O que o desenvolvimento da pele pode nos dizer sobre nossos ancestrais antigos

Quando o clima quente do verão chega, você pode se sentir preocupado com animais de estimação peludos e outros animais que vivem perto de nós. Mas pelos e cabelos são adaptações antigas que permitiram que os ancestrais humanos desenvolvessem estilos de vida mais ativos e dietas variadas.

Todos os mamíferos têm algum tipo de pelo. É parte do que nos diferencia de outros grupos de animais. O pelo vem em todas as formas e tipos, incluindo cabelo humano. Suas propriedades de termorregulação podem nos dizer sobre como o estilo de vida de nossos ancestrais mudou à medida que eles divergiram de animais semelhantes a répteis, tornando-se caçadores mais ativos.

Os mamíferos são altamente sociais e a coloração do pelo também ajuda a distinguir aliados e inimigos. Também pode ajudar os animais a se esconderem. Pense em uma raposa cor de areia no deserto ou um urso polar na neve.

Sabe-se que os pássaros evoluíram dos dinossauros reptilianos e as penas são escamas de dinossauros altamente modificadas. A origem do cabelo de mamíferos no tempo profundo é menos clara porque escamas duras, ossos e penas preservam melhor do que outros tipos de tecido.

Impressões fósseis de cabelo são encontradas em espécies do Jurássico Médio, como o castor Castorocaudacerca de 220 milhões de anos atrás. E um ancestral mamífero com pelo fossilizado, o rato Espinolestesque tinha um moicano de cerdas, é conhecido do período Cretáceo, há 125 milhões de anos.

Esses fósseis são raros.

Mas cientistas encontraram resíduos de alimentos que contêm estruturas semelhantes a pelos dentro de fezes fossilizadas do período Permiano, cerca de 260 milhões de anos atrás.

Podemos, no entanto, dar uma olhada na evolução dos ancestrais dos mamíferos para entender melhor a evolução dos pelos e pelos.

Sabemos que as linhagens de mamíferos e répteis se separaram há mais de 300 milhões de anos. Os primeiros ancestrais mamíferos ainda se pareciam muito com répteis.

Mas eles tinham uma dieta diferente. Eles caçavam presas grandes com suas presas, enquanto os répteis originalmente se alimentavam de pequenas aranhas, milípedes ou insetos.

Temperatura constante é essencial para a resistência, em mamíferos, que você precisa para caçar. Isso pode ser conseguido, entre outras coisas, pelo desenvolvimento de pelos.

A caça também implica a necessidade de movimento espontâneo, como correr e atacar uma presa. O banho de sol diário é, em contraste, essencial para a agilidade em répteis, que se sentam em pedras quentes e esperam que os insetos passem rapidamente.

Os primeiros animais a experimentar a temperatura corporal foram os precursores mamíferos, os primeiros sinapsídeos. Alguns deles tinham grandes corpos semelhantes aos de lagartos e desenvolveram velas nas costas, sustentadas por protuberâncias das vértebras.

Graças a um denso sistema de vasos sanguíneos da superfície da pele, essas velas podiam absorver rapidamente o calor do sol e liberar calor corporal excessivo (como elefantes e raposas fennec fazem com suas grandes orelhas hoje). Mas essa estratégia não funcionou para eles: os ancestrais mamíferos velejadores foram extintos.

Os primeiros ancestrais mamíferos ainda tinham escamas típicas de répteis, com suas fracas propriedades de termorregulação. Isso é demonstrado por impressões de pele de barriga fóssil de um animal de 275 milhões de anos (período Permiano médio) em repouso, encontrado na Polônia em 2012.

No período Permiano superior, há 255 milhões de anos, o ancestral mamífero primitivo Scymnognathus parringtoni viveu. A Coleção Paleontológica da Universidade de Tübingen, Alemanha, abriga um dos mais completos e belos exemplares deste animal fóssil.

O espécime foi encontrado na formação Usili, Ruhuhu, Tanzânia, e foi um dos maiores predadores de sua época. Ele ainda parecia muito com um réptil, mas já tinha uma postura corporal ereta, que é mais eficiente em termos de energia ao correr, em comparação com membros estendidos como os répteis fazem.

Usando o espécime de Tübingen, os paleontólogos mostraram em 2021 que os primeiros sinapsídeos já tinham uma taxa metabólica maior do que os répteis. O indicador disso é o grande forame nutriente, um pequeno túnel com uma artéria nutriente, no osso do membro superior (fêmur). Os forames nutrientes dos mamíferos são maiores do que os dos répteis.

Além disso, ao contrário dos répteis, Cimnognato e outras espécies do Permiano têm um extenso suprimento de sangue em seu focinho altamente vascularizado. Pequenas aberturas nos ossos do focinho desses animais podem indicar passagens nervosas e aberturas para vasos sanguíneos para sustentar bigodes (vibrissas).

Bigodes são pelos do focinho especializados para função tátil, bem conhecidos em mamíferos modernos como gatos. Talvez eles tenham sido os primeiros pelos a evoluir e só depois o pelo se desenvolveu.

Os dinossauros evoluíram há cerca de 233 milhões de anos no final do período Triássico, que é vários milhões de anos após a primeira prova de pelos nos precursores mamíferos. Mas os primeiros dinossauros já tinham precursores de penas simples semelhantes a pelos, que mais tarde se separaram em múltiplas farpas, formaram hastes e bárbulas e mais tarde até mesmo palhetas em dinossauros mais parecidos com pássaros.

Os pelos dos mamíferos se desenvolveram a partir de escamas, como as penas? Sim e não.

No desenvolvimento embrionário inicial, todos os vertebrados terrestres têm espessamentos de pele conhecidos como placodes. Essas condensações celulares geneticamente ativadas são as precursoras de todos os apêndices da pele – escamas, penas e pelos. Pelos e penas dependem do mesmo programa genético.

Mas mais tarde no desenvolvimento do embrião, as estruturas assumem formas drasticamente diferentes. A camada superior da pele se dobra para fora para formar escamas e penas. A pele se dobra, no entanto, para desenvolver pelos abaixo da superfície da pele. A haste do pelo só cresce para fora do bolso do folículo mais tarde.

Na evolução, pelos, escamas e penas originalmente serviam para uma função similar: termorregulação e exibição. Os pássaros desenvolveram um aparelho de voo completo muito depois que as primeiras penas surgiram.

Vários mamíferos perderam mais tarde suas peles densas, como baleias (que desenvolveram armazenamento de gordura como uma alternativa para regulação da temperatura corporal) e humanos. Não está claro por que os humanos perderam a maior parte de suas peles, mas alguns cientistas acham que foi para se refrescar durante longas caçadas em savanas quentes.