Os mamíferos são únicos em muitos aspectos. Somos de sangue quente e ágeis em comparação com nossos parentes reptilianos, mas ainda há outra diferença. As pesquisadoras Stephanie Pierce e Katrina Jones, da Universidade de Harvard, sugerem que os mamíferos são únicos em mais um aspecto: a composição de nossas espinhas. A pesquisa foi publicada na revista Science .
De acordo com Pierce, a coluna dos mamíferos é basicamente como uma série de contas em uma corda, com cada conta representando um único osso, uma vértebra. “Na maioria dos animais quadrúpedes, como os lagartos, as vértebras parecem e funcionam da mesma forma”, diz o pesquisador.
No entanto, os espinhos dos mamíferos são diferentes. Diferentes seções ou regiões da coluna vertebral, como pescoço, tórax e região lombar, assumem formas muito diferentes. Eles funcionam separadamente e, portanto, podem se adaptar a diferentes modos de vida, como correr, voar, cavar ou escalar.
Mamíferos: colunas especializadas
Embora os espinhos dos mamíferos sejam especializados, acredita-se que as regiões subjacentes a eles sejam antigas, datando dos primeiros animais terrestres. Acreditava-se que os mamíferos aproveitaram ao máximo os projetos anatômicos existentes. No entanto, o novo estudo está desafiando essa ideia ao observar o registro fóssil.
" Não há animais vivos hoje que registrem a transição de um ancestral 'parecido com um lagarto' para um mamífero" , diz Jones. Para fazer isso, diz ele, é preciso mergulhar no registro fóssil e observar os precursores extintos dos mamíferos, os sinapsídeos não mamíferos.Sinapsídeos não mamíferos são a chave para entender a origem de características específicas de mamíferos, incluindo a coluna vertebral.
Reconstrução do Edaphosaurus, um ancestral mamífero primitivo; seus longos espinhos formam uma vela em suas costas.
Mas estudar fósseis não é fácil. Jones diz a esse respeito que os fósseis são escassos e que encontrar animais extintos com mais de 25 vértebras é incrivelmente raro. Para resolver esse problema, os pesquisadores reuniram coleções de museus em todo o mundo para estudar os fósseis mais bem preservados de animais que viveram há cerca de 320 milhões de anos.
Uma mudança precoce nas colunas vertebrais dos mamíferos foi um primeiro passo importante em sua evolução. Com o tempo, mudanças na coluna vertebral permitiram que os mamíferos se desenvolvessem nas inúmeras espécies que conhecemos hoje.
Evolução da coluna vertebral em mamíferos
A equipe de pesquisa examinou colunas vertebrais fósseis, bem como mais de 1.000 vértebras de animais vivos, incluindo ratos, jacarés, lagartos e anfíbios. Eles queriam descobrir se as regiões vertebrais dos mamíferos eram tão antigas quanto se pensava, ou se os mamíferos estavam fazendo algo único.
“Se as regiões vertebrais tivessem permanecido in alteradas ao longo da evolução, conforme a hipótese, esperaríamos ver as mesmas regiões em sinapsídeos não mamíferos que vemos hoje em mamíferos”, diz Pierce. Mas não parece ser o caso.
Quando os pesquisadores compararam a posição e a forma das vértebras, descobriram algo surpreendente. A coluna vertebral ganhou novas regiões durante a evolução dos mamíferos. Os primeiros sinapsídeos não mamíferos tinham menos regiões do que os mamíferos vivos.
Há cerca de 250 milhões de anos, uma nova região evoluiu perto dos ombros e das patas dianteiras. Mudanças dramáticas também começaram a aparecer nos membros anteriores de animais conhecidos como peptídeos não mamíferos.
Os cientistas acreditam que esses eventos simultâneos provavelmente ocorreram em conjunto com mudanças na forma como as criaturas andavam e corriam.
Pesquisadores acreditam que há algum tipo de comunicação cruzada durante o desenvolvimento entre os tecidos que compõem as vértebras e a omoplata. Eles também acreditam que essa interação resultou na adição de uma região próxima ao ombro, pois os membros anteriores de nossos ancestrais evoluíram para assumir novas formas e funções.
Posteriormente, surgiu uma região próxima à pelve. Segundo os pesquisadores, é esta última região, a região lombar sem bordas, que parece se adaptar melhor a diferentes ambientes.
A etapa final na construção da coluna vertebral dos mamíferos pode estar relacionada a alterações nos genes Hox, importantes para regiões da coluna vertebral no início de seu desenvolvimento.
A esse respeito, os pesquisadores conseguiram estabelecer conexões entre mudanças nos esqueletos de animais e ideias extintas na biologia e genética do desenvolvimento moderno. “Essa abordagem combinada nos ajuda a entender o que torna um mamífero um mamífero”, conclui Jones.