Esta criatura aquática confusa pode ser o parente mais antigo conhecido de todos os vertebrados

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Reconstrução artística de um yunnanozoário com seu esqueleto faríngeo. (Créditos: Dinghua Yang)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

Uma estranha criatura que nadava nos oceanos da Terra há mais de meio bilhão de anos parece ser o parente de vertebrado mais antigo que encontramos até hoje.

Eles são chamados de yunnanozoários, datando do início do Cambriano, cerca de 518 milhões de anos atrás. As características cartilaginosas encontradas em seus restos fossilizados são comparáveis ​​aos vertebrados modernos, descobriram os paleontólogos.

Isso sugere que os animais são vertebrados-tronco, um grupo-irmão extinto de cefalocordados do grupo do qual os vertebrados modernos descendem.

“Os arcos faríngeos são uma inovação chave que provavelmente contribuiu para a evolução das mandíbulas e da caixa craniana dos vertebrados”, escreveu a equipe, liderada por Qingyi Tian da Universidade de Nanquim e da Academia Chinesa de Ciências.

“O esqueleto faríngeo de animais controversos do Cambriano chamados yunnanozoários pode conter a evidência fóssil mais antiga que delimita a evolução inicial dos arcos, mas sua correlação com a dos vertebrados ainda é contestada.

“Ao examinar espécimes adicionais em técnicas anteriormente inexploradas… encontramos evidências de que os arcos branquiais dos yunnanozoários consistem em cartilagem celular com uma matriz extracelular dominada por microfibrilas, uma característica até então considerada específica para vertebrados.”

Acompanhar a evolução dos vertebrados até seus primórdios obscuros tem sido uma tarefa difícil para os cientistas. Ao longo de centenas de milhões de anos, vestígios de vida corroem e degradam; os fósseis podem ser deixados para trás, se as condições forem adequadas, mas muitas vezes são extremamente difíceis de interpretar, especialmente para os muito antigos e muito estranhos.

Yunnanozoários são muito antigos e muito estranhos. Por décadas, os cientistas têm se perguntado onde essa criatura se encaixa na árvore da vida, com base em estudos e interpretações concorrentes de fósseis antigos recuperados dos xistos de Maotianshan na China.

Foi na esperança de esclarecer a questão que Tian e seus colegas embarcaram em um estudo de 127 fósseis de yunnanozoários recém-coletados.

Um yunanozoário fossilizado. (Créditos: Fangchen Zhao)

Esses fósseis foram submetidos a uma série de técnicas que não haviam sido aplicadas a yunnanozoários antes, incluindo microtomografia de raios X, microscopia eletrônica de varredura e transmissão, espectrometria Raman e mapeamento de elementos de espectrometria dispersiva de energia. Seus resultados revelaram detalhes anteriormente desconhecidos sobre a anatomia dos yunnanozoários.

O arco faríngeo é uma estrutura que pode ser encontrada durante o desenvolvimento embrionário de organismos vertebrados e é o precursor de várias partes diferentes da face e mandíbula, dependendo do organismo.

Nos peixes, esses arcos são conhecidos como arcos branquiais e fornecem suporte para as brânquias. Os cientistas acreditam que, em ancestrais vertebrados, o arco faríngeo evoluiu de uma coluna de cartilagem não articulada; embora quando e como surgiu é desconhecido.

Sete pares de arcos branquiais bilateralmente simétricos já haviam sido identificados em yunnanozoários. Tian e seus colegas examinaram muito mais de perto as estruturas microscópicas dessas colunas e a maneira como elas estão dispostas no corpo.

Eles descobriram que os sete pares de arcos nos fósseis são semelhantes entre si e que estão conectados por colunas horizontais dorsais e ventrais, formando uma estrutura semelhante a uma cesta.

Eles também descobriram que os arcos branquiais são compostos de cartilagem dentro de uma matriz de microfibrilas densamente compactada. Essas microfibrilas, eles descobriram, são semelhantes às microfibrilas encontradas no tecido conjuntivo de vertebrados. É uma combinação de características amplamente presentes nos vertebrados modernos: cartilagem em uma matriz microfibrilar, arcos branquiais e a presença de colunas horizontais nas extremidades dos arcos branquiais.

Além disso, uma estrutura semelhante a uma cesta do esqueleto faríngeo pode ser encontrada em alguns peixes modernos sem mandíbula, como lampreias e peixes-bruxa.

“Dois tipos de esqueletos faríngeos – os que parecem cestas e os isolados – ocorrem no Cambriano e nos vertebrados vivos”, disse Tian. “Isso implica que a forma dos esqueletos faríngeos tem uma história evolutiva inicial mais complexa do que se pensava anteriormente.”

A evidência da equipe é convincente para estruturas semelhantes a vertebrados nesses animais misteriosos. Embora não estejam diretamente relacionados aos vertebrados modernos, os yunnanozoários, portanto, podem ajudar a esclarecer a evolução dos vertebrados.

“Embora os biólogos evolutivos estejam ocupados perseguindo o ancestral mítico que explica tudo sobre o plano corporal dos vertebrados, talvez o oposto seja uma abordagem sensata”, escreveu o paleobiólogo Tetsuto Miyashita, do Museu Canadense da Natureza, no Perspective da Science. Miyashita não esteve envolvido na pesquisa.

“Em outras palavras, a jornada sinuosa em direção aos vertebrados modernos pode ser melhor compreendida preenchendo a árvore genealógica com formas anatômicas divergentes e descontínuas, guiadas por inferência filogenética em vez de teoria”.

O paper da equipe foi publicado na Science.