Nova reconstrução do esqueleto do peixe fóssil de 375 milhões de anos, Tiktaalik roseae. Num novo estudo, os investigadores usaram Micro-CT para revelar vértebras e costelas dos peixes que anteriormente estavam escondidas sob as rochas. A nova reconstrução mostra que as costelas do peixe provavelmente estão presas à sua pélvis, uma inovação considerada crucial para o suporte do corpo e para a eventual evolução da marcha. Crédito: Thomas Stewart, Penn State
Novas descobertas de um peixe fóssil que remonta a 375 milhões de anos fornecem informações sobre a evolução do esqueleto axial, potencialmente lançando luz sobre como os nossos antepassados fizeram a transição da vida aquática para a terrestre.
Antes da evolução das pernas a partir das barbatanas, o esqueleto axial – incluindo os ossos da cabeça, pescoço, costas e costelas – já estava a passar por mudanças que acabariam por ajudar os nossos antepassados a apoiar os seus corpos para andar em terra. Uma equipe de pesquisa, incluindo um biólogo da Penn State, concluiu uma nova reconstrução do esqueleto de Tiktaalik, o peixe fóssil de 375 milhões de anos que é um dos parentes mais próximos dos membros. vertebrados.
A nova reconstrução mostra que as costelas do peixe provavelmente estão presas à sua pélvis, uma inovação considerada crucial para o suporte do corpo e para a eventual evolução da marcha.
Um artigo descrevendo a nova reconstrução, que usou tomografia microcomputadorizada (micro-CT) para escanear o fóssil e revelar vértebras e costelas dos peixes que antes estavam escondidas sob a rocha, apareceu em 2 de abril na revista Anais da Academia Nacional de Ciências.
“O Tiktaalik foi descoberto em 2004, mas partes importantes do seu esqueleto eram desconhecidas”, disse Tom Stewart, professor assistente de biologia no Eberly College of Science da Penn State e um dos líderes da equipa de investigação. “Essas novas microtomografias de alta resolução nos mostram as vértebras e costelas do Tiktaalik e nos permitem fazer uma reconstrução completa de seu esqueleto, o que é vital para entender como ele se movia pelo mundo.”
Compreendendo a evolução dos vertebrados
Ao contrário da maioria dos peixes, que possuem vértebras e costelas iguais ao longo do comprimento do tronco, os esqueletos axiais dos vertebrados com membros apresentam diferenças dramáticas nas vértebras e costelas da região da cabeça até a região da cauda. A evolução dessa regionalização permitiu o desempenho de funções especializadas, uma das quais era a ligação mecânica entre as costelas da região sacral à pelve que possibilitava a sustentação do corpo pelos membros posteriores.
As nadadeiras pélvicas dos peixes estão evolutivamente relacionadas aos membros posteriores em tetrápodes — vertebrados de quatro membros, incluindo humanos. Nos peixes, as barbatanas pélvicas e os ossos da cintura pélvica são relativamente pequenos e flutuam livremente no corpo. Para a evolução da marcha, explicaram os pesquisadores, os membros posteriores e a pelve tornaram-se muito maiores e formaram uma conexão com a coluna vertebral como forma de reforçar as forças relacionadas ao suporte do corpo.
“Tiktaalik é notável porque nos dá vislumbres desta grande transição evolutiva”, disse Stewart. “Em todo o seu esqueleto, vemos uma combinação de características típicas dos peixes e da vida na água, bem como características observadas em animais que vivem na terra.”
Tiktaalik: uma ponte entre a vida aquática e a terrestre
A descrição original do Tiktaalik concentrava-se na parte frontal do esqueleto. Os fósseis foram meticulosamente preparados para remover a matriz rochosa circundante e expor o crânio, a cintura escapular e as barbatanas peitorais. As costelas nesta área eram grandes e expandidas, sugerindo que poderiam ter sustentado o corpo de alguma forma, mas não estava claro exatamente como teriam funcionado. Em 2014, a pélvis do peixe, descoberta no mesmo local do resto do esqueleto, também foi limpa de matriz e descrita.
“A partir de estudos anteriores, sabíamos que a pélvis era grande e tínhamos a sensação de que as barbatanas posteriores também eram grandes, mas até agora não podíamos dizer se ou como a pélvis interagia com o esqueleto axial”, disse Stewart. “Esta reconstrução mostra, pela primeira vez, como tudo se encaixa e nos dá pistas sobre como a caminhada pode ter evoluído.”
Os investigadores explicaram que, ao contrário das nossas ancas, onde os nossos ossos se ajustam firmemente uns aos outros, a ligação entre a pélvis e o esqueleto axial do Tiktaalik era provavelmente uma ligação de tecidos moles feita de ligamentos.
“Tiktaalik tinha costelas especializadas que estariam conectadas à pélvis por um ligamento”, disse Stewart. “É realmente surpreendente. Esta criatura tem tantas características – um grande par de apêndices posteriores, uma pélvis grande e uma conexão entre a pélvis e o esqueleto axial – que foram fundamentais para a origem da caminhada. E embora o Tiktaalik provavelmente não estivesse atravessando a terra, ele estava definitivamente fazendo algo novo. Este era um peixe que provavelmente poderia se sustentar e empurrar com a barbatana traseira.”
A nova reconstrução do esqueleto também esclarece as especializações para a mobilidade da cabeça no Tiktaalik e novos detalhes da anatomia da barbatana pélvica do peixe.
“É incrível ver o esqueleto de Tiktaalik capturado com detalhes tão vívidos”, disse Neil Shubin, Professor Distinto de Biologia e Anatomia Organística Robert R. Bensley no Universidade de Chicago e um dos autores do artigo. “Este estudo prepara o terreno para aqueles que exploram como o animal se movia e interagia com o seu ambiente há 375 milhões de anos.”
Referência: “O esqueleto axial de Tiktaalik roseae”por Thomas A. Stewart, Justin B. Lemberg, Emily J. Hillan, Isaac Magellan, Edward B. Daeschler e Neil H. Shubin, 2 de abril de 2024, Anais da Academia Nacional de Ciências.
DOI: 10.1073/pnas.2316106121
Além de Stewart e Shubin, a equipe de pesquisa inclui Justin B. Lemberg, Emily J. Hillan e Isaac Magallanes da Universidade de Chicago, e Edward B. Daeschler da Academia de Ciências Naturais da Universidade Drexel.
O apoio da Fundação Brinson, da Divisão de Ciências Biológicas da Universidade de Chicago, de um doador anônimo da Academia de Ciências Naturais da Universidade Drexel, e da Fundação Nacional de Ciências dos EUA financiou esta pesquisa. O trabalho de campo foi possível graças ao Projeto de Recursos Naturais da Plataforma Continental Polar, Canadá; o Departamento de Patrimônio e Cultura, Nunavut; as aldeias de Resolute Bay e Grise Fiord de Nunavut; e os caçadores e caçadores Iviq de Grise Fiord.
