O mistério de quando os mamíferos de sangue quente evoluíram pode finalmente ser resolvido

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Um ancestral mamífero mantendo-se aquecido. (Créditos: Luzia Soares)

Traduzido por Julio Batista
Original de Clare Watson para o ScienceAlert

À medida que os primeiros dinossauros começaram seu domínio há cerca de 230 milhões de anos, os ancestrais dos mamíferos modernos também estavam surgindo. Em algum lugar ao longo do caminho, eles desenvolveram uma habilidade notável: gerar seu próprio calor.

Esse passo evolutivo decisivo em direção à endotermia –  a capacidade de gerar calor de dentro e manter uma temperatura corporal central quase constante, mesmo quando a temperatura ambiente oscila  –  permitiu que essa classe diversificada de animais prosperasse em uma infinidade de ambientes em todo o mundo.

Mas exatamente quando o sangue quente, ou endotermia, evoluiu pela primeira vez em animais permaneceu um grande mistério para os biólogos evolutivos  –  até agora.

Um novo estudo de uma equipe internacional de cientistas liderada pelo paleontólogo da Universidade de Lisboa Ricardo Araújo encontrou evidências que sugerem que a endotermia se originou há cerca de 233 milhões de anos, durante o Triássico Superior, a época geológica que anunciou a idade dos dinossauros.

Essa evidência não foi encontrada no sangue, mas nos ouvidos internos fossilizados de ancestrais mamíferos antigos.

Embora o ouvido interno possa parecer um lugar improvável para procurar pistas sobre a temperatura corporal, na verdade foi um passo lógico depois que os pesquisadores perceberam que a temperatura corporal afeta a viscosidade, ou fluidez, do fluido que jorra ao redor dos minúsculos canais semicirculares do ouvido interno.

A principal tarefa dessas estruturas cheias de fluido do ouvido interno é ajudar a detectar o movimento da cabeça, essencial para o equilíbrio, a visão e os movimentos coordenados.

“Até agora, os canais semicirculares eram geralmente usados ​​para prever a locomoção de organismos fósseis”, explicou Romain David, autor do estudo e paleontólogo especializado em biomecânica dos canais auditivos no Museu de História Natural do Reino Unido, em Londres.

“No entanto, olhando cuidadosamente para a biomecânica deles, descobrimos que também poderíamos usá-los para inferir a temperatura corporal”.

No passado, algumas abordagens diferentes foram usadas para identificar quando a endotermia provavelmente evoluiu em mamíferos e pássaros antigos. Mas esses estudos, que tentaram vincular a taxa metabólica, o uso de oxigênio e os vestígios de pelos no corpo à temperatura média do corpo, produziram resultados vagos ou conflitantes, disseram os pesquisadores.

Eles estão bastante confiantes em seu novo método de analisar o tamanho e a forma das estruturas ósseas e dos tecidos moles do ouvido interno para inferir se os animais tinham sangue quente ou frio correndo nas veias, tendo sido validado em mais de 360 ​​vertebrados vivos e extintos antes de se debruçar ao registro fóssil.

Essas análises preliminares mostraram que os canais do ouvido interno de animais com altas temperaturas corporais, como os mamíferos, tiveram que mudar de forma para continuar funcionando adequadamente com fluidos mais correntes.

Isso significa que a estrutura do ouvido interno pode ser usada como um guia preciso para quando a endotermia evoluiu.

De fato, quando os pesquisadores analisaram fósseis de um grupo de 56 espécies extintas das quais surgiram os mamíferos, eles notaram que esses animais antigos tinham canais menores e dutos mais estreitos do que criaturas de sangue frio de tamanho semelhante.

Os canais do ouvido interno de antigos animais de sangue quente (esquerda) e de sangue frio (direita). (Créditos: Davi e Araújo)

Essas mudanças nas estruturas do ouvido interno foram abruptas, descobriram os pesquisadores, e correlacionadas com um aumento acentuado da temperatura corporal de cerca de 5 a 9 graus Celsius.

Simulações para rastrear as mudanças nos ouvidos fossilizados ao longo do tempo sugerem que a endotermia evoluiu muito mais tarde e, portanto, mais rapidamente do que os paleontólogos pensavam – em cerca de menos de um milhão de anos.

Nesses ancestrais possivelmente nasciam pelos ao mesmo tempo em que seu metabolismo mudava de marcha para sustentar temperaturas corporais mais altas em um momento em que o clima triássico estava esfriando rapidamente.

“A endoterapia, como uma característica fisiológica crucial, une outras características distintas de mamíferos que surgiram durante este período de instabilidade climática”, escreveram Araújo e colegas em seu paper.

“Não foi um processo gradual e lento ao longo de dezenas de milhões de anos, como se pensava anteriormente, mas talvez tenha sido alcançado rapidamente quando desencadeado por novas vias metabólicas semelhantes a mamíferos e com a origem de uma nova pelagem”, acrescentou Araújo no comunicado de imprensa.

Embora a vida que vemos na Terra hoje mostre o quão vantajosa a evolução do sangue quente tem sido invariavelmente para pássaros e mamíferos, é improvável que seja a única razão pela qual os endotérmicos alcançaram o domínio ecológico.

A pesquisa de Araújo, Angielczyk e colegas complementa outro estudo publicado na Nature no início deste ano, que usou alguns métodos igualmente engenhosos para deduzir que a maioria dos dinossauros não eram ectotérmicos como os répteis modernos, mas animais de sangue quente, como pássaros e mamíferos.

O que é interessante sobre essa descoberta da paleobióloga molecular Jasmina Wiemann e colegas da Universidade de Yale é que parece descartar outra hipótese de longa data de que o sangue quente de aves e mamíferos de alguma forma ajudou seus ancestrais a sobreviver ao evento de extinção em massa do Cretáceo tardio, que extinguiu a maioria dos os dinossauros.

Assim, como costuma acontecer na paleontologia, quando são descobertas possíveis respostas para um mistério, outra trama se complica.

O novo estudo foi publicado na Nature.