Cérebros fossilizados de Stanleycaris de 500 milhões de anos levam a repensar a evolução de insetos e aranhas

Reconstrução de um par de hírpex de Stanleycaris [um tipo de anomalocaris]; o indivíduo superior tem a transparência do exterior aumentada para mostrar os órgãos internos. O sistema nervoso é mostrado em bege claro, o sistema digestivo em vermelho escuro. Crédito: Sabrina Cappelli, © Royal Ontario Museum

O Royal Ontario Museum revelou uma nova pesquisa baseada em um esconderijo de fósseis que contém o cérebro e o sistema nervoso de um predador marinho de meio bilhão de anos do Burgess Shale chamado Stanleycaris.

Stanleycaris pertencia a uma ramificação antiga e extinta da árvore evolutiva dos artrópodes chamada Radiodonta, distantemente relacionada aos insetos e aranhas modernos. Essas descobertas lançam luz sobre a evolução do cérebro, visão e estrutura da cabeça dos artrópodes. Os resultados foram anunciados no artigo “Um radiodont de três olhos com neuroanatomia fossilizada informa a origem da cabeça e segmentação do artrópode”, publicado na revista Current Biology.

É o que está dentro da cabeça de Stanleycaris que deixa os pesquisadores mais animados. Em 84 dos fósseis, os restos do cérebro e dos nervos ainda estão preservados após 506 milhões de anos.

?Embora os cérebros fossilizados do Período Cambriano não sejam novos, esta descoberta se destaca pela surpreendente qualidade de preservação e pelo grande número de espécimes?, disse Joseph Moysiuk, principal autor da pesquisa e da Universidade de Toronto (U of T). Ph.D. Candidato em Ecologia e Biologia Evolutiva, sediado no Royal Ontario Museum. “Podemos até distinguir detalhes finos, como centros de processamento visual que servem aos olhos grandes e traços de nervos entrando nos apêndices. Os detalhes são tão claros que é como se estivéssemos olhando para um animal que morreu ontem.”

Animação giratória de Stanleycaris hirpex, incluindo transparência para mostrar órgãos internos. Crédito: Animação de Sabrina Cappelli © Royal Ontario Museum

Os novos fósseis mostram que o cérebro de Stanleycaris era composto por dois segmentos, o protocérebro e o deutocérebro, conectados com os olhos e as garras frontais, respectivamente. “Concluímos que uma cabeça e um cérebro de dois segmentos têm raízes profundas na linhagem dos artrópodes e que sua evolução provavelmente precedeu o cérebro de três segmentos que caracteriza todos os membros vivos desse filo animal diversificado”, acrescentou Moysiuk.

Nos artrópodes atuais, como os insetos, o cérebro consiste em protocérebro, deutocérebro e tritocérebro. Embora a diferença de um segmento possa não parecer revolucionária, na verdade tem implicações científicas radicais. Como cópias repetidas de muitos órgãos de artrópodes podem ser encontradas em seus corpos segmentados, descobrir como os segmentos se alinham entre as diferentes espécies é fundamental para entender como essas estruturas se diversificaram no grupo. ?Esses fósseis são como uma Pedra de Roseta, ajudando a vincular características em radiodontes e outros artrópodes fósseis primitivos com suas contrapartes em grupos sobreviventes?.

Par de espécimes fósseis de Stanleycaris hirpex, espécime ROMIP 65674.1-2. Crédito: Jean-Bernard Caron, © Royal Ontario Museum

Além de seu par de olhos espigados, Stanleycaris possuía um grande olho central na frente de sua cabeça, uma característica nunca antes notada em um radiodont. “A presença de um enorme terceiro olho em Stanleycaris foi inesperada. Enfatiza que esses animais eram ainda mais bizarros do que pensávamos, mas também nos mostra que os primeiros artrópodes já haviam desenvolvido uma variedade de sistemas visuais complexos, como muitos de seus modernos parentes”, disse o Dr. Jean-Bernard Caron, Richard Ivey da ROM Curador de Paleontologia de Invertebrados e Ph.D. de Moysiuk. Supervisor. “Uma vez que a maioria dos radiodontes só é conhecida a partir de fragmentos e pedaços espalhados, esta descoberta é um avanço crucial na compreensão de como eles se pareciam e como viviam”, acrescentou Caron, que também é professor associado da U of T, em Ecologia e Evolução e Ciências da Terra.

No Período Cambriano, os radiodontes incluíam alguns dos maiores animais ao redor, com a famosa “maravilha estranha” Anomalocaris atingindo pelo menos 1 metro de comprimento. Com não mais de 20 cm de comprimento, Stanleycaris era pequeno para seu grupo, mas em uma época em que a maioria dos animais não crescia mais do que um dedo humano, teria sido um predador impressionante. Os sofisticados sistemas sensoriais e nervosos de Stanleycaris teriam permitido que ele escolhesse com eficiência pequenas presas na escuridão.

Com grandes olhos compostos, uma boca circular de aparência formidável alinhada com dentes, garras frontais com uma impressionante variedade de espinhos e um corpo flexível e segmentado com uma série de abas de natação ao longo de seus lados, Stanleycaris teria sido o pesadelo de qualquer pessoa. pequeno morador de fundo infeliz o suficiente para cruzar seu caminho.

Reconstrução de Stanleycaris hirpex. Crédito: Arte de Sabrina Cappelli © Royal Ontario Museum

Espécime fóssil de Stanleycaris hirpex. O material escuro dentro da cabeça são restos de tecido nervoso, espécime ROMIP 65674.2. Crédito: Jean-Bernard Caron © Royal Ontario Museum

Sobre o Burgess Shale

Para esta pesquisa, Moysiuk e Caron estudaram uma coleção inédita de 268 espécimes de Stanleycaris. Os fósseis foram coletados principalmente nas décadas de 1980 e 90 de camadas de rocha acima do famoso sítio Walcott Quarry do Burgess Shale no Parque Nacional de Yoho, B.C., Canadá, e fazem parte da extensa coleção de fósseis de Burgess Shale alojados na ROM.

Resumo do artigo, mostrando a interpretação do sistema nervoso a partir de fósseis de Stanleycaris e implicações para a compreensão da evolução do cérebro dos artrópodes. O cérebro é representado em vermelho e os cordões nervosos em roxo. Crédito: Jean-Bernard Caron © Royal Ontario Museum

Espécime fóssil de Stanleycaris hirpex. O material escuro dentro da cabeça são restos de tecido nervoso, espécime ROMIP 65674.1. Crédito: Jean-Bernard Caron © Royal Ontario Museum

Os sítios fósseis de Burgess Shale estão localizados dentro dos Parques Nacionais Yoho e Kootenay e são administrados pela Parks Canada. A Parks Canada orgulha-se de trabalhar com os principais pesquisadores científicos para expandir o conhecimento e a compreensão desse período-chave da história da Terra e compartilhar esses locais com o mundo por meio de caminhadas guiadas premiadas. O Burgess Shale foi designado Patrimônio Mundial da UNESCO em 1980 devido ao seu valor universal excepcional e agora faz parte do maior Patrimônio Mundial dos Parques das Montanhas Rochosas canadenses.

Fósseis de Stanleycaris podem ser vistos pelo público na nova exibição de fósseis de Burgess Shale na Willner Madge Gallery, Dawn of Life na ROM.


Publicado em 17/07/2022 09h05

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