Répteis gigantes que viveram há 220 milhões de anos podem ter tido a capacidade de voar no início de sua história evolutiva, relata uma equipe de pesquisadores liderada por um biólogo evolucionista da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins. Isto contrasta fortemente com os ancestrais das aves modernas, que se pensa terem alcançado um voo motorizado mais lento e tinham cérebros maiores e mais complexos.
A investigação, cujos detalhes foram publicados na edição de 26 de novembro da revista Science, baseou-se em métodos avançados de imagem para examinar as cavidades cerebrais internas dos fósseis de pterossauros e foi apoiada em parte pela National Science Foundation. biologia moderna.
Matteo Fabbri, Ph.D., professor assistente de anatomia funcional e evolução na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins, disse que os resultados reforçam a ideia de que os cérebros aumentados nas aves e possivelmente nos seus antepassados não foram a razão pela qual os pterossauros voaram.
“Nosso estudo mostra que os pterossauros desenvolveram a capacidade de voar no início de sua existência e que tinham cérebros menores, semelhantes aos verdadeiros dinossauros que não voam”, disse Fabbri.
Objeto voador gigante com estrutura cerebral surpreendente
Fabry descreveu os pterossauros como poderosos predadores aéreos da era dos dinossauros, com algumas espécies pesando até 500 quilos e tendo asas que podiam atingir até 9 metros. Acredita-se que os pterossauros sejam as primeiras das três principais linhagens de vertebrados (além de pássaros e morcegos) a finalmente alcançar o vôo autônomo.
Para investigar como os pterossauros adquiriram esta capacidade e se o seu percurso diferia do das aves e dos morcegos, a equipa examinou a história evolutiva dos répteis. Eles observaram atentamente as mudanças na forma e no tamanho do cérebro ao longo do tempo, concentrando-se nos lobos ópticos, uma área envolvida na visão associada à capacidade de voar.
Tomografias computadorizadas revelam pistas para parentes precoces
Os pesquisadores usaram imagens de tomografia computadorizada e software especializado para modelar digitalmente a estrutura dos sistemas nervosos fósseis, concentrando-se em parentes conhecidos dos pterossauros. Este animal que não voa e escala árvores foi descoberto pela primeira vez por cientistas em 2016 e viveu durante o período Triássico, entre 242 e 212 milhões de anos atrás. Em 2020, outra equipe confirmou a estreita ligação evolutiva entre pterossauros e pterossauros.
“Os cérebros dos pterossauros já apresentavam características associadas à melhoria da visão, incluindo lobos ópticos aumentados, uma adaptação que mais tarde pode ter ajudado os seus parentes pterossauros a subir aos céus”, disse o autor correspondente Mario Bronzati, investigador da Universidade de Tübingen, na Alemanha.
Fabry observou que os pterossauros também tinham lobos ópticos aumentados. No entanto, apesar dessa característica, ele explicou que o formato e o tamanho do cérebro são muito diferentes dos do tuatara.
“As poucas semelhanças sugerem que os pterossauros voadores, que surgiram pouco depois dos pterossauros gigantes, provavelmente adquiriram a capacidade de voar repentinamente na sua origem”, disse Fabry. “Essencialmente, os cérebros dos pterossauros transformaram-se rapidamente desde o início para adquirir tudo o que precisavam para voar.”
Comparação entre pterossauro e voo de pássaro
Em contraste, pensa-se que as aves modernas evoluíram o voo através de um processo mais gradual. Eles parecem ter herdado algumas características importantes de seus parentes anteriores, incluindo a expansão do cérebro, do cerebelo e dos lobos ópticos, e depois adaptaram ainda mais essas áreas ao voo, disse Fabry. O apoio para este modelo progressivo vem de um estudo de 2024 do laboratório da Dra. Amy Balanoff, professora assistente de anatomia funcional e evolução na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins, que destacou a importância da expansão cerebelar na origem do voo das aves. O cerebelo está localizado na parte posterior do cérebro e ajuda a regular a coordenação muscular e outras funções.
“Qualquer informação que possa preencher as lacunas que não conhecemos sobre os cérebros dos dinossauros e das aves é importante para a compreensão da evolução do voo e da neurossensorial nas linhagens de pterossauros e aves”, disse Baranov.
Insights de cérebros fossilizados de diferentes espécies
A equipe também examinou as cavidades cerebrais de crocodilianos (ancestrais dos jacarés) e de aves extintas e comparou as estruturas com as dos pterossauros.
A sua análise mostrou que os pterossauros tinham hemisférios cerebrais modestamente aumentados, uma característica comparável a outros grupos de dinossauros. Estes incluem o Troodon, semelhante a um pássaro bípede, que viveu entre os períodos Jurássico Superior e Cretáceo Superior, de 1,63 a 66 milhões de anos atrás, e o Archaeopteryx, a ave mais antiga conhecida, que viveu entre 1,508 e 125,45 milhões de anos atrás. Estas espécies pré-históricas eram muito diferentes das aves modernas, que têm cavidades cerebrais significativamente maiores.
Olhando para frente para pesquisar
Fabry disse que o progresso futuro dependerá da compreensão de como a estrutura interna do cérebro, e não apenas o seu tamanho e forma, permitiu o voo dos pterossauros. Isto, explica ele, é crucial para descobrir os princípios biológicos mais amplos que governam a evolução do voo.
O apoio financeiro para esta pesquisa foi fornecido pela Fundação Alexander von Humboldt, pelo Governo Federal Brasileiro, pela Sociedade Paleontológica, pela Agência Nacional de Promoção Científica e Técnica, pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, pela União Europeia Next Generation EU/PRTR, pela National Science Foundation (NSF DEB 1754596, NSF) fornecido IOB-0517257, IOS-1050154, IOS-1456503) e o Conselho Sueco de Pesquisa
Além de Fabbri e Bronzati, outros cientistas que contribuíram para o estudo foram Akinobu Watanabe do Instituto de Tecnologia de Nova York, Roger Benson do Museu Americano de História Natural, Rodrigo Müller da Universidade Federal de Santa Maria, Brasil, Lawrence Witmer da Universidade de Ohio, Martín Ezcurra e M. Belén von Baczko do Museu de Ciências Naturais Bernardino Rivadavia, Felipe Montefeltro da Universidade Estadual de São Paulo; Bhart-Anjan Bhullar, da Universidade de Yale; Julia Desojo, da Universidade Nacional de La Plata, Argentina; Fabien Knoll, do Museu Nacional de Ciências Naturais da Espanha; Max Langer, da Universidade de São Paulo, Brasil; Stephan Lautenschlager, da Universidade de Birmingham; Michelle Stocker e Sterling Nesbitt da Virginia Tech; Alan Turner, da Universidade Stony Brook; e Ingmar Werneburg da Universidade Eberhard Karls em Tübingen.
