O que um pequeno pterossauro chinês tem a nos contar sobre a Evolução

Postado por: Felipe Pinheiro

Para começar, peço desculpas pela falta de atualização no blog. As ocupações cotidianas (especialmente uma disciplina bastante exigente de Paleontologia de Vertebrados) estão tornando o tempo livre cada vez mais raro. Espero, realmente, ter tempo para me dedicar mais em um futuro próximo.

Na última semana, um grupo de pesquisadores liderado pelo paleontólogo chinês Junchang Lü, nos brindou com a descrição de um pequeno pterossauro do Jurássico Médio da província de Liaoning, China. Os fósseis de Liaoning são mundialmente famosos não só pela sua espetacular preservação (comparável à dos fósseis da Formação Santana, na Bacia do Araripe) mas, principalmente, por sua aparente potencialidade para quebra de paradigmas: o último deles foi o achado de um dinossauro relativamente distante, evolutivamente, dos terópodes com uma cobertura do que parecem ser estruturas filamentosas semelhantes a penas.

Para entender o que há de tão especial neste pterossauro (batizado, por razões provavelmente óbvias a todos, de Darwinopterus), é necessário saber alguma coisa sobre a sistemática desse grupo de répteis voadores. Os pterossauros são, de forma geral, formados por dois grandes grupos. O mais antigo deles é um grupo parafilético denominado “Rhamphorhynchoidea”. Genericamente, os pterossauros deste grupo possuem um crânio não tão comprido (quando comparado com os do outro clado de que falaremos adiante), fenestras antorbitais e nasais não confluentes, pernas curtas e fracas, ligadas entre si por uma parte da membrana alar, além de uma longa cauda com uma estrutura de tecido mole em forma de remo em sua extremidade (evidente em várias espécies).  São animais pequenos e, como é apontado por várias linhas diferentes de evidências, arborícolas.

Rhamphorhynchus, um típico pterossauro "ranforrincóide". Fonte da imagem: Wikipedia

O outro grande grupo é o clado Pterodactyloidea. Tal clado é apontado como monofilétco por todas as análises filogenéticas recentes e é formado por animais de tamanhos variados (desde alguns do tamanho de um pardal até outros com o porte de um avião pequeno),  com pernas mais robustas e separadas entre si, cauda curta, metacarpais alongados, crânio comprido,  fenestras antorbitais confluentes com as nasais e pescoço longo, além de outras características.

Pteranodon é um pterossauro pterodactilóide. Fonte da imagem: Wikipedia

Os ranforrincóides são considerados como animais basais e os pterodactilóides derivados. Como é de se esperar, não se tinha (até agora) idéia de como pterossauros pterodactilóides surgiram a partir de animais ranforrincóides. Os primeiros já surgiam no registro com todas suas características diagnósticas bem definidas.

O inesperado, no entantao, acontece. Os fósseis chineses são, infelizmente, também famosos por suas falsificações. Como acontece também no Araripe, é comum encontrar fósseis “Frankesteins”: em busca de preços melhores por suas peças, vendedores de fósseis misturam pedaços de várias espécies diferentes, “embelezando” os espécimes e ganhando mais de turistas desavisados. Algumas raras vezes, as falsificações conseguem enganar mesmo os pesquisadores. No entanto, ao contrário do que poderia ser sugerido, Darwinopterus não é uma falsificação. Mais de 20 espécimes foram encontrados, sendo referidos ao novo gênero.

O que levantou tanto interesse neste peculiar animal chinês é que ele possui características tanto de pterossauros pterodactilóides (crânio alongado com fenestras antorbitais e nasais confluentes, pescoço comprido) quanto de ranforrincóides (cauda longa, metacarpais curtos, pernas delicadas). As características parecem formar módulos, misturando planos corporais diferentes no mesmo animal: uma cabeça e pescoço tipicamente pterodactilóide e um corpo característico de ranforrincóides.

Holótipo de Darwinopterus modularis. Fonte: Lü et al., 2009

Modelos de Evoluçao Modular, onde os caracteres se distribuem desigualmente em diferentes módulos de evolução independente já haviam sido propostos e debatidos na literatura. No entanto (ao menos segundo os autores) um bom exemplo deste tipo de fenômeno não era, até então, conhecido. O que Darwinopterus sugere é que uma cabeça e pescoço tipicamente pterodactilóides tenham evoluido mais cedo e, de certa forma, independentemente do resto do corpo do animal.

