O aparecimento de animais de quatro membros, conhecidos como tetrápodes, foi um passo decisivo na evolução de muitas espécies actuais - incluindo a nossa.
Numa nova descoberta, hoje publicada na Nature, descrevemos antigas pegadas fósseis encontradas na Austrália que viram do avesso a cronologia inicial da evolução de todos os tetrápodes. Os dados apontam ainda para a possibilidade de uma parte essencial desta história ter decorrido no supercontinente austral de Gondwana.
Esta pista de pegadas fósseis deixa a sensação de que temos procurado a origem dos tetrápodes modernos na época errada e, talvez, no sítio errado.
Os primeiros pés em terra
A origem dos tetrápodes remonta ao período Devónico, quando peixes estranhos de barbatanas lobadas começaram a arrastar-se para fora de água, provavelmente por volta de 390 milhões de anos.
A partir desse grupo ancestral, a evolução dividiu-se depois em duas grandes linhagens. Uma acabaria por dar origem aos anfíbios modernos, como rãs e salamandras. A outra conduziu aos amniotas, cujos ovos incluem membranas amnióticas que protegem o feto em desenvolvimento.
Actualmente, os amniotas abrangem todos os répteis, aves e mamíferos. São, de longe, o grupo de tetrápodes mais bem-sucedido, somando mais de 27.000 espécies de répteis, aves e mamíferos.
Ocupam praticamente todos os ambientes terrestres, conquistaram o ar e, em muitos casos, regressaram à água com um sucesso notável. Ainda assim, o registo fóssil indica que os primeiros membros deste grupo amniota eram pequenos e tinham um aspecto bastante semelhante ao de lagartos. Como é que surgiram?
Durante muito tempo, os tetrápodes mais antigos conhecidos foram encarados como formas primitivas, semelhantes a peixes - como Acanthostega - quase incapazes de se deslocarem em terra.
A maioria dos cientistas concorda que anfíbios e amniotas se separaram no início do período Carbonífero, há cerca de 355 milhões de anos. Mais tarde, ainda no Carbonífero, a linhagem dos amniotas dividir-se-ia novamente, dando origem aos antepassados dos mamíferos e ao ramo dos répteis-mais-aves.
Agora, essa narrativa organizada deixa de fazer sentido.
Uma pista de pegadas fósseis intrigante
O centro desta descoberta é uma laje de arenito com 35 centímetros de largura, proveniente do território Taungurung, perto de Mansfield, no leste do estado de Victoria.
A superfície da laje está marcada por pegadas de pés com garras, algo que só pode corresponder a amniotas muito antigos - muito provavelmente répteis. Isto empurra a origem dos amniotas para trás em pelo menos 35 milhões de anos.
Apesar da enorme diversidade de tamanhos e formas, todos os amniotas partilham alguns traços. Um deles é simples: quando têm membros com dedos nas mãos e nos pés, esses dedos terminam quase sempre em garras - ou em unhas, no caso dos seres humanos.
Nos restantes grupos de tetrápodes, não existem garras verdadeiras. Mesmo as pontas endurecidas, com aspecto de garra, observadas em alguns anfíbios são extremamente raras.
Em pegadas, as garras tendem a deixar marcas claras, o que ajuda a perceber se uma pegada fóssil foi produzida por um amniota.
As marcas com garras mais antigas
Até aqui, o registo fóssil mais antigo de répteis assentava em pegadas e ossos encontrados na América do Norte e na Europa, datados de cerca de 318 milhões de anos.
O registo mais antigo de pistas com características de répteis na Europa vem da Silésia, na Polónia - uma nova descoberta também apresentada no nosso artigo. Essas marcas têm cerca de 328 milhões de anos.
A laje australiana, porém, é muito mais antiga: foi datada entre 359 e 350 milhões de anos. Provém da parte inicial do Carbonífero exposta em afloramentos rochosos ao longo do rio Broken (Berrepit, na língua Taungurung do povo local das Primeiras Nações).
Esta região é conhecida há muito por revelar diversos fósseis espectaculares de peixes que viveram em lagos e em grandes rios. Agora, pela primeira vez, conseguimos ver um vislumbre da vida na margem.
Duas pistas de pegadas atravessam a face superior da laje; numa delas, as marcas passam por cima de uma pegada isolada orientada no sentido oposto. A superfície está ainda coberta por pequenas covas deixadas por gotas de chuva, registo de um aguaceiro breve ocorrido pouco antes de os animais terem passado. Isto demonstra que se deslocavam sobre terreno seco.
Todas as pegadas exibem marcas de garras, por vezes sob a forma de riscos longos, resultantes do arrasto do pé.
O formato dos pés corresponde ao de pistas de répteis antigos já conhecidas, pelo que estamos confiantes de que estas pegadas pertencem a um amniota. A nossa curta animação (abaixo, no artigo original) reconstitui o ambiente antigo em torno de Mansfield há 355 milhões de anos e ilustra como as marcas foram produzidas.
Reescrever a cronologia
Esta descoberta tem um impacto enorme na linha temporal da origem de todos os tetrápodes.
Se os amniotas já tinham evoluído no início do Carbonífero, como mostram estes fósseis, então o último ancestral comum de amniotas e anfíbios tem de estar muito mais recuado, no Devónico.
Podemos aproximar a data dessa separação comparando os comprimentos relativos dos ramos em árvores genealógicas baseadas em ADN de tetrápodes actuais. Essa análise sugere uma divergência no Devónico tardio, possivelmente tão antiga como 380 milhões de anos.
Isto implica que o mundo do Devónico tardio não seria habitado apenas por tetrápodes primitivos semelhantes a peixes e por formas intermédias, os famosos "fishapods" como Tiktaalik, mas também por formas mais avançadas, próximas das linhagens que ainda existem. Então, porque não encontrámos os seus ossos?
A resposta pode estar, em parte, no local de onde veio esta laje.
Grandes perguntas evolutivas
Todos os outros registos de amniotas do Carbonífero provinham do antigo bloco continental do hemisfério norte chamado Euramérica, que reunia as actuais América do Norte e Europa. A própria Euramérica forneceu também a grande maioria dos fósseis devónicos de tetrápodes.
Os novos fósseis australianos, pelo contrário, vêm de Gondwana, um enorme continente do hemisfério sul que incluía igualmente África, América do Sul, Antárctida e Índia.
Em toda essa massa continental, que se estendia dos trópicos austrais para sul, atravessando o Pólo Sul, a nossa pequena laje é, por enquanto, o único fóssil de tetrápode conhecido do início do Carbonífero.
O registo do Devónico pouco melhora o cenário. O registo fóssil de Gondwana para tetrápodes antigos é chocantemente incompleto, com lacunas gigantescas capazes de ocultar - bem, praticamente tudo.
A descoberta coloca agora uma questão evolutiva de grande peso: terão os primeiros tetrápodes modernos, os nossos antepassados longínquos, surgido nas paisagens temperadas do Devónico no sul de Gondwana, muito antes de se espalharem para os semi-desertos escaldantes e os pântanos fumegantes da Euramérica equatorial?
É perfeitamente possível. Só mais trabalho de campo - trazendo à luz novas descobertas de fósseis do Devónico e do Carbonífero nos antigos continentes de Gondwana - poderá, um dia, esclarecer esta pergunta.
Reconhecemos o povo Taungurung da região de Mansfield, onde este trabalho científico foi realizado.
John Long, Professor Estratégico de Paleontologia, Flinders University; Grzegorz Niedzwiedzki, Cientista Principal, Ecossistemas Mesozóicos, Uppsala University; e Per Ahlberg, Professor de Biologia Evolutiva de Organismos, Uppsala University
Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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