Essas descobertas fornecem evidências tangíveis da diversificação maciça de grupos de vertebrados dezenas de milhões de anos antes do início da chamada “Era dos Peixes”, cerca de 420 milhões de anos atrás.
O antigo tubarão foi encontrado na China e é o ancestral com mandíbula mais antigo dos humanos.
Os predadores do oceano são frequentemente mostrados como tubarões vivos. Os paleontólogos conseguiram localizar restos de ancestrais antigos que se originam da era paleozóica, que remonta a centenas de milhões de anos atrás. Esses antigos “tubarões”, muitas vezes chamados de acantódios, eram cobertos de espinhos. Ao contrário dos tubarões modernos, eles evoluíram uma “armadura” óssea em torno de suas barbatanas emparelhadas.
Os cientistas ficaram chocados com a idade de uma espécie acantódia recém-descoberta da China. A descoberta é o mais antigo peixe com mandíbula indiscutível e precede os primeiros fósseis de corpos acantódicos em cerca de 15 milhões de anos.
Reconstruído a partir de milhares de minúsculos fragmentos esqueléticos, Fanjingshania, em homenagem ao famoso Patrimônio Mundial da UNESCO Fanjingshan, é um peixe bizarro com uma “armadura” óssea externa e vários pares de espinhos de barbatana que o diferenciam de peixes vivos com mandíbulas, tubarões cartilaginosos e raias e peixes ósseos com nadadeiras raiadas e lobadas.
O exame de Fanjingshania