É sempre perigoso usar termos como “intermediário”. No entanto, é difícil imaginar um animal que mesclasse melhor características dos dois grandes grupos e tivesse mais a dizer sobre a transição evolutiva entre eles. Como é de se esperar, todo “intermediário” gera ainda mais questionamentos, já que é possível imaginar infinitas etapas de transição entre duas espécies distintas.

Referências:

Lü, J., Unwin, D. M., Jin, X., Liu, Y. & Ji, Q. 2009. Evidence for modular evolution in a long-tailed pterosaur with a pterodactyloid skull. Proceedings of the Royal Society B doi:10.1098/rspb.2009.1603

Salão de anatomia comparada do Museu de História Natural de La Plata, um ótimo lugar para se sentir pequeno.

(clique na foto para ampliar)

Novo crocodilomorfo descrito para o Cretáceo do Ceará

Postado por: Felipe Pinheiro

O Estado do Ceará, já há algum tempo, vem sendo alvo de intensas pesquisas paleontológicas, o que se deve, principalmente, à Bacia do Araripe, inigualável depósito de fósseis do período Cretáceo, reconhecido globalmente tanto pela quantidade quanto pela qualidade de seu material fossilífero.

Talvez a excepcionalidade da Bacia do Araripe tenha contribuído para que algumas pequenas bacias sedimentares (Iguatu, Lima Campos, Icó e Malhada Vermelha), também cretáceas, localizadas na região centro-leste do Estado do Ceará, sejam alvo de pesquisas mais esporádicas. Tais bacias preservam, em suas rochas, um importante, e ainda pouco explorado, registro de vida cretácica.

Fragmento de teto e caixa craniana de S. jaguaribensis

No fim de 2005, uma expedição geológica realizada por pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) realizou estudos de cunho estratigráfico nesta região. Em seus estudos, os pesquisadores registraram diversos afloramentos com ocorrência de fósseis e coletaram alguns espécimes. Um dos fósseis coletados, um pequeno fragmento craniano à primeira vista sem graça, foi identificado como pertencente a uma nova espécie de crocodilomorfo, descrita no último volume da revista Palaeontology e batizada de Susisuchus jaguaribensis (Fortier & Schultz, 2009). Os responsáveis pela descrição do novo animal foram os paleontólogos Daniel Costa Fortier e Cesar Leandro Schultz.

O novo crocodilomorfo se assemelha bastante com Susisuchus anatoceps, descrito para  a bacia sedimentar do Araripe, também no Ceará. S. anatoceps, e  S. jaguaribensis são os dois únicos animais conhecidos representantes da família Susisuchidae, que tem uma especial importância por representar, como é mostrado no artigo, o grupo-irmão de Eusuchia, clado a que pertencem todos os crocodilianos modernos. Assim, compõe uma parte importante do quebra-cabeça que revela as complexas afinidades filogenéticas dos crocodilomorfos.

S. jaguaribensis (A) e S. anatoceps, uma espécie intimamente relacionada (B)

Outro fato interessante é o de que o holótipo de S. jaguaribensis representa o mais antigo registro fóssil de crocodilomorfo do Brasil.

Esta nova descoberta é apenas uma pequena amostra do quanto as pequenas “bacias de Iguatu” são interessantes do ponto de vista paleontológico. A fauna nelas registradas são o testemunho de um importante evento: essas bacias foram formadas no momento em que as placas sul-americana e africana estavam em processo de separação.

Mais pesquisas e trabalhos de campo nestas bacias sedimentares estão sendo realizados e podemos esperar que as bacias de Iguatu nos revelem agradáveis surpresas em um futuro próximo!

Referências:

Fortier, D.C.; Schultz, C. L. 2009. A new neosuchian crocodylomorph (Crocodyliformes, Mesoeucrocodylia) from the early Cretaceous of birth-east Brazil. Palaeontology 52(5) pp. 991-1007.

O novo crocodilomorfo se assemelha bastante com Susisuchus anatoceps, descrito para  a bacia sedimentar do Araripe, também no Ceará. S. anatoceps, e  S. jaguaribensis são os dois únicos animais conhecidos representantes da família Susisuchidae, que tem uma especial importância por representar, como é mostrado no artigo, o grupo-irmão de Eosuchia, clado a que pertencem todos os crocodilianos modernos. Assim, compõe uma parte importante do quebra-cabeça que revela as complexas afinidades filogenéticas dos crocodilomorfos.

Prestosuchus chiniquensis, um rauissuquídeo do Triássico do rio Grande do Sul.

Material em exibição no Museu de Paleontologia Irajá Damiani Pinto – UFRGS

Qual o grupo-irmão de Vertebrata?

