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A origem dos pterossauros

Hoje (quarta-feira 9/12/2020), acaba de ser publicado um trabalho que traz informa√ß√Ķes importantes para a compreens√£o de um grande enigma da paleontologia: a origem dos pterossauros, r√©pteis voadores que dominaram os c√©us durante a Era Mesozoica.

O trabalho foi publicado na revista Nature e conta com a participação de alguns cientistas brasileiros, que ajudaram a investigar em detalhes um grupo de pequenos répteis que viveu durante o Período Triássico, os lagerpetídeos.

A origem dos pterossauros sempre foi um daqueles problemas cabeludos da Paleontologia. Os pterossauros, para quem n√£o conhece ou n√£o se recorda, s√£o aqueles r√©pteis voadores com asas membranosas, que viveram durante a chamada “Era dos Dinossauros”, intervalo do tempo que se estende de 251 √† 66 milh√Ķes de anos atr√°s.

O problema com os pterossauros √© que seus f√≥sseis mais antigos (que tem cerca de 208 milh√Ķes de anos), j√° apresentam caracter√≠sticas t√£o diferenciadas, que √© dif√≠cil tra√ßar a origem evolutiva do grupo. Eles j√° apresentam, por exemplo, dedos das m√£os hiper-alongados, cr√Ęnio super modificado e diversas outras caracter√≠sticas derivadas muito bem adaptadas para o voo. A compara√ß√£o com outros grupos de r√©pteis que viveram no mesmo per√≠odo √© bastante dif√≠cil, pois n√£o temos registros de f√≥sseis de organismos com caracter√≠sticas intermedi√°rias. Logo, descobrir onde o grupo se encaixa na √°rvore da vida tornou-se um desafio.

Diversos grupos independentes de cientistas t√™m se debru√ßado sobre a quest√£o ao longo do tempo. Os resultados espec√≠ficos s√£o bastante contrastantes, mas em uma coisa, pelo menos, temos concordado, eles pertencem a um grupo chamado de Archosauromorpha, que inclui, por exemplo, os dinossauros e os crocodilos atuais. √Č um grupo muito amplo. Isso serve para voc√™ entender a gravidade da quest√£o.

H√° muita discord√Ęncia sobre em que ponto exato dentro dos Archosauromorpha se encaixam os pterossauros. Alguns pesquisadores sugerem que eles teriam derivado de Archosauromorpha basais. Outros, que eles s√£o parentes bem mais pr√≥ximos dos dinossauros, derivados de avemetatars√°lios basais pr√≥ximo aos lagerpet√≠deos. A√≠ entra o estudo publicado hoje.

Arte de Rodolfo Nogueira.

O estudo publicado hoje na revista Nature √© assinado por 18 autores, entre eles os brasileiros M√°rio Bronzati, Sergio F. Cabreira, L√ļcio Roberto da Silva e Max Langer. O que os 18 pesquisadores fizeram foi investigar mais a fundo um grupo espec√≠fico de pequenos r√©pteis arcossauromorfos do Per√≠odo Tri√°ssico (cerca de 237 a 210 milh√Ķes de anos atr√°s), conhecidos como lagerpet√≠deos. A equipe analisou n√£o apenas detalhes da apar√™ncia externa do esqueleto desses organismos, como utilizou tamb√©m a tecnologia de tomografia computadorizada para observar dentro de seus ossos. Mais especificamente, dentro do cr√Ęnio.

Os lagerpet√≠deos viveram onde hoje √© a Am√©rica do Sul, Am√©rica do Norte, √Āfrica e Madagascar. Durante o Tri√°ssico, estas massas de terra estavam unidas, formando o supercontinente Pangea. Aqui no Brasil, f√≥sseis de lagerpet√≠deos s√£o encontrados apenas no Rio Grande do Sul, em rochas da Bacia do Paran√°.

Um exemplo de lagerpetídeo brasileiro é Ixalerpeton polesinensis, um animal com cerca de 40 cm de comprimento e 15 centímetros de altura, descrito em 2016. Seu fóssil foi encontrado no município de São João do Polêsine, RS. Ixalerpeton é uma das espécies de lagerpetídeos incluída no estudo. Ele tem preservado parte de sua caixa craniana, o que permitiu aos pesquisadores reconstruir o cérebro e ouvido interno do animal.

Fóssil de Ixalerpeton polesinensis (Foto fornecida pelos autores do estudo)

Outras esp√©cies de lagerpet√≠deos foram analizadas, como Lagerpeton chanarensis, da Argentina, Dromomeron romeri e Dromomeron gregorii, dos E.U.A. e Kongonaphon kely, de Madagascar. At√© pouco tempo atr√°s, lagerpet√≠deos eram conhecidos apenas com base em ossos das pernas e do quadril (que se preservam mais facilmente nesse grupo), mas descobertas mais recentes t√™m revelado mais detalhes sobre a anatomia desses animais, como a apar√™ncia do cr√Ęnio, coluna e membros anteriores.

