29/09/2022 - 8:11
Os tubarões vivos são frequentemente retratados como os principais predadores do reino marinho. Os paleontólogos conseguiram identificar fósseis de seus ancestrais extintos que datam de centenas de milhões de anos, no período Paleozoico. Esses primeiros “tubarões”, pertencentes à classe Acanthodii, eram eriçados de espinhas. Em contraste com os tubarões modernos, eles desenvolveram uma “armadura” óssea em torno de suas barbatanas emparelhadas.
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A recente descoberta de uma nova espécie de acantodiano na China surpreendeu os cientistas com sua antiguidade. O achado antecede em cerca de 15 milhões de anos os primeiros fósseis de corpos acantodianos e é indiscutivelmente o mais antigo peixe com mandíbula. A descoberta foi tema de artigo publicado na revista Nature.
Reconstruído a partir de milhares de minúsculos fragmentos esqueléticos, o Fanjingshania –em homenagem ao famoso Patrimônio Mundial da Unesco Fanjingshan – é um peixe bizarro com uma “armadura” óssea externa e vários pares de espinhas de barbatana que o diferenciam de peixes vivos com mandíbulas, tubarões cartilaginosos e arraias, e peixes ósseos com nadadeiras de raios e lóbulos.
Proximidade anatômica
O exame do Fanjingshania por uma equipe de pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências, da Universidade Normal de Qujing (China) e da Universidade de Birmingham (Reino Unido) revelou que a espécie é anatomicamente próxima de grupos de “tubarões espinhosos” extintos coletivamente conhecidos como acantodianos. Ao contrário dos tubarões modernos, os acantodianos têm ossificações da pele da região do ombro que ocorrem primitivamente em peixes com mandíbula.
Os restos fósseis do Fanjingshania foram recuperados de amostras de leito ósseo da Formação Rongxi em um local no condado de Shiqian, na província de Guizhou, no sul da China.
Essas descobertas apresentam evidências tangíveis de uma diversificação dos principais grupos de vertebrados dezenas de milhões de anos antes do início da chamada “Era dos Peixes”, cerca de 420 milhões de anos atrás.
Os pesquisadores identificaram características que diferenciam o Fanjingshania de qualquer vertebrado conhecido. Ele possui placas dérmicas da cintura escapular que se fundem como uma unidade a várias espinhas – peitorais, pré-peitorais e pré-pélvicas. Além disso, descobriu-se que as porções ventral e lateral das placas do ombro se estendem até a borda posterior das espinhas da barbatana peitoral. A espécie possui escamas de tronco distintas com coroas compostas por uma fileira de elementos semelhantes a dentes (odontódios) adornados por cristas nodosas descontínuas. Curiosamente, o desenvolvimento da dentina é registrado nas escamas, mas está ausente em outros componentes do esqueleto dérmico, como as espinhas das nadadeiras.
Primeiros vertebrados
“Esse é o peixe com mandíbula mais antigo com anatomia conhecida”, disse o prof. Min Zhu, do Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados (IVPP) da Academia Chinesa de Ciências. “Os novos dados nos permitiram colocar Fanjingshania na árvore filogenética dos primeiros vertebrados e obter informações muito necessárias sobre as etapas evolutivas que levaram à origem de importantes adaptações de vertebrados, como mandíbulas, sistemas sensoriais e apêndices emparelhados”.
Desde o início, ficou claro para os cientistas que a cintura escapular do Fanjingshania, com sua série de espinhas nas nadadeiras, é a chave para identificar a posição da nova espécie na árvore evolutiva dos primeiros vertebrados. Eles descobriram que um grupo de acantodianos, conhecidos como climatídeos, possui o conjunto completo de espinhas do ombro reconhecido no Fanjingshania. Além disso, em contraste com o desenvolvimento normal da placa dérmica, as ossificações peitorais do Fanjingshania e dos climatídeos são fundidas a escamas modificadas do tronco. Isso é visto como uma especialização da condição primitiva dos vertebrados com mandíbulas, em que as placas ósseas crescem a partir de um único centro de ossificação.
Inesperadamente, os ossos fósseis do Fanjingshania mostram evidências de uma extensa reabsorção e remodelação que são tipicamente associadas ao desenvolvimento esquelético em peixes ósseos, incluindo humanos.
“Esse nível de modificação do tecido duro é sem precedentes em Chondrichthyes (condríctios), um grupo que inclui peixes cartilaginosos modernos e seus ancestrais extintos”, disse o autor principal dr. Plamen Andreev, pesquisador da Universidade Normal de Qujing. “Ele fala sobre uma plasticidade de desenvolvimento maior do que a atualmente compreendida do esqueleto mineralizado no início da diversificação dos peixes com mandíbula.”
Mecanismo peculiar
As características de reabsorção do Fanjingshania são mais aparentes em escamas de tronco isoladas que mostram evidências de descamação de elementos da coroa semelhantes a dentes e remoção de osso dérmico da base da escama. Amostras finamente seccionadas e cortes tomográficos mostram que esse estágio de reabsorção foi seguido pela deposição de elementos de coroa de substituição. Surpreendentemente, os exemplos mais próximos dessa remodelação esquelética são encontrados na dentição e nos dentes da pele (dentículos) de peixes ósseos extintos e vivos. No Fanjingshania, no entanto, a reabsorção não atingia dentes ou dentículos individuais, como ocorreu em peixes ósseos, mas removia uma área que incluía vários dentículos de escamas. Esse mecanismo de substituição peculiar se assemelha mais ao reparo esquelético do que a substituição típica de dente/dentículo de vertebrados com mandíbula.
Uma hipótese filogenética para o Fanjingshania que usa uma matriz numérica derivada de caracteres observáveis confirmou a hipótese inicial dos pesquisadores de que a espécie representa um ramo evolutivo inicial de condríctios primitivos. Esses resultados têm implicações profundas para nossa compreensão de quando os peixes com mandíbulas se originaram, uma vez que eles se alinham com as estimativas do relógio morfológico para a idade do ancestral comum dos peixes cartilaginosos e ósseos, datando de cerca de 455 milhões de anos atrás, durante um período conhecido como Ordoviciano.
Esses resultados nos dizem que a ausência de restos indiscutíveis de peixes com mandíbulas da idade Ordoviciana pode ser explicada pela subamostragem de sequências de sedimentos de antiguidade comparável. Eles também apontam para um forte viés de preservação contra dentes, mandíbulas e fósseis de vertebrados articulados em estratos contemporâneos do Fanjingshania.
“A nova descoberta questiona os modelos existentes de evolução dos vertebrados, condensando significativamente o período de tempo para o surgimento de peixes com mandíbulas de seus ancestrais sem mandíbulas mais próximos”, disse o dr. Ivan J. Sansom, da Universidade de Birmingham, coautor do estudo. “Isso terá um impacto profundo em como avaliamos as taxas evolutivas nos primeiros vertebrados e a relação entre as mudanças morfológicas e moleculares nesses grupos.”
