Fóssil de antigo peixe revela origem evolutiva da mão humana

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Espécime completa em vista dorsal. Escala linear, 1 m. b) desenho em câmera lúcida da anatomia pós-craniana da espécime; as barbatanas peitorais foram ilustradas em sua posição, embora sejam visíveis apenas ventralmente. c) reconstrução. an.fi) barbatana anal; cau.fi) barbatana caudal; op) opercular; pec.fi) barbatana peitoral; pel.fi) barbatana pélvica. (Créditos: Nature)

Traduzido por Julio Batista
Original de Phys.org

Um antigo fóssil de peixe do gênero Elpistostege encontrado em Miguasha, Canadá, revelou novas hipóteses sobre como a mão humana evoluiu das barbatanas dos peixes.

Uma equipe internacional de paleontólogos da Universidade Flinders, na Austrália, e da Université du Québec à Rimouski, no Canadá, revelou que o espécime de peixe, como descrito na revista Nature, cedeu o elo evolutivo que faltava na transição dos peixes para os tetrápodes, à medida que os peixes começaram a incorrer em habitats como águas rasas e planícies costeiras durante o período do Devoniano tardio, há centenas de milhões de anos.

Este peixe de 1,57 metros de comprimento tem o esqueleto completo do braço (barbatana peitoral), sendo o primeiro da ordem Elpistostegalia encontrado em sua totalidade. Utilizando tomografias computadorizadas de alta energia, o esqueleto da barbatana peitoral revelou a presença do úmero (braço), rádio e ulna (antebraço), fileiras de carpo (punho) e falanges organizadas em dígitos (dedos).

“Hoje anunciamos na revista Nature nossa descoberta de um espécime completo de um peixe parecido com um tetrápode, chamado Elpistostege, revelando novas informações extraordinárias sobre a evolução da mão dos vertebrados”, diz o professor de paleontologia John Long, da Universidade Flinders.

“Esta é a primeira vez que descobrimos inequivocamente dedos presentes em uma barbatana com lepidotríquias. Os dígitos articulados na barbatana são como os ossos dos dedos encontrados nas mãos da maioria dos animais”.

“Essa descoberta empurra a origem dos dígitos nos vertebrados para a Era dos Peixes e nos diz que o padrão para a mão dos vertebrados foi desenvolvido de forma profunda no processo evolutivo, pouco antes dos peixes saírem da água”.

Animação 3D de um antigo fóssil de peixe do gênero Elpistostege (Créditos: Professor John Long, Universidade Flinders): 

A evolução dos peixes em tetrápodes – vertebrados de quatro patas aos quais os humanos pertencem – foi um dos eventos mais significativos da história da vida.

Os vertebrados (animais com vértebras) saíram da água para conquistar a terra. Para concluir essa transição, uma das mudanças mais significativas foi a evolução das mãos e dos pés.

Para entender a evolução de uma barbatana de peixe para um membro de um tetrápode, os paleontólogos estudam os fósseis de peixes e tetrápodes com barbatanas lobo do Devoniano Médio e Superior (393-359 milhões de anos atrás) conhecidos como ‘elpistostegalianos’ (da ordem Elpistostegalia).

Estes incluem o conhecido Tiktaalik do Canadá ártico, conhecido apenas por amostras incompletas.

Segundo o co-autor Richard Cloutier, da Université du Québec à Rimouski, na última década, fósseis que revelam a transição peixe-tetrápode ajudaram a entender melhor as transformações anatômicas associadas à respiração, audição e alimentação, à medida que o habitat mudou da água para a terra na Terra.

“A origem dos dígitos está ligada ao desenvolvimento da capacidade do peixe de suportar seu peso em águas rasas ou para viagens curtas em terra. O aumento do número de ossos pequenos na barbatana permite que mais articulações de flexibilidade espalhem seu peso através da barbatana.”

a) b), Comparação da anatomia do endosqueleto do membro peitoral (a) e úmero (b) do peixes antepassados do tetrápode (Panderichthys, Tiktaalik e Elpistostege) e um tetrápode primordial (Tulerpeton). Linhas proximais de radiais ou dígitos são mostradas associado as cores no esquema da Fig. 4. As setas vermelhas no b) indicam o ectepicondilo. Os dados do Panderichthys são da referência. 13; Os dados do Tiktaalik são da referência nº 4; Os dados do Acanthostega são da referência nº 26; os dados do Tulerpeton são da referência nº 31. As imagens do b) são modificadas a partir da referência nº 49. art.sf, superfícies de articulação; lat.dor, sulcos de fixação para os músculos grandes dorsais; sup.rid, crista do músculo supinador; rd.ext, área de fixação para extensores radiais; scap-hum., área de fixação para escápula e músculos umeral. (Créditos: Nature)

“As outras características reveladas pelo estudo sobre a estrutura do osso do braço superior ou do úmero, também mostra características que são compartilhadas com os primeiros anfíbios. O Elpistostege não é necessariamente nosso ancestral, mas é o mais próximo que podemos chegar a um verdadeiro ‘fóssil de transição’, um intermediário entre peixes e tetrápodes.”

Elpistostege era o maior predador que vivia em um habitat raso marinho do ambiente estuarino de Quebec, cerca de 380 milhões de anos atrás. Tinha presas afiadas poderosas na boca, de modo que poderia ter se alimentado de vários dos maiores peixes extintos com barbatana lobo encontrados fossilizados nas mesmas camadas de sedimentos.

Elpistostege foi originalmente nomeado a partir de apenas uma pequena parte do dermatocrânio, encontrado nas falésias fossilíferas do Parque Nacional de Miguasha, Quebec, e descrito em 1938 como pertencendo a um tetrápode primitivo.

Outra parte do crânio deste animal enigmático foi encontrada e descrita em 1985, demonstrando que era realmente um peixe avançado com barbatana lobo. O novo espécime completo do Elpistostege foi descoberto em 2010.

A preparação meticulosa do novo espécime e a tomografia computadorizada do fóssil ocorreram em Quebec em 2010, com o professor Cloutier trabalhando em conjunto com Isabelle Bechard para fazer a interpretação inicial dos dados da digitalização, e Vincent Roy e Roxanne Noel para analisar as estruturas da espinha dorsal e das barbatanas.

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