Os pesquisadores reuniram, ent√£o, esses f√≥sseis e fizeram um estudo anat√īmico comparativo, avaliando diversas caracter√≠sticas destes animais e comparando-as com de outros Arcosauromorpha. A an√°lise filogen√©tica resultante do estudo (uma forma matem√°tica de an√°lise de parentesco) revelou grandes semelhan√ßas anat√īmicas entre os lagerpet√≠deos e os primeiros pterossauros. Apontou, inclusive, a exist√™ncia de um grupo independente, que incluiria ambas as linhagens, chamado de Pterosauromorpha.

Filogenia calibrada no tempo para Archosauria (Ezcurra et al. 2020).

No trabalho s√£o destacadas v√°rias caracter√≠sticas √ļnicas compartilhadas apenas por pterossauros e lagerpet√≠deos, incluindo, por exemplo, alongamento dos ossos do antebra√ßo e das m√£os. O parentesco muito pr√≥ximo surpreendeu bastante, pois anteriormente pensava-se que lagerpet√≠deos deveriam ser mais aparentados aos silesaur√≠deos e dinossauros. Assim, o atual estudo estabelece um marco importante para o entendimento da origem dos pterossauros.

Outro resultado fascinante do estudo publicado hoje, envolve a biologia dos lagerpet√≠deos. Algumas caracter√≠sticas anat√īmicas indicam adapta√ß√Ķes a um estilo de vida bastante √°gil. As an√°lises com tomografia computadorizada e reconstru√ß√£o do c√©rebro e ouvido interno desses animais, por exemplo, demonstraram que eles tinham sistemas sensoriais t√≠picos de organismos capazes de movimentos r√°pidos da cabe√ßa e bom controle do movimento dos olhos e do pesco√ßo. Adapta√ß√Ķes como essa s√£o observadas em organismos voadores e/ou arbor√≠colas da atualidade. Talvez os lagerpet√≠deos utilizassem essa sua caracter√≠stica para a captura de presas √°geis, como insetos. O que √© refor√ßado pela anatomia dos seus dentes.

Dentário (osso anterior da mandíbula) direito do lagerpetídeo Ixalerpeton polesinensis do Triássico do Brasil. Foto fornecida pelos autores do estudo.

Se comparado ao sistema sensorial dos pterossauros, lagerpet√≠deos tinham basicamente as mesmas adapta√ß√Ķes no c√©rebro e ouvido interno. Isso pode sugerir que caracter√≠sticas sensoriais vantajosas para o voo evolu√≠ram antes mesmo do voo em si nos Pterosauromorpha (uma pr√©-adapta√ß√£o).

Outro ponto interessante é o formato das garras das mãos dos lagerpetídeos, bastante curvadas, o que indica uma função diferenciada dos membros anteriores. Os autores sugerem que elas podem ter sido selecionadas devido a um estilo de vida arborícola (para ajudar a escalar) e/ou utilizadas para a aquisição de presas. O que é interessante , pois pode sugerir um cenário em que o voo nos pterossauros teria evoluído como uma vantagem para se mover de uma árvore para a outra.

Reconstituição em vida do lagerpetídeo Ixalerpeton polesinensis, do Triássico do Rio Grande do Sul, com estilo de vida arborícola. Arte de Rodolfo Nogueira.

Embora este estudo tenha demonstrado um parentesco entre lagerpet√≠deos e pterossauros, muitas quest√Ķes ainda permanecem. Entre elas, talvez a mais perturbadora ainda seja como a principal caracter√≠stica dos pterossauros, as asas, evolu√≠ram. Pode parecer frustrante n√£o ter todas as respostas de uma vez, eu sei. Mas estamos chegando cada vez mais perto. Este estudo nos aproxima um pouco mais da “solu√ß√£o” do grande enigma. Pense pelo lado bom: pelo menos, agora sabemos melhor onde procurar respostas!

Nesta sexta-feira, dia 11/12, às 19h, vamos bater um papo ao vivo no nosso canal do Youtube com um dos autores do estudo. Ative o lembrete para não perder:

Veja o vídeo de divulgação do artigo:

Referência:

Ezcurra, M. D. et al. 2020. Enigmatic dinosaur precursors bridge the gap to the origin of Pterosauria. Nature. https://www.nature.com/articles/s41586-020-3011-4

Leia também:

Padian, K. 2020. Closest relatives found for pterosaurs, the first flying vertebrates. Nature https://www.nature.com/articles/d41586-020-03420-z

Melanina é encontrada em fóssil de pterossauro brasileiro

Mol√©cula biol√≥gica respons√°vel pela pigmenta√ß√£o de seres vivos foi encontrada preservada em um f√≥ssil brasileiro de cerca de 110 milh√Ķes de anos, da regi√£o do Cear√°! O f√≥ssil em quest√£o √© de um pterossauro, um tipo de r√©ptil voador da “Era dos Dinossauros”.

Reconstituição em vida de Tupandactylus, arte de Márcio Castro.
Reconstituição em vida de Tupandactylus, arte de Márcio Castro.

O estudo foi publicado hoje em uma das revistas científicas do prestigioso grupo Nature, a Scientific Reports, e inclui pesquisadores diversos países, liderados pelos paleontólogos brasileiros Felipe Pinheiro, da Universidade Federal do Pampa (Unipampa, Rio Grande do Sul) e o doutorando Gustavo Prado, da Universidade de São Paulo (USP, São Paulo).

“Isso ainda √© muito¬†distante Jurassic Park”, lembram os pesquisadores, mas o fato de encontrar uma mol√©cula biol√≥gica t√£o bem preservada j√° √© uma grande descoberta, que nos possibilita entender melhor como eram esses organismos do passado.

O f√≥ssil de r√©ptil voador analisado pertence a um¬†Tupandactylus, um pterossauro de tamanho m√©dio, com cerca de 3 metros de envergadura e que tinha uma crista bem alta na cabe√ßa. Ele viveu no sul do Cear√°, na regi√£o do Araripe, quando¬†toda essa √°rea era¬†coberta por uma extensa¬†laguna, durante a primeira metade do Per√≠odo Cret√°ceo, h√° cerca de 110 milh√Ķes de anos.

O estudo também contou com a participação de pesquisadores do Japão e dos Estados Unidos. Trata-se da mais completa caracterização química de uma biomolécula fossilizada em um réptil.

‚ÄúEmbora sempre soub√©ssemos que os f√≥sseis encontrados na regi√£o da Chapada do Araripe eram especiais em termos de preserva√ß√£o, foi uma surpresa quando as an√°lises qu√≠micas mostraram que a melanina do bicho ainda estava l√°. Parece que o pterossauro morreu ontem‚ÄĚ, relata Felipe Pinheiro, paleont√≥logo da Unipampa.

Vários fósseis de Tupandactylus já foram descobertos na Chapada do Araripe. Porém, este preservou muito bem a crista do animal, o que levou os pesquisadores a quererem analisá-la mais de perto. A crista enorme, em forma de vela, provavelmente era utilizada, entre outras coisas, para atrair parceiros. Foi dela que os cientistas extraíram o pigmento.

Imagem do artigo monstrando os pontos amostrados no fóssil.

‚ÄúA melanina √© uma das mol√©culas mais resistentes aos processos de fossiliza√ß√£o. Enquanto os outros compostos s√£o degradados com o passar do tempo, esse pigmento resiste de forma mais ou menos intacta‚ÄĚ, explica Gustavo Prado, que √© especialista em pigmentos fossilizados.

Imagem do artigo, mostrando os corp√ļsculos esf√©ricos presentes no f√≥ssil, que conteriam a melanina.
Imagem do artigo, mostrando os corp√ļsculos esf√©ricos presentes no f√≥ssil, que conteriam a melanina.

Agora, a pergunta que não quer calar: Com essa molécula preservada, foi possível identificar a cor do animal?

Os cientistas que assinam o estudo s√£o¬†bastante c√©ticos: ‚Äú√Č complicado‚ÄĚ, diz Pinheiro. ‚ÄúS√£o muitos fatores envolvidos na colora√ß√£o de um animal, e a melanina √© s√≥ um deles‚ÄĚ. Estudos anteriores reconstru√≠ram a cor de aves e dinossauros com base na forma dos melanossomos, organelas respons√°veis por armazenar melanina. A ideia √© que o formato dos melanossomos poderia indicar a colora√ß√£o. A caracteriza√ß√£o qu√≠mica da melanina do Tupandactylus mostrou que n√£o √© bem assim. ‚ÄúN√£o encontramos correla√ß√£o entre o formato dos melanossomos e o tipo de melanina identificada no pterossauro‚ÄĚ, diz Gustavo Prado.

O novo estudo, portanto, desafia as inferências de coloração realizadas para organismos fósseis até então. Será necessário rever essa possibilidade e, à luz das novas descobertas, aperfeiçoá-la.

O grupo de pesquisadores continua investigando a preserva√ß√£o excepcional de f√≥sseis da Chapada do Araripe, e afirmam que v√°rias novidades ainda est√£o por vir. ‚ÄúAos poucos ficamos cada vez mais pr√≥ximos desses animais incr√≠veis‚ÄĚ, diz Pinheiro.

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O trabalho completo está disponível em www.nature.com/articles/s41598-019-52318-y

O estudo foi financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).