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Traços de hormônios sexuais extraídos da presa de um mamute lanoso fornecem a primeira evidência direta de que os machos adultos experimentaram o musth, um episódio de agressão intensificada contra machos rivais, impulsionado pela testosterona, de acordo com um novo estudo conduzido pela Universidade de Michigan.
Em elefantes machos, a testosterona elevada durante o parto foi previamente reconhecida a partir de exames de sangue e urina. Batalhas de cogumelos em parentes extintos de elefantes modernos foram inferidas a partir de lesões esqueléticas, pontas de presas quebradas e outras linhas indiretas de evidência.
Mas o novo estudo, agendado para publicação online em 3 de maio na revista Nature, é o primeiro a mostrar que os níveis de testosterona são registrados nas camadas de crescimento das presas de mamute e elefante.
Os pesquisadores da UM e seus colegas internacionais relatam aumentos recorrentes anuais de testosterona – até 10 vezes mais do que os níveis basais – dentro de uma presa de mamute lanosa preservada em permafrost da Sibéria. O mamute macho adulto viveu há mais de 33.000 anos.
Os picos de testosterona observados na presa de mamute são consistentes com os picos de testosterona relacionados ao mosto que os pesquisadores observaram em uma presa de elefante africano, de acordo com os autores do estudo. A palavra “musth” vem da palavra hindi e urdu para intoxicado.
“Os padrões temporais de testosterona preservados em presas fósseis mostram que, como os elefantes modernos, os mamutes maduros experimentaram mush”, disse o principal autor do estudo, Michael Cherney, pesquisador afiliado do Museu de Paleontologia da UM e pesquisador da Escola de Medicina da UM.
O estudo demonstra que tanto as presas modernas quanto as antigas contêm traços de testosterona e outros hormônios esteróides. Esses compostos químicos são incorporados à dentina, o tecido mineralizado que compõe a porção interna de todos os dentes (as presas são dentes incisivos superiores alongados).
“Este estudo estabelece a dentina como um repositório útil para alguns hormônios e prepara o terreno para novos avanços no campo em desenvolvimento da paleoendocrinologia”, disse Cherney. “Além de amplas aplicações em zoologia e paleontologia, os registros de hormônios dentários podem apoiar estudos médicos, forenses e arqueológicos”.
Os hormônios são moléculas sinalizadoras que ajudam a regular a fisiologia e o comportamento. A testosterona é o principal hormônio sexual em vertebrados masculinos e faz parte do grupo de hormônios esteróides. Ele circula na corrente sanguínea e se acumula em vários tecidos.
Os cientistas já analisaram hormônios esteróides presentes em cabelos, unhas, ossos e dentes humanos e animais, tanto em contextos modernos quanto antigos. Mas o significado e o valor de tais registros hormonais têm sido objeto de escrutínio e debate contínuos.
Os autores do novo estudo da Nature dizem que suas descobertas devem ajudar a mudar isso, demonstrando que os registros de esteróides nos dentes podem fornecer informações biológicas significativas que às vezes persistem por milhares de anos.
“As presas são particularmente promissoras para a reconstrução de aspectos da história de vida dos mamutes porque preservam um registro de crescimento nas camadas de dentina que se formam ao longo da vida de um indivíduo”, disse o coautor do estudo Daniel Fisher, curador do Museu de Paleontologia da UM e professor em Departamento de Ciências da Terra e do Meio Ambiente.
“Como o musth está associado a testosterona dramaticamente elevada em elefantes modernos, ele fornece um ponto de partida para avaliar a viabilidade do uso de hormônios preservados em registros de crescimento de presas para investigar mudanças temporais na fisiologia endócrina”, disse Fisher, que também é professor na UM Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva.
Para o estudo, os pesquisadores coletaram amostras de presas de um elefante africano adulto e de dois mamutes-lanosos adultos – um macho e uma fêmea – da Sibéria. As amostras foram obtidas de acordo com as leis relevantes e com as autorizações apropriadas.
Os pesquisadores usaram tomografias computadorizadas para identificar incrementos anuais de crescimento nas presas. Uma pequena broca, operada sob um microscópio e movida através de um bloco de dentina usando motores de passo acionados por computador, foi usada para moer amostras contíguas de meio milímetro de largura representando intervalos aproximadamente mensais de crescimento de dentina.
O pó produzido durante este processo de moagem foi coletado e analisado quimicamente.
O estudo exigiu novos métodos, desenvolvidos no laboratório do endocrinologista da UM e co-autor do estudo, Rich Auchus, para extrair esteróides da dentina da presa para medição com um espectrômetro de massa, um instrumento que identifica substâncias químicas classificando os íons de acordo com sua massa e carga.
“Desenvolvemos métodos de espectrometria de massa de esteróides para amostras de sangue e saliva humanos e os usamos extensivamente para estudos de pesquisa clínica. Mas nunca em um milhão de anos imaginei que usaríamos essas técnicas para explorar a ‘paleoendocrinologia’”, disse Auchus, professor de medicina interna e farmacologia na UM Medical School.
“Tivemos que modificar um pouco o método, porque aqueles pós de presa eram as amostras mais sujas que já analisamos. Quando Mike (Cherney) me mostrou os dados das presas de elefante, fiquei pasmo. Então vimos os mesmos padrões no mamute – – uau!”
Acredita-se que o elefante africano tinha entre 30 e 40 anos quando foi morto por um caçador em Botswana em 1963. De acordo com estimativas baseadas nas camadas de crescimento em sua presa, o mamute lanoso macho viveu cerca de 55 anos. Sua presa direita foi descoberta por uma empresa de mineração de diamantes na Sibéria em 2007. A datação por radiocarbono revelou que o animal viveu de 33.291 a 38.866 anos atrás.
A presa do mamute lanoso fêmea foi descoberta na Ilha Wrangel, que foi conectada ao nordeste da Sibéria em períodos glaciais de baixo nível do mar, mas agora está separada dela pelo Oceano Ártico. A datação por carbono mostrou uma idade de 5.597 a 5.885 anos antes do presente. (A Ilha Wrangel é o último lugar conhecido onde os mamutes lanosos sobreviveram, até cerca de 4.000 anos atrás.)
Em contraste com as presas dos machos, os níveis de testosterona da presa do mamute lanoso mostraram pouca variação ao longo do tempo – como esperado – e o nível médio de testosterona foi menor do que os valores mais baixos nos registros de presa do mamute macho.
“Com resultados confiáveis para alguns esteróides de amostras tão pequenas quanto 5 mg de dentina, esses métodos podem ser usados para investigar registros de organismos com dentes menores, incluindo humanos e outros hominídeos”, escreveram os autores. “Os registros endócrinos na dentina moderna e antiga fornecem uma nova abordagem para investigar a ecologia reprodutiva, história de vida, dinâmica populacional, doenças e comportamento em contextos modernos e pré-históricos”.
Além de Cherney, Fisher e Auchus, os autores do estudo da Nature são Adam Rountrey e Scott Beld, do Museu de Paleontologia da UM; Perrin Selcer do Departamento de História e Programa do Meio Ambiente da UM; Ethan Shirley do Museu de Paleontologia da UM e do Departamento de Ciências da Terra e Ambientais; Bernard Buigues de Mammuthus, França; Dick Mol do Museu de História Natural de Rotterdam, Holanda; Gennady Boeskorov da Seção Siberiana da Academia Russa de Ciências; Sergey Vartanyan da Seção Extremo Oriente da Academia Russa de Ciências; e Alexei Tikhonov da Academia Russa de Ciências e da Universidade Federal do Nordeste em Yakutsk, Rússia.
Os espécimes de presas foram digitalizados por TC usando laboratórios da Escola de Odontologia da UM, Ford Motor Co., Departamento de Ciências da Terra e Ambientais da UM e Laboratórios de Pesquisa Ortopédica da UM. O estudo recebeu apoio do programa de financiamento inicial da UM para colaborações interdepartamentais inovadoras, Mcubed 3.0.
“Esta é uma das razões pelas quais vamos trabalhar todas as manhãs na Universidade de Michigan: para fazer descobertas que nos capacitem a ver o mundo de novas maneiras”, disse o coautor Selcer. “O projeto mostra a importância da colaboração entre as escolas – graças ao Mcubed 3.0 – e da infraestrutura de instrumentação da universidade.”
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