Fóssil de peixe em transição evolutiva revela a origem da mão humana

Em um estudo recente publicado no periódico da Nature (1), paleontólogos descreveram o fóssil de um peixe no Canadá que viveu na região de Quebec há 380 milhões de anos, e que representa o elo faltante ligando o desenvolvimento de membros durante a evolução dos tetrápodes e a eventual emergência das mãos observadas dos vertebrados terrestres modernos.

- Continua após o anúncio -

Há cerca de 400 milhões de anos, peixes evoluíram membros e começaram a sair do meio aquático para dominar o ambiente terrestre, dando origem aos primeiros tetrápodes (animais terrestres com quatro membros, incluindo mamíferos, répteis, aves e anfíbios). A transição nadadeira-para-membro - uma das mais marcantes na história evolutiva dos vertebrados - é caracterizada pela perda dos raios da nadadeira (filamentos dérmicos esqueléticos que suportam a membrana da nadadeira) e a origem evolucionária dos dedos.

Hipóteses sobre os detalhes desse processo evolutivo  são baseadas primariamente na anatomia de um número limitado de fósseis de peixes com características de tetrápodes do período Devoniano Médio e Superior (393-359 milhões de anos). Esses peixes, conhecidos como elpistostegalianos, incluem os gêneros Panderichthys, Elpistostege e o famoso Tiktaalik. Apesar de 60 espécimes do gênero Tiktaaalik já terem sido escavados nas últimas décadas, nenhum desses peixes têm revelado a anatomia esquelética completa da nadadeira peitoral, deixando lacunas importantes nos passos evolutivos que marcaram a transição aquático-terrestre, em específico a formação dos dedos, essenciais para a sustentação e equilíbrio do corpo durante a locomoção terrestre sem arraste.

- Continua após o anúncio -

No novo estudo, um time de pesquisadores da Universidade de Flinders, Austrália, e da Universidade de Quebec, no Canadá, analisou um espécime fóssil descoberto em 2010 pertencente à espécie Elpistostege watsoni e representando um indivíduo completo preservado no plano dorsoventral, apesar da região caudal ter sido preservada em uma visão lateral. Com o auxílio da técnica de tomografia computadorizada (CT) de alta-energia e análise filogenética, os pesquisadores procuraram detalhar o máximo possível a anatomia da nadadeira peitoral do espécime e descobrir em qual posição da árvore evolutiva a espécie melhor se encaixa. Até o momento, análises anatômicas do E. watsoni só tinham sido realizadas em espécimes fossilizados muito incompletos. De fato, o novo espécime se tornou o único elpistostegaliano do qual nós temos agra completo conhecimento da forma e proporção corporais.

O Elpistostege watsoni possuía uma cabeça curta, um tronco alongado e delgado, uma região caudal relativamente curta e uma pequena nadadeira anal. O crânio representava apenas 14,4% do comprimento total, menor do que a média de outros tetrapodomorfos (peixes em transição para tetrápodes) do Devoniano (~21,38%). Com 1,57 metro, era o maio predador vivendo em áreas marítimas rasas do Quebec há cerca de 380 milhões de anos. Possuía caninos afiados na sua boca e provavelmente se alimentava de peixes de grandes dimensões, encontrados fossilizados próximos aos fósseis da espécie. No geral, a anatomia do Elpistostege é mais similar ao Tiktaalik entre os tetrapodomorfos avançados.

- Continua após o anúncio -

Concentrando as análises nas nadadeiras peitorais, o escaneamento CT de alta-energia revelou a presença de um úmero (braço), rádio e ulna (antebraço), linha do carpo (pulso) e falanges organizadas em dedos. Em especial, esses dedos articulados na nadadeira do E. watsoni se mostraram homólogos aos dedos ósseos encontrados nas mãos da maioria dos animais, incluindo humanos, e, nesse sentido, a descoberta coloca a origem dos dedos e do padrão estrutural das mãos em vertebrados ainda nos peixes, antes destes saírem de vez das águas. O sistema articulado mais complexo e especializado do que aquele encontrado no Tiktaalik sugere que o E. watsoni era capaz de sustentar sua massa corporal, apoiando-se e locomovendo-se de forma eficiente no chão associado ao mar raso ou mesmo em ambientes terrestres próximos ao mar.

A nadadeira peitoral do E. watsoni era amplamente digitalizada, e requeria somente a perda de uma estrutura externa cobrindo o endoesqueleto da nadadeira (lepidotrichia) para permitir movimento livre dos elementos radiais, de muito similar aos dedos vistos em um típico tetrápode terrestre. Por fim, a análise filogenética colocou o gênero Elpistostege isolado como o táxon irmão dos tetrápodes, mais próximo destes do que qualquer outro clado sarcopterigiano e imediatamente abaixo dos tetrápodes com dedos.

Em conclusão, os pesquisadores afirmaram que o E. watsoni marca uma tênue linha separando peixes e tetrápodes terrestres, revelando um maior número de novidades exclusivas de tetrápodes do que em outros peixes tetradomorfos. Assumindo certos pontos de referência sobre a interpretação do clado Tetrapoda, os tetrápodes podem ser definidos como organismos derivados do primeiro sarcopterigiano a possuir dedos homólogos com aqueles da nossa espécie (Homo sapiens). Nesse sentido, o gênero Elpistostege pode representar o nosso mais antigo e mais primitivo tetrápode conhecido. O típico padrão de mãos - formado por uma fileira de dedos nos tetrápodes - encontrado nesses peixes provavelmente evoluiu por fornecer vantagens adaptativas na busca por alimentos e exploração de novos habitats livres de competidores.

> No vídeo abaixo, uma reconstrução 3D da espécie:

            

(1) Publicação do estudo: Nature