Nossos ossos não começam nas profundezas do corpo. Eles começam com a pelelogo após a formação dos primeiros animais complexos.
Desde então, Pele e Osso tem sido temas recorrentes Em evolução. No entanto, ainda sabemos muito pouco sobre eles. Por que continuam aparecendo em grupos tão diversos como tartarugas, crocodilos, lagartos, cobras e até dinossauros? Houve um ancestral de pele e osso que deu origem a todos esses animais?
Em um novo estudo publicado na revista Science Jornal de Biologia da Sociedade Linneanaexploramos esse problema. Combinamos evidências fósseis com ferramentas computacionais modernas para reconstruir a evolução de 320 milhões de anos da pele e dos ossos dos répteis.
Nossas descobertas resumem séculos de debate: os ossos dérmicos evoluíram de forma independente em múltiplas linhagens de lagartos. No processo, também rastreamos uma regressão evolutiva única em um dos grupos mais representativos de lagartos monitores.
Quando os ossos ainda eram superficiais
Os ossos de pele mais antigos no registro fóssil podem datar de 475 milhões de anos. Naquela época, alguns dos primeiros vertebrados evoluíram Exoesqueleto delicado.
Isto pode parecer contra-intuitivo, uma vez que a definição literal de um vertebrado é que ele tem uma espinha dorsal. No entanto, seu endoesqueleto não é até 50 milhões de anos depois.
A capacidade da pele de formar tecido ósseo reapareceu repetidas vezes ao longo da história evolutiva. Escamas de peixe são um exemplo.
Outro exemplo são os osteoblastos – os ossos dérmicos dos animais terrestres. Depois de deixar a água em um passado distante, os osteodermos podem ter Ajude os animais a se adaptarem à vida terrestre.
Além disso, a imagem fica menos clara. As células osteodérmicas são perdidas na maioria das linhagens Mas eles continuam reaparecendoespecialmente em répteis. Para entender como isso aconteceu, precisamos montar um quebra-cabeça evolutivo complexo.
Histórias contadas por ossos
Imagine chegar ao local de um assalto a banco muito depois de ele ter ocorrido. Não existem testemunhas perfeitas. Você conversa com dezenas de pessoas – uma delas vê o carro da fuga, outra percebe a jaqueta do ladrão. Outros ouviram sirenes.
Cada história está incompleta e algumas até se contradizem. Mas à medida que você coleta mais contas, certos detalhes começam a se tornar consistentes. Eventualmente, surge uma imagem coerente.
É assim que desvendamos o mistério da pele e dos ossos dos répteis. Nossas testemunhas incluem 643 espécies vivas e extintas. Cada um está relacionado aos outros de alguma forma e oferece uma perspectiva única. Continuamos investigando até que suas histórias começaram a convergir.
Descobrimos que a maioria dos lagartos desenvolveu pele óssea pela primeira vez durante o final do período Jurássico e início do Cretáceo (mais de 100 milhões de anos atrás). Naquela época, alguns dos mais Dinossauros icônicos vagavam pela Terraincluindo imponentes Braquiossauroferoz Alossauroe a parte de trás do tabuleiro Estegossauro.
O clima e o sistema ecossistêmico são mudanças rápidascriando novos desafios e oportunidades. A armadura pode ajudar os lagartos a afastar predadores, lidar com ambientes hostis ou migrar para novos habitats.
Após uma explosão inicial de evolução osteodérmica, a taxa desacelerou e a maioria dos grupos manteve os seus ossos dérmicos desde então.
Há uma grande exceção.
Goanna está de volta
Os ancestrais dos lagartos-monitores (também conhecidos como lagartos-monitores na Austrália) perderam completamente a pele óssea – provavelmente porque seus estilos de vida ativos e corpos eficientes funcionavam melhor sem o peso extra.
Mas quando seus descendentes chegaram à Austrália 20 milhões de anos atrásuma coisa notável aconteceu: eles cresceram novamente.
Podemos traçar esta reevolução até ao Mioceno, quando o clima da Austrália se tornou mais seco. Ossos da pele podem ajudar a reduzir perda de água e pode fornecer proteção Em áreas abertas e áridas.
Notavelmente, os lagartos-monitores são a única linhagem de lagartos conhecida por recuperar a pele óssea após perdê-la. este desafio Lei de Doroacredita que uma vez que uma característica complexa desaparece, ela não pode evoluir novamente.
Resolvendo uma disputa centenária
No início do século 20, os pesquisadores levantaram a hipótese de que os lagartos herdaram células osteodérmicas dos lagartos. ancestral comum.
Essa visão mais tarde deu lugar à ideia dessas placas ósseas evolução independente entre grupos selecionados. debate sobre mecanismos evolutivos subjacentes Posteriormente, estas discussões continuaram em ritmo acelerado, mesmo a nível molecular, sem ancorar a origem do osteocórtex numa linha temporal evolutiva clara que levasse aos répteis de hoje.
Nossa pesquisa fornece essa base e estamos orgulhosos de que ela tenha sido publicada na mesma revista onde Charles Darwin compartilhou pela primeira vez suas ideias seminais. Em muitos aspectos, nosso trabalho é uma síntese do passado e do presente.
As evidências fósseis ajudaram-nos a resolver uma questão de longa data, mas apenas a computação moderna foi capaz de reduzir milhares de cenários evolutivos, cada um informado por dados de características de centenas de espécies, numa história única e coerente.
A evidência é clara: as células osteodérmicas evoluíram de forma independente múltiplas vezes ao longo de centenas de milhões de anos em diferentes linhagens de lagartos. Agora que sabemos isto, os cientistas poderão estudar os mecanismos genéticos e de desenvolvimento por trás deles.
Entre os lagartos, os lagartos-monitores são a única linhagem conhecida por ter perdido esta armadura, apenas para recuperá-la numa notável reviravolta evolutiva. Este padrão se encaixa perfeitamente com outras estranhezas evolutivas encontradas na Austrália, onde os marsupiais dominam e os mamíferos põem ovos.
Mostra também que a evolução raramente segue um caminho reto, mas sim serpenteia através dos ambientes em mudança do nosso planeta.
