barbatanas. 

Felix G. Marx e colegas, em seu trabalho de 2016, apontam que a presença de dentes alternados, como os observados no fóssil descrito por Thomas e colaboradores em 2008, acabariam danificando as barbatanas, se essas estivessem presentes. Os mesmos autores também observam que a mandíbula das baleias filtradoras atuais é mais larga, o que permite com que as barbatanas não sejam danificadas durante o fechamento da boca do animal. Além disso, misticetos atuais também possuem uma adaptação muscular especial que permite com que a mandíbula rotacione levemente durante a oclusão, o que também dificulta o dano às barbatanas.  Em aetiocetídeos, por sua vez, o tamanho da mandíbula e sua forma de abertura indicam que, qualquer barbatana, se presente, seria danificada durante o fechamento da boca.

Esquema de fechamento da boca e a acomodação das barbatanas nas baleias verdadeiras (Balaenidae) e nas rorquais (Balaenopteridae) em comparação com o fechamento da boca dos Aetiocetidae possivelmente sem barbatanas (MARX et al., 2016).

Felix e demais colegas até tentam dar uma chance ao modelo de barbatanas+dentes. Eles sugerem um cenário em que as barbatanas poderiam estar entre os dentes do animal e que, com o fechamento da boca, elas se dobrariam para dentro, similar ao que ocorre com as baleias-da-groenlândia. Todavia, ainda sim, a presença dos dentes alternados atrapalharia o dobramento e danificaria significativamente as estruturas. Os autores concluem, que as barbatanas não teriam surgido dessa forma. Talvez elas tenham surgido em outros grupos que tivessem uma mandíbula mais larga e/ou uma dentição reduzida ou inexistente.

Um jeito alternativo de comer

A capacidade de gerar sucção é fundamental para a maioria dos vertebrados aquáticos e é amplamente observada entre os mamíferos marinhos atuais. No entanto, até o trabalho de Felix e colegas, ela raramente havia sido associada à evolução dos misticetos. A sucção é muito útil na alimentação subaquática, pois facilita o transporte do alimento até o fundo da boca, onde ele será deglutido. Essa forma de adquirir alimentos provavelmente já estava presente em cetáceos basais, muito antes dos misticetos, mas esse é um comportamento relativamente difícil de se interpretar por meio de fósseis.

O uso de sucção na alimentação e provável ausência de barbatanas nos misticetos basais sugeriria um modelo diferente de evolução da alimentação por filtragem em baleias:

(1) Misticetos basais, incluindo aetiocetídeos, tinham tanto a dentição funcional, quanto a habilidade de usar sucção, herdada de cetáceos anteriores;

(2) A água ingerida por eles, como resultado da sucção, era expelida fundamentalmente com auxílio dos dentes;

(3) algum grupo de misticeto ancestral aprimorou suas capacidades de sucção ao longo do tempo, com o desenvolvimento de mandíbulas mais largas e tecidos moles associados (“calos” ou dobras na gengiva, lábios expandidos, etc.). O aperfeiçoamento desta capacidade teria favorecido a perda da dentição com o tempo;

(4) Com a perda da dentição, as barbatanas teriam evoluído e, gradualmente, sido selecionadas.

Esquema evolutivo das baleias filtradoras. (MARX et al., 2016).

Este cenário seria mais plausível, pois exclui problemas potenciais de interferência entre uma dentição ativa e barbatanas. Ele explica também como os dentes poderiam ter sido perdidos, sem afetar o sucesso da alimentação. Além disso, ele está de acordo com a evidência observada no desenvolvimento de fetos de misticetos atuais, que mostra que o crescimento das barbatanas só se dá quando os dentes são reabsorvidos.

A sucção seguida de filtragem é uma forma de alimentação que pode limitar bastante o tamanho máximo da presa a ser capturada. O aperfeiçoamento dos tecidos moles associados à dentição, em especial a gengiva, é uma forma de lidar com este problema. Primeiro, um mecanismo para prensar a presa deve ter surgido nos misticetos basais e, depois disso, um aparato apropriado de filtragem – isto é, as barbatanas.

Uma adaptação observada nos botos-de-dall (Phocoenoides dalli), espécie vivente de cetáceo, pode ajudar a imaginar como o processo teria acontecido. Esses cetáceos odontocetos (não diretamente aparentados às baleias filtradoras) têm dentes rudimentares e possuem em sua boca, também, pequenos “dentes na gengiva”, semelhantes aos brotos iniciais das barbatanas dos misticetos. Essas estruturas ajudam os botos-de-dall a capturarem suas presas. Pode ser que essa adaptação seja uma pista de como se deu a perda gradual da dentição em misticetos e posterior surgimento das barbatanas.

A origem das barbatanas, adaptação chave das baleias filtradoras modernas (Mysticeti), marca uma transição profunda e única na história evolutiva dos vertebrados. Hoje, ela é um pouco melhor compreendida, porém, como vocês viram, ainda restam detalhes a serem desvendados sobre como esta belíssima crônica evolutiva se desenrolou. A compreensão da evolução dos “modos à mesa” das baleias pode estar, não só nos fósseis, mas em uma combinação entre estudos paleontológicos, genéticos e do desenvolvimento.

Referências:

CASTRO, Peter; HUBER, Michael E. Biologia marinha. AMGH Editora, 2012.

DEMÉRÉ, Thomas A.; MCGOWEN, Michael R.; BERTA, Annalisa; GATESY, John. Morphological and molecular evidence for a stepwise evolutionary transition from teeth to baleen in mysticete whales. Systematic biology, v. 57, n. 1, p. 15-37, 2008.

MARX, Felix G.; HOCKING, David P.; PARK, Travis; ZIEGLER, Tim; EVANS, Alistair R.; FITZGERALD, Erich M. G. Suction feeding preceded filtering in baleen whale evolution. Memoirs of Museum Victoria, v. 75, 2016.

Vamos falar de MicroArte!

Estava eu pensando no que escrever para este post: escreveria sobre dinossauros, petróleo, extinções, repteis marinhos? É muito difícil ter uma ideia criativa para um post e fazer com que as pessoas se interessem e leiam.

Assim, de uma forma mais suave, decidi falar de arte!

Não é sobre arte desenhada ou esculpida por paleoartistas. É arte natural. Arte que se criou na natureza e enche nossos olhos com beleza inexplicável. É tão belo como um floco de neve visto por um microscópio. É a arte morfológica dos microfósseis.

Em posts anteriores pude escrever brevemente sobre os microfósseis. Citeis alguns grupos, enfatizei outros. Mas em nenhum momento falei sobre a beleza que eles expressam aos olhos dos micropaleontólogos. Este post é breve, fotográfico. Compilei fotos para que vocês, caros leitores, também possam entrar nesse mundo diminuto, e assim, também enxergar sua beleza.

Como os dinossauros, trilobitas,  répteis marinhos, mamiferos atuais ou extintos,  que possuíam diferentes ornamentações na cabeça ou no tronco, cada microfóssil também possui seus adornos, características diferenciadas e únicas que se preservam na forma de carapaça, seja de quitina, sílica, calcário. Através dessas características, são divididos em grupos tais quais radiolários, foraminíferos, nanofósseis calcários, conodontes, dinoflagelados, etc. Vejamos alguns desses grupos logo abaixo!

Foraminífero

Foraminífero

 

Foraminífero

Radiolário

Radiolário

Nanofóssil calcário

Dinoflagelado

Como diria Louis Armstrong, What a Wonderful World!

Todas as fotos foram retiradas do google imagem!