Este pode ser o exemplo mais antigo de um cérebro, e não é o que esperávamos

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O Catenulum Cardiodictyon fossilizado. (Créditos: Nicholas Strausfeld/Universidade do Arizona)

Traduzido por Julio Batista
Original de David Nield para o ScienceAlert

Um cérebro recém-descoberto em um fóssil de artrópode de 525 milhões de anos parece ser o mais antigo encontrado até agora – e pode ter resolvido um debate em andamento sobre como os cérebros evoluíram pela primeira vez nesses animais invertebrados.

Identificado em um minúsculo lobopódio blindado conhecido como Cardiodictyon catenulum, a surpresa é que o cérebro sobreviveu e que era composto de três componentes distintos do sistema nervoso.

Isso é importante porque sugere que o cérebro evoluiu separadamente da cabeça e do sistema nervoso.

Anteriormente, pensava-se que os cérebros dessas criaturas eram divididos em segmentos repetidos de estruturas neurais chamadas gânglios, assim como o sistema nervoso no tronco.

“Essa anatomia foi completamente inesperada porque as cabeças e cérebros dos artrópodes modernos, e alguns de seus ancestrais fossilizados, foram considerados segmentados por mais de cem anos”, disse o neurocientista Nicholas Strausfeld, da Universidade do Arizona (EUA).

O fóssil foi descoberto na província de Yunnan, no sul da China, no final dos anos 1980. O C. catenulum semelhante a um verme teria originalmente se deslocado pelo fundo do mar usando vários pares de pernas moles e curtas.

(Créditos: Nicholas Strausfeld/Universidade do Arizona)

Como o fóssil mede apenas 1,5 centímetros de tamanho, a equipe não conseguiu fazer um raio-X. Em vez disso, eles usaram um método chamado filtragem cromática, em que uma sucessão de imagens digitalizadas de alta resolução é usada para filtrar a luz de diferentes comprimentos de onda e mapear a estrutura interna. A morfologia revelada da cabeça e do cérebro foi então comparada com outros fósseis, os artrópodes de hoje e seus padrões de expressão gênica. As comparações sugerem que o mesmo modelo de organização do cérebro continuou por meio bilhão de anos.

“Identificamos uma assinatura comum de todos os cérebros e como eles se formaram”,  disse o neurocientista evolutivo Frank Hirth, do King’s College London, no Reino Unido.

A cabeça fossilizada de C. catenulum. Os depósitos de cor magenta marcam estruturas cerebrais fossilizadas. (Créditos: Nicholas Strausfeld/Universidade do Arizona)

“Percebemos que cada domínio do cérebro e suas características correspondentes são especificados pela mesma combinação de genes, independentemente da espécie que examinamos. Isso identifica um plano básico genético comum para fazer um cérebro.”

Os artrópodes são o filo mais rico em espécies no reino animal e incluem insetos, crustáceos, aranhas, milípedes e centopéias entre eles. Depois dos lobopódios vieram os euartrópodes – que em grego significa “pé articulado real”, sendo a principal diferença conforme a evolução seguia seu curso.

Hoje, os descendentes dessas criaturas vivem na forma de vermes aveludados encontrados na Austrália, Nova Zelândia e América do Sul, mas os pesquisadores acham que sua abordagem pode ser aplicada a várias outras espécies fora dos artrópodes.

Impressão artística de C. catenulum. (Créditos: Nicholas Strausfeld/Universidade do Arizona)

Também será interessante comparar as novas descobertas com o que sabemos sobre o desenvolvimento do cérebro e da medula espinhal em vertebrados. Finalmente, os pesquisadores dizem que seu estudo destaca como a natureza pode sobreviver durante grandes mudanças – e o que podemos perder se não conseguirmos controlar a crise climática.

“Numa época em que grandes eventos geológicos e climáticos remodelavam o planeta, simples animais marinhos como o Cardiodictyon deram origem ao grupo de organismos mais diversificado do mundo – os euartrópodes – que eventualmente se espalharam por todos os habitats emergentes da Terra, mas que agora estão sendo ameaçados por nossa própria espécie efêmera”, disse Strausfeld.

A pesquisa foi publicada na Science.