Como os peixes evoluíram para andar – e, em um caso, se transformaram em humanos

Quando você pensa sobre a evolução humana, há uma boa chance de estar imaginando chimpanzés explorando florestas antigas ou os primeiros humanos pintando mamutes lanosos nas paredes das cavernas. Mas nós, humanos, junto com ursos, lagartos, beija-flores e tiranossauro Rexsão na verdade peixes com nadadeiras lobadas.

Pode parecer bizarro, mas a evidência está em nossos genes, anatomia e fósseis. Pertencemos a um grupo de animais chamados sarcopterígios terrestres, mas uma grande quantidade de mudanças evolutivas obscureceu nossa aparência.

Pensamos nos peixes como nadadores experientes, mas na verdade eles desenvolveram a capacidade de “andar” pelo menos cinco vezes. Algumas espécies puxam-se para a frente usando nadadeiras dianteiras bem desenvolvidas, enquanto outras “caminham” ao longo do fundo do oceano.

Nosso ancestral sarcopterígio desenvolveu pulmões e outros mecanismos de respiração aérea, membros ossudos e uma coluna vertebral mais forte antes de se aventurar na terra. Essas adaptações foram úteis não apenas em ambientes aquáticos, mas permitiram que nossos ancestrais explorassem a terra – eram “pré-adaptações” para a vida na terra.

A transição da água para a terra foi um dos eventos mais significativos na evolução dos vertebrados. Pode ter começado como uma forma de escapar de predadores, mas a paisagem que nossos ancestrais descobriram já era rica em plantas como musgos, cavalinhas e samambaias, além de artrópodes (milípedes) que haviam colonizado a terra milhões de anos antes.

Nós não estamos sozinhos

Andar independentemente evoluiu várias vezes em peixes, tornando-se um exemplo de convergência evolutiva (características semelhantes que evoluem independentemente, como asas em morcegos e pássaros). A evolução de andar em peixes é rara. Existem mais de 30.000 espécies de peixes como os conhecemos hoje (não no sentido evolutivo), das quais apenas um punhado pode “andar”.

Os sarcopterígios diferem de outros tipos de peixes de várias maneiras importantes. Por exemplo, nossas barbatanas (membros) têm suportes ósseos e lóbulos musculares que nos permitem mover em terra.

Acredita-se que essa adaptação tenha sido crucial para a evolução dos tetrápodes (anfíbios, mamíferos, répteis e aves) durante nossa transição da água para a terra no período Devoniano Superior, cerca de 375 milhões de anos atrás. Muitos dos genes envolvidos na formação de membros e dedos em tetrápodes também são encontrados em sarcopterígios aquáticos, como peixes pulmonados, o que indica que essas características evoluíram em nosso antigo ancestral comum.

Não sabemos de que espécie era esse ancestral, mas provavelmente se parecia com o celacanto, que tem um rico registro fóssil e é um “fóssil vivo” que hoje habita o Oceano Índico Ocidental e a Indonésia.

Os peixes sarcopterígios ambulantes estão extintos, como Tiktaalikou tão altamente evoluídos que não os reconhecemos mais como peixes (tetrápodes).

Um exemplo de peixe vivo que anda é o mudskipper (da família Oxudercidae). Esses peixes vivem em manguezais e planícies de maré e usam suas barbatanas peitorais para caminhar em terra. Essas barbatanas os ajudam a escapar de predadores aquáticos, procurar comida (eles consomem material orgânico na lama) e até mesmo interagir uns com os outros em terra, encontrando parceiros.

Outro exemplo é o bagre ambulante (Clarias batrachus), que usa suas barbatanas peitorais para se deslocar sobre a terra, ajudando-o a escapar de lagoas secas e encontrar novos habitats.

Como os genes relacionados à caminhada evoluíram pela primeira vez?

O patimzinho (Leucoraja erinacea) é um peixe cartilaginoso relacionado a raias e tubarões (em oposição a peixes ósseos, incluindo sarcopterígios). É outro peixe que “anda” debaixo d’água sobre nadadeiras como pernas, imitando os movimentos de animais terrestres.

O pequeno patim é de grande interesse para os cientistas que pesquisam a evolução da locomoção porque evoluiu andando com barbatanas independentemente dos sarcopterígios. No entanto, até agora, a genética por trás do andar do pequeno patim era difícil de estudar devido à falta de dados de qualidade.

Isso mudou recentemente, quando pesquisadores de Seul e Nova York usaram tecnologia de ponta para construir uma montagem de alta qualidade do genoma do pequeno skate. Os cientistas descobriram que ele usa apenas dez músculos para andar com barbatanas, enquanto os tetrápodes geralmente usam 50 músculos para mover seus membros.

Uma grande questão sobre a evolução dos vertebrados é: quais genes são importantes para desenvolver os músculos que permitem a caminhada? Para descobrir, a equipe analisou quais genes estavam ativos nos nervos que controlam os músculos dos membros (nervos motores) em um camundongo, uma galinha e um pequeno patim.

Eles descobriram padrões de expressão gênica semelhantes em nervos motores que ajudam esses músculos a funcionar. Assim, os peixes ambulantes podem ter seguido vários caminhos evolutivos diferentes, mas este estudo recente sugere um mecanismo genético comum.

Os humanos evoluíram para serem os melhores caminhantes

No final do período Triássico, cerca de 201 milhões de anos atrás, tanto os dinossauros quanto os mamíferos desenvolveram excelentes habilidades de corrida. Os humanos refinaram esses poderes locomotores, desenvolvendo inúmeras adaptações que nos tornam uma das espécies de corrida mais eficientes e capazes do planeta.

Essas adaptações incluem um tendão de Aquiles semelhante a uma mola que ajuda a armazenar energia, uma passada longa e centro de gravidade equilibrado e suor para esfriar. Essas adaptações nos permitem percorrer longas distâncias com grande resistência, embora em velocidades lentas.

Nossos ancestrais costumavam correr para caçar, escapar de predadores e forragear. Ela moldou nossa anatomia, fisiologia e cultura. E muitos estudos mostram que caminhar e correr são cruciais para o nosso bem-estar e saúde física.

Foi um longo caminho desde a origem da caminhada em nossos ancestrais semelhantes a peixes que primeiro colonizaram a terra. Mas caminhar e correr continuam sendo uma parte central de nossas vidas e de nosso sucesso evolutivo.