O crânio fossilizado de um peixe com 455 milhões de anos revela uma anatomia completamente nova no estudo dos vertebrados, preenchendo uma lacuna de conhecimento de 100 milhões de anos.
Os conhecimentos obtidos ao estudar o peixe sem mandíbula do Ordoviciano, Eriptychius americanus, sugerem que o desenvolvimento inicial da cúpula protetora do cérebro dos vertebrados foi mais complexo do que os cientistas pensavam.
“Isto preenche uma grande lacuna na nossa compreensão da evolução do crânio de todos os vertebrados, incluindo os humanos”, diz Richard Dearden, paleobiólogo do Naturalis Biodiversity Center, na Holanda, e autor principal do novo artigo.
A evolução da caixa craniana – uma estrutura crucial em todos os vertebrados que impede o delicado sistema nervoso de ser esmagado – é mal compreendida.
O fato de serem distintamente diferentes em peixes vivos com e sem mandíbula, no entanto, pode nos dar algumas pistas.
Uma grande mudança na história dos vertebrados foi o desenvolvimento dos gnatostomados, ou vertebrados com mandíbula, de uma linhagem de ancestrais sem mandíbula. Infelizmente, há uma lacuna no registro fóssil entre os primeiros vertebrados e os peixes modernos, com a mais antiga caixa craniana de vertebrado tridimensional preservada datando de cerca de 100 milhões de anos após o aparecimento dos primeiros vertebrados.
Os peixes sem mandíbula do período Ordoviciano são alguns dos primeiros vertebrados descobertos até hoje, mas pouco se sabe sobre sua anatomia devido à falta de restos articulados. Isto é, até agora.
“À primeira vista, Eriptychius não é o mais belo dos fósseis”, diz Dearden . “No entanto, ao utilizar técnicas modernas de imagem, conseguimos mostrar que preserva algo único: a mais antiga cabeça de vertebrado preservada tridimensionalmente no registro fóssil.”
Usando uma técnica de raios X chamada tomografia computadorizada, Dearden e seus colegas conseguiram reconstruir digitalmente o crânio de Eriptychius a partir de fragmentos ósseos que foram descobertos em uma matriz rochosa em Harding Sandstone, Colorado, na década de 1940.
Sua reconstrução mostra que o Eriptychius tinha uma abordagem nova para a esqueletização craniana, que contrastava com a caixa craniana única e fundida dos peixes modernos com mandíbula.
Um conjunto simétrico de cartilagens mineralizadas na cabeça do Eriptychius, entre o bulbo olfatório e a área dos olhos, pode ter servido para proteger o cérebro e os órgãos sensoriais..
Isso é semelhante em alguns aspectos à anatomia de peixes vivos sem mandíbula – chamados ciclóstomos (pense em lampreias e peixes-bruxa) – que possuem uma gaiola de cartilagem totalmente presa que sustenta o cérebro. Mas em Eriptychius , estas cartilagens não estão unidas numa estrutura aberta, encerrando antes as suas estruturas separadamente.
A equipe acredita que essas cartilagens foram formadas a partir de células diferentes daquelas envolvidas nas cartilagens cranianas de vertebrados vivos sem mandíbula.
“A diferença substancial entre a anatomia neurocraniana do Ordoviciano Eriptychius e os ciclóstomos ou gnatostomados ajuda a explicar por que tem sido tão difícil fazer uma comparação anatômica direta entre os crânios dos dois grupos de vertebrados vivos”, escreve a equipe em seu artigo.
Portanto, o Eriptychius pode representar um passo na evolução das estruturas que diferenciam o cérebro de outras partes da cabeça.
Os pesquisadores sugerem que essas características do crânio podem refletir as condições a partir das quais os vertebrados com e sem mandíbula se desenvolveram. Parece que a caixa craniana preencheu o espaço entre o esqueleto externo e o cérebro nos primeiros vertebrados com mandíbula.
“Estes são resultados tremendamente entusiasmantes que podem revelar a história evolutiva inicial de como os vertebrados primitivos protegiam os seus cérebros”, diz o paleobiólogo Ivan Sansom, da Universidade de Birmingham, no Reino Unido.
“Eriptychius americanus parece ser a primeira evidência de uma série de cartilagens que separam o cérebro do resto da cabeça.”
Este nível de reconstrução nunca tinha sido tentado com o espécime antes, apesar da sua longa permanência no armazenamento do museu.
“Este estudo enfatiza a importância das coleções de museus e da aplicação de novas técnicas para estudá-las”, diz Sansom.
A pesquisa foi publicada na Nature.
Por Rebecca Dyer
Publicado no ScienceAlert