Postado por: Felipe Pinheiro

A origem dos vertebrados continua sendo amplamente debatida no meio científico. Apesar do grupo ser consensualmente monofilético e sustentado por características bem definidas, seu posicionamento dentro dos deuterostomados continua incerto. Os vertebrados fazem parte de um grupo maior, o dos cordados, cuja monofilia é praticamente unânime entre os cientistas (embora, como veremos a seguir, esteja sendo questionada mais recentemente). As características que unem os cordados são, principalmente: presença da notocorda, um bastão fibroso flexível, que dá sustentação ao corpo do animal; tubo nervoso dorsal; fendas faringeais; presença de um órgão chamado endóstilo (forma a hipófise nos vertebrados) e presença de uma cauda pós anal, utilizada primitivamente para o deslocamento.

Os deuterostomados, grupo a qual nós, vertebrados, pertencemos, é formado por organismos que tem em comum entre si o fato de que, em seu desenvolvimento embrionário, o blastóporo (abertura que surge em uma das fases do desenvolvimento) origina o ânus. Nos demais animais, esta abertura dará origem, primitivamente, à boca. Além dos vertebrados, são deuterostomados os equinodermos (estrelas, ouriços e pepinos do mar), os tunicados (ascídias), os cefalocordados (anfioxos), outros grupos viventes menos conhecidos e alguns grupos fósseis de posicionamento incerto. As afinidades entre os deuterostomados são motivo de controvérsia, com várias diferentes filogenias propostas (baseadas tanto em dados morfológicos quanto moleculares):

Principais filogenias propostas para deuterostomados. Figura retirada de Benton (2005).

Observe que, na figura acima, dois dos três cladogramas apresentados agrupam os cefalocordados junto aos vertebrados (Euchordata). A adoção de Cephalochordata como grupo-irmão de Vertebrata é a concepção clássica (presente em praticamente todos os livros-textos de biologia). Ela se fundamenta principalmente no fato de que estes dois grupos compartilham entre si a presença de somitos, uma musculatura segmentada em pequenas porções em forma de V. O cladograma “b” agrupa os vertebrados e os tunicados em um clado chamado Olfactoria. Este clado estaria baseado no compartilhamento entre estes dois grupos, de áreas olfatórias especializadas na cavidade bucal. No entanto, esta proposta era, até recentemente, rejeitada pela maior parte dos pesquisadores.

Em 2006, no entanto, um artigo publicado na revista Nature colocou nossas concepções sobre a origem dos vertebrados em xeque: uma análise filogenética molecular baseada em uma amostragem de 146 genes nucleares de diversos animais protostômios e deuterostômios resultou em um cladograma em que os tunicados formariam o grupo-irmão dos vertebrados. Ou seja, a hipótese dos Olfactórios volta à tona. Neste cladograma, também ao contrário do que seria de se esperar pelo senso comum, os cefalocordados formam um clado junto aos equinodermados (Delsuc et al., 2006):

Apesar de o agrupamento dos cefalocordados com os equinodermados, segundo o artigo, ter apenas um grau moderado de confiabilidade, ele refutaria a monofilia de Chordata.

Este estudo sugere que caracteres como os miômeros surgiram, na verdade, precocemente na linhagem evolutiva dos deuterostomados, sendo perdidos posteriormente nos tunicados (e, caso a hipótese da monofilia do clado Echinodermata+Cephalochordata seja válida, também nos equinodermados).

Essa nova visão sobre as relações entre os deuterostomados nos leva a refletir sobre um grande problema na concepção geral da Evolução: a idéia errônea de que um grupo, por possuir maior grau de complexidade, deve ser considerado mais derivado. O próprio nome do táxon Euchordata (“cordados verdadeiros”) é reflexo de uma idéia preconceituosa: aqueles cordados mais complexos são agrupados junto aos vertebrados, constituindo os verdadeiros cordados. Os tunicados, segundo os autores, não devem ser considerados “primitivos” e sim um grupo derivado de cordados com estilos de vida extremamente especializados.

Em posts futuros, comentaremos mais sobre as teorias atuais sobre a origem dos vertebrados.

Referências:

Benton, M. J. 2005. Vertebrate Paleontology. 3rd ed. Oxford: Blackwell.

Desluc, F.; Brinkmann, H.; Chourrout, D. & Philippe, H. 2006. Tunicates and not cephalochordates are the closest living relatives of vertebrates. Nature, 439(23), p. 965-968.

O mais antigo vertebrado conhecido

Haikouichthys