Filhotes fósseis desafiam como os primeiros tetrápodes cresceram

Jovens ancestrais estão forçando uma revisão de um ciclo de vida de livro-texto

Um conjunto de fósseis excepcionalmente preservados de Illinois está desafiando uma ideia de longa data sobre como alguns dos primeiros vertebrados de quatro membros se desenvolveram. Pesquisadores que estudam filhotes de embolômeros, grandes tetrápodes predadores que viveram há cerca de 307 milhões a 309 milhões de anos, dizem que os animais jovens não apresentam os traços larvais clássicos, no estilo dos anfíbios, que muitos cientistas esperavam encontrar.

Isso importa porque os primeiros tetrápodes ocupam um lugar central na história da vida vertebrada saindo da água para a terra. Durante anos, uma suposição comum sustentou que esses animais passavam por uma fase juvenil semelhante à dos anfíbios modernos, com uma fase larval aquática distinta antes de se transformarem na forma adulta. As novas evidências fósseis apontam para outra direção.

Em vez de mostrar sinais de uma metamorfose dramática, os filhotes de embolômeros parecem ter se parecido amplamente com versões em miniatura dos adultos. Se essa interpretação se confirmar, ela sugere que pelo menos alguns tetrápodes primitivos se desenvolviam de forma mais direta do que o esperado, sem o tipo de fase parecida com girino vista hoje em rãs e salamandras.

O que os fósseis mostram

Os espécimes vêm do sítio fossilífero Mazon Creek, a sudoeste de Chicago, uma localidade conhecida por preservar organismos com detalhes extraordinários. Segundo o relatório de origem, os fósseis incluem dois filhotes de embolômeros com cerca de 2 centímetros de comprimento. Sua preservação é tão fina que os pesquisadores conseguiram identificar tecidos moles e até vestígios de gema de ovo.

Esses detalhes são centrais para o novo argumento. Em larvas de anfíbios modernos, como os girinos, o saco vitelino permanece dentro do corpo por um curto período após a eclosão. Nos filhotes de embolômeros, o saco vitelino estava fora do corpo, uma condição descrita no texto de origem como mais semelhante à de alguns peixes, incluindo os peixes pulmonados.

Os animais jovens também não tinham brânquias externas. Essa ausência é especialmente importante porque as brânquias externas são uma marca de muitas larvas de anfíbios e um dos indicadores mais claros de uma fase juvenil aquática especializada. Pesquisadores citados no texto de origem argumentam que não encontrar essas brânquias nesses fósseis é um sinal forte de que os embolômeros não passavam pelo tipo de fase larval tradicionalmente imaginada para os primeiros tetrápodes.

O esqueleto conta a mesma história. O relatório diz que o crânio e o plano corporal já continham as principais estruturas vistas nos adultos. Em vez de documentar uma anatomia juvenil construída para uma transformação posterior, os fósseis sugerem uma organização corporal estabelecida muito cedo.

Por que isso muda o quadro evolutivo maior

A transição da água para a terra é um dos capítulos definidores da evolução dos vertebrados. Os tetrápodes, grupo que acabou dando origem a anfíbios, répteis, aves e mamíferos, evoluíram de peixes de nadadeiras lobadas há centenas de milhões de anos. Mas os detalhes de como seu desenvolvimento inicial funcionava permaneceram obscuros, em parte porque fósseis juvenis são raros.

Essa incerteza deixou espaço para uma narrativa poderosa: os primeiros vertebrados terrestres talvez tenham usado um ciclo de vida em duas etapas para fazer a ponte entre a existência aquática e a terrestre. Nesse quadro, os juvenis permaneciam fortemente adaptados à água e depois passavam a uma forma adulta mais capaz de viver em terra por meio da metamorfose. Os anfíbios modernos pareciam um análogo plausível.

Os novos fósseis de embolômeros complicam essa analogia. Se esses animais eclodiam com anatomia semelhante à dos adultos e sem brânquias externas, então ao menos uma grande linhagem de tetrápodes do Carbonífero pode ter seguido um caminho de desenvolvimento mais direto. Isso não apaga a metamorfose da história dos vertebrados, mas sugere que os cientistas podem ter sido rápidos demais ao projetar padrões modernos de anfíbios para trás em um conjunto muito mais amplo e variado de animais antigos.

Na prática, a descoberta reduz o espaço para suposições fáceis. Os primeiros tetrápodes não eram necessariamente uniformes do ponto de vista do desenvolvimento, e suas rotas para a vida em terra podem ter sido mais diversas do que a versão de livro-texto sugere. Alguns podem de fato ter mantido fases juvenis altamente aquáticas, mas outros podem ter sido equipados para um padrão de crescimento mais contínuo desde o momento em que eclodiram.

Um animal que transitava entre dois mundos

Os próprios embolômeros são um bom caso de teste porque não eram pioneiros totalmente terrestres no sentido moderno. O texto de origem descreve os adultos como animais com cerca de 2 metros de comprimento que passavam a maior parte do tempo na água, embora tivessem pequenas patas que poderiam ter lhes permitido sair em terra firme. Eles estavam entre os maiores tetrápodes do Carbonífero e figuravam como grandes predadores em seus ecossistemas.

Essa combinação torna os fósseis particularmente interessantes. Não se tratava de criaturas pequenas e marginais, com hábitos altamente especializados. Eram animais grandes, ecologicamente importantes, vivendo num período em que a vida vertebrada ainda experimentava como seria a existência na fronteira entre a água e a terra.

Se animais assim não passavam por uma fase larval parecida com a de girino, então a flexibilidade do desenvolvimento nos primeiros tetrápodes pode ter sido mais ampla do que o esperado. Isso também levanta a possibilidade de que características frequentemente tratadas como primitivas ou fundamentais para a vida em terra fossem, na verdade, especializações posteriores em certos ramos, e não traços ancestrais universais.

O que vem a seguir

É improvável que essa descoberta encerre o debate por si só. Ela se baseia em um pequeno número de fósseis de uma única linhagem, e a história profunda do desenvolvimento dos tetrápodes continua fragmentária. Mas os espécimes oferecem evidência direta rara, o que tem um peso incomum em um campo em que muitos cenários de desenvolvimento são reconstruídos indiretamente.

Seu valor científico imediato está em forçar comparações mais cuidadosas entre grupos de tetrápodes primitivos. Se os pesquisadores conseguirem identificar outros fósseis juvenis de linhagens carboníferas e pós-carboníferas, talvez consigam descobrir se os embolômeros eram uma exceção ou se o modelo semelhante ao dos anfíbios, há muito assumido, foi exagerado de modo mais geral.

De qualquer forma, a descoberta lembra que a história evolutiva costuma ser menos linear do que sugerem as versões simplificadas. A conquista da terra não foi um roteiro único e organizado seguido por cada linhagem. Provavelmente foi um mosaico de experimentos em anatomia, crescimento e ecologia. Esses pequenos fósseis de Mazon Creek agora servem como evidência de que um desses experimentos pode ter pulado inteiramente uma etapa supostamente familiar.

Este artigo é baseado na cobertura da New Scientist. Leia o artigo original.