Cada respiração que você respira faz parte de uma história muito antiga. O movimento constante do peito, a tração dos músculos entre as costelas e a sensação de ar enchendo os pulmões são completamente rotineiros. No entanto, este processo familiar remonta a centenas de milhões de anos. Um réptil bem preservado que morreu numa caverna de Oklahoma há cerca de 289 milhões de anos revelou agora o primeiro exemplo de tal sistema respiratório num amniota. Os amniotas, incluindo répteis, aves, mamíferos e seus ancestrais comuns, estiveram entre os primeiros animais a se adaptarem totalmente à vida terrestre.
Num estudo publicado na revista Nature, os cientistas descrevem a preservação excepcional de um pequeno réptil semelhante a um lagarto, conhecido como Captorhinus usado do início do Permiano. Embora tenha apenas alguns centímetros de comprimento, este fóssil contém muito mais do que apenas ossos. Retém vestígios de pele tridimensional, cartilagem calcificada e até proteínas. Esses remanescentes de proteínas são quase 100 milhões de anos mais antigos do que qualquer outro encontrado anteriormente em fósseis.
“Lagarto “Esta é uma criatura lagarto de aparência interessante que é crucial para a compreensão da evolução dos primeiros amniotas”, diz Ethan Mooney. Ele co-liderou o estudo como estudante na Universidade de Toronto no laboratório do co-autor Professor Robert R. Reisz, e agora é estudante de doutorado no Departamento de Biologia Organismal e Evolutiva de Harvard, trabalhando com a paleontóloga Professora Stephanie Pierce. Esses primeiros répteis, que variavam em tamanho de alguns centímetros a vários pés, estiveram entre os primeiros a explorar a vida na terra e foram difundidos e bem-sucedidos em sua época.
Proteção rara para Richards Spurs
O fóssil foi descoberto em um sistema de cavernas perto de Richards Pool, Oklahoma, um local conhecido por seu extraordinário registro de vida no final do Paleozóico. A região possui a mais diversificada fauna de vertebrados terrestres do período, e o número de espécies já é muito rico. Condições ambientais únicas ajudaram a preservar os restos mortais. Os hidrocarbonetos que vazam óleo e a lama anaeróbica protegem não apenas os ossos, mas também tecidos delicados, como pele e cartilagem.
Como resultado, o espécime parece uma múmia fossilizada tridimensional, congelada na sua posição final com um braço enfiado sob o corpo. Este nível de preservação é extremamente raro e fornece uma visão excepcionalmente detalhada da anatomia antiga.
Varredura de alta tecnologia revela pele e estrutura
Os pesquisadores usaram tomografia computadorizada de nêutrons (nCT) em uma instalação especializada na Austrália para examinar fósseis sem danificá-los. As varreduras permitiram que eles vissem abaixo das rochas e descobrissem os pequenos detalhes escondidos lá dentro.
O que Mooney observou durante a sua análise foi inesperado. “Comecei a ver todas essas estruturas enroladas em torno dos ossos”, diz ele, “e elas eram muito finas e texturizadas. O padrão era muito semelhante às escamas nas quais rastejam os vermes modernos, chamados vermes, que são pequenos lagartos chamados répteis semelhantes a vermes que ainda estão vivos hoje.
Reconstruindo o primeiro sistema respiratório baseado em costelas
A pele preservada é apenas parte da descoberta. Através do estudo três Lagarto Ao estudar espécimes das esporas de Richards, os pesquisadores conseguiram descobrir como o animal respirava. Um fóssil mostra um esterno cartilaginoso segmentado, bem como costelas esternais, costelas médias e conexões que conectam a caixa torácica à cintura escapular.
Pela primeira vez, os cientistas viram claramente estas estruturas nos primeiros répteis e reconstruíram um sistema respiratório completo nos primeiros amniotas. Isto fornece evidência direta de respiração inspiratória costal, onde os músculos entre as costelas se expandem e comprimem a cavidade torácica, puxando ar para os pulmões.
Antes da evolução deste sistema, os anfíbios dependiam de métodos diferentes. Eles respiram pela pele e empurram o ar para os pulmões por meio de movimentos da boca e da garganta. Embora este método ainda funcione para muitos anfíbios hoje, ele limita a quantidade de movimento. A respiração baseada nas costelas permite um fluxo de ar mais profundo e eficiente, absorvendo mais oxigênio e removendo o dióxido de carbono com mais eficiência.
“Recomendamos que o sistema tenha sido descoberto em Lagarto Representa uma condição ancestral para a respiração assistida por costelas, presente em répteis, aves e mamíferos vivos”, disse Reisz.
Principais inovações para a vida terrestre
Usar os músculos do peito para respirar foi um passo evolutivo importante. Isso permitiu que os primeiros amniotas mantivessem um estilo de vida mais ativo, o que pode tê-los ajudado a se espalhar e diversificar em ambientes terrestres.
“Isso é uma virada de jogo e permite que esses animais adotem um estilo de vida mais ativo”, disse Mooney.
Esta inovação pode ter desempenhado um papel importante no sucesso dos répteis e dos seus descendentes, estabelecendo as bases para o seu domínio nos ecossistemas terrestres.
Proteína antiga ultrapassa limites científicos
A descoberta também incluiu uma descoberta surpreendente. Os pesquisadores usaram espectroscopia infravermelha síncrotron para detectar vestígios de proteínas primitivas preservadas em ossos, cartilagens e pele fósseis. Estas moléculas são as mais antigas do seu tipo já descobertas, datando de quase 100 milhões de anos antes das moléculas anteriores encontradas em fósseis de dinossauros.
“A descoberta do resíduo proteico é extraordinária e avança significativamente a nossa compreensão das possibilidades de preservação de tecidos moles no registo fóssil”, disse Mooney.
Uma janela para a evolução inicial
Os fósseis estão agora guardados no Royal Ontario Museum, em Toronto, onde estão disponíveis para estudos adicionais. Mooney continuou sua pesquisa na Universidade de Harvard e concentrou-se nos primeiros répteis e em sua história evolutiva.
Descobertas como esta dão-nos uma compreensão mais clara de como os primeiros vertebrados se adaptaram à vida terrestre e como inovações importantes, como a respiração eficiente, ajudaram a moldar a evolução.
