UMA CAMINHADA PARA FORA D’ÁGUA

Texto: Ubiratã F. Souza e Lucas Rosado

Figura 1: Reconstrução artística de Elpistotege. Por Katrina Kenny. Flinders University.

De certo, um dos momentos que mais instigam a curiosidade sobre a história evolutiva da vida na Terra é o surgimento dos primeiros tetrápodes a partir de um ancestral, um grupo de peixes chamados de Sarcopterygii, e como estes desenvolveram características a ponto de conseguirem se sustentar sobre seu corpo e, de fato, caminharem rumo ao domínio do ambiente terrestre. Os Sarcopterygii se destacam em nosso conhecimento por possuírem a região peitoral e suas nadadeiras bem desenvolvidas em comparação com os demais “peixes”. Em 2006 foram encontrados fósseis de animais, deste mesmo grupo, pertencentes à espécie Tiktaalik roseae (deem uma olhada na matéria “De onde vieram os primeiros anfíbios?”).

As características desse animal sugerem com uma força ainda maior que este é o grupo ao qual pertencem um dos primeiros tetrápodes a aparecerem: os anfíbios! Os tais apresentavam membros singelos e a formação dos primeiros dígitos. Uma descoberta há muito esperada!

Agora, um trabalho publicado por Cloutier e colaboradores no mês passado (março de 2020), na revista científica Nature, descreve um novo espécime fóssil de um “peixe” Sarcopterygii do período Devoniano (datado de cerca de 380 milhões de anos) medindo 1,57 metro: o Elpistostege watsoni (Figura 2). Através do uso de tomografias computadorizadas, os pesquisadores puderam observar que este animal apresenta úmero, ulna, rádio, metacarpos e a formação de dígitos ainda mais abundantes em comparação ao Tiktaalik (Figura 3). Análises feitas por Swartz em 2012 já pontuaram essa espécie sendo a espécie-irmã (ou seja, que compartilham um ancestral comum exclusivo entre eles) do Tiktaalik roseae, que nesse momento torna-se um pouco mais consolidado a partir destas novas evidências - as relações evolutivas entre as principais espécies de sarcopterígeos não-tetrápodes e dos primeiros tetrápodes, você pode conferir na Figura 4.

Figura 2: Novo espécime de Elpistotege. A, espécime completo em vista dorsal. Escala = 1 metro. B, esquema da anatomia pós-cranial e ilustração das nadadeiras. C, reconstrução do espécime. an.fi - nadadeira anal; cau.fi - nadadeira caudal; op. - opérculo; pec.fi - nadadeira peitoral; pel.fin - nadadeira pélvica. Figura adaptada de Cloutier et al., 2020.

Elpistostege compartilha com os tetrápodes um apêndice com pelo menos dois dígitos que por sua vez são compostos por duas ramificações radiais desiguais que se articulam em uma relação de um com um. Olhe a Figura 3 e veja onde está marcado “dígito”, então repare que é um osso para cada dígito. Seu úmero também se aproxima aos tetrápodes primitivos, pois tem uma grande área de fixação do músculo escápuloumeral dorsal e uma superfície mais proximal para articulação radial. No entanto, embora ainda exista uma certa discussão quanto a interpretação de como se caracteriza um dígito, se considerarmos as ramificações radiais como dígitos verdadeiros, temos aqui o tetrápode mais primitivo até então descoberto.

Outros estudos ainda mostram que o padrão de formação dos raios, em peixes, e de carpos e dígitos (ou seja, punhos e dedos), nos tetrápodes, é regulado por dois genes fundamentais, o HOXA13 e HOXD13. Mesmo que as lepidotríquias (raios das nadadeiras) e os dígitos não sejam homólogos (iguais) em termos morfológicos, eles, juntos dos genes HOX, células e processos regulatórios envolvidos nos padrões distais possuem uma profunda homologia, podendo-se igualar quando comparada à evolução da mandíbula nos vertebrados o qual apresenta grande consenso quanto à sua homologia dentro de todos os grupos de organismos com mandíbula verdadeira.

Através dessas descobertas magníficas de um passado longínquo, podemos cada vez mais compreender o nosso caminhar nessa jornada, o caminhar da vida na terra!

Figura 3: Anatomia comparada do esqueleto da nadadeira peitoral e úmero do ancestral de tetrapoda e tetrapoda basal. scap-hum - área de ligamento do músculo úmeral e escapular; rd.ext - área de ligamento dos extensores radiais; art.sf - superfície articular; lat.dor - cristas de ligamento dos músculos dorsais; sup.rid - crista do músculo supinador. Figura adaptada de Cloutier et al., 2020.

Figura 4: Análise filogenéticas de Elpistotege. Análise Bayesiana à esquerda e análise por parcimônia à direita. Em ambos os métodos vemos que Elpistotege (seu grupo em azul) é grupo irmão dos primeiros tetrápodes - em vermelho. Figura adaptada de Cloutier et al., 2020.

Referências

Cloutier, R., Clement, A.M., Lee, M.S.Y., Noel, R., Béchard, I., Roy, V. and Long, J.A. (2020): Elpistostege and the origin of the vertebrate hand. Nature 579, 549-554. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2100-8

Daeschler, E. B., Shubin, N. H. & Jenkins, F. A. Jr. (2006): A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan. Nature 440, 757–763.

Shubin, N. H., Daeschler, E. B. & Jenkins, F. A. Jr. (2006): The pectoral fin of Tiktaalik roseae and the origin of the tetrapod limb. Nature 440, 764–771.

Shubin, N. H., Daeschler, E. B. & Jenkins, F. A. (2015): in Great Transformations in Vertebrate Evolution (eds Dial, K.P. et al.) Univ. of Chicago Press, 70–83.

Swartz B (2012): A Marine Stem-Tetrapod from the Devonian of Western North America. PLoS ONE 7(3): e33683. doi:10.1371/journal.pone.0033683.