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Descoberta de fóssil de 500 milhões de anos revela segredos surpreendentes das origens dos tunicados – Strong The One

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Karma Nanglu diz que seu animal favorito é aquele em que ele está trabalhando. Mas seu assunto mais recente pode manter o status de primeiro lugar por um tempo: um fóssil de 500 milhões de anos do grupo maravilhosamente estranho de invertebrados marinhos, os tunicados.

“Este animal é uma descoberta tão empolgante quanto algumas das coisas que encontrei ao me pendurar no penhasco de uma montanha ou pular de um helicóptero. É tão legal”, disse Nanglu, pesquisador de pós-doutorado do Departamento de Biologia Organísmica e Evolutiva. na Universidade de Harvard.

Em um novo estudo em Natureza Comunicações, Nanglu e co-autores descrevem o novo fóssil, chamado Megasifão thylakos, revelando que os tunicados ancestrais viviam como adultos estacionários, alimentando-se de filtros e provavelmente sofreram metamorfose de uma larva semelhante a um girino.

Tunicados são criaturas verdadeiramente estranhas que vêm em todas as formas e tamanhos com uma grande variedade de estilos de vida. A forma básica de um tunicado adulto é tipicamente semelhante a um barril com dois sifões projetando-se de seu corpo. Um dos sifões aspira a água com partículas de alimento por sucção, permitindo que o animal se alimente por meio de um dispositivo interno de filtragem tipo cesto. Depois que o animal se alimenta, o outro sifão expele a água.

Existem duas linhagens principais de tunicados, ascídiaceas (muitas vezes chamadas de “ascídias”) e apendicularias. A maioria dos ascidiáceos começa suas vidas parecendo um girino e móvel, depois se metamorfoseia em um adulto em forma de barril com dois sifões. Eles vivem sua vida adulta presos ao fundo do mar. Em contraste, os apendiculares mantêm a aparência de um girino à medida que crescem e se tornam adultos e nadam livremente nas águas superiores.

“Essa ideia de que eles começam como uma larva com aparência de girino que, quando está pronta para se desenvolver, basicamente dá uma cabeçada em uma pedra, gruda nela e começa a metamorfose reabsorvendo sua própria cauda para se transformar neste ser com dois sifões é simplesmente inspiradora, ” diz Nanglu.

Curiosamente, os tunicados são os parentes mais próximos dos vertebrados, que incluem peixes, mamíferos e até humanos. É difícil imaginar como essa criatura de aparência estranha poderia estar relacionada aos vertebrados, não fosse pelo início do girino. A estreita relação do tunicado com os vertebrados torna seu estudo crítico para a compreensão de nossas próprias origens evolutivas. Infelizmente, não é fácil fazer isso, pois os tunicados estão quase completamente ausentes de todo o registro fóssil, com apenas um punhado de fósseis aparecendo de forma convincente como membros do grupo.

Com tão poucos fósseis, os cientistas confiaram principalmente no que poderia ser aprendido com as espécies modernas de tunicados. Como ninguém conhecia a morfologia e a ecologia do último ancestral comum dos tunicados, os cientistas só podiam supor que se tratava de um animal bentônico com dois sifões, como os ascidiáceos, ou um animal de natação livre, como os apendiculares.

M. thylakos tinha todas as características básicas de um tunicado ascidiáceo, um corpo em forma de barril e dois crescimentos proeminentes semelhantes a sifões. Mas a característica que mais chamou a atenção da equipe foram as faixas escuras subindo e descendo pelo corpo do fóssil.

Imagens de alta potência de M. thylakos permitiu que os pesquisadores realizassem uma comparação lado a lado com um ascidiáceo moderno. Os pesquisadores usaram seções dissecadas do tunicado moderno Ciona para identificar a natureza do megasifão faixas escuras. As comparações revelaram semelhanças notáveis ​​entre da Ciona músculos, que permitem ao tunicado abrir e fechar seus sifões, e as faixas escuras observadas no fóssil de 500 milhões de anos.

do megasifão A morfologia sugere que o estilo de vida ancestral dos tunicados envolvia um adulto imóvel que se alimentava de seus grandes sifões”, disse Nanglu. as primeiras origens evolutivas deste grupo enigmático.”

M. thylakos é o único fóssil tunicado definitivo com preservação de tecidos moles que foi descoberto até o momento. É o mais antigo de seu tipo, originário da Formação Marjum do Cambriano médio, em Utah. O fóssil foi reconhecido como um tunicado pelos co-autores associados à pesquisa, Rudy Lerosey-Aubril, e pelo professor Javier Ortega-Hernández (ambos no Departamento de Biologia Organísmica e Evolutiva) durante uma visita ao Museu de História Natural de Utah (UMNH) em 2019.

“O fóssil imediatamente chamou nossa atenção”, disse Ortega-Hernández, “embora trabalhemos principalmente com artrópodes cambrianos, como trilobitas e seus parentes de corpo mole, a estreita semelhança morfológica de Megassifão com os tunicados modernos era simplesmente impressionante demais para ser ignorado, e imediatamente sabíamos que o fóssil teria uma história interessante para contar.”

Fósseis da Formação Marjum datam de pouco depois da Explosão Cambriana, um dos eventos evolutivos mais significativos da história da Terra, ocorrido há aproximadamente 538 milhões de anos. Durante esse período, os principais grupos de animais apareceram no registro fóssil pela primeira vez, mudando radicalmente os ecossistemas marinhos. Os tunicados, no entanto, estão visivelmente ausentes nas rochas do Cambriano, embora sejam diversos e abundantes nos oceanos modernos.

Existem muitos sítios fósseis do Cambriano com preservação excepcional nos Estados Unidos, mas estes são frequentemente negligenciados em comparação com os de Burgess Shale no Canadá e Chengjiang na China. “A descoberta de Megassifão ilustra perfeitamente por que Javier e eu temos realizado trabalho de campo em Utah nos últimos dez anos”, disse Lerosey-Aubril. geléias de pente, que estão quase totalmente ausentes do registro fóssil do Cambriano.”

As estimativas do relógio molecular sugerem que os ascídiaceos se originaram há 450 milhões de anos. No entanto, com 500 milhões de anos, M. thylakos fornece a visão mais clara da anatomia dos antigos tunicados e sua história evolutiva mais antiga. Significativamente, M. thylakos fornece evidências de que a maior parte do plano corporal moderno dos tunicados já foi estabelecida logo após a explosão cambriana.

“Dada a excepcional qualidade de preservação e a idade do fóssil, podemos dizer bastante sobre a história evolutiva dos tunicados”, disse Nanglu. “Esta é uma descoberta incrível, pois não tínhamos praticamente nenhuma evidência conclusiva dos modos de vida ancestrais desse grupo antes disso”.

Depois de coletar centenas de novos fósseis novamente nesta primavera, os pesquisadores estão convencidos de que a Formação Marjum apenas começou a revelar seus segredos.

Os autores gostariam de agradecer especialmente a C. Levitt-Bussian e RB Irmis por sua assistência durante as visitas ao Museu de História Natural de Utah (NHMU) e por facilitar o estudo dos espécimes abrigados nesta instituição. E ao Bureau of Land Management, particularmente SE Foss e G. McDonald, por depositar o holótipo de Megassifão no NHMU e fornecendo assistência curatorial.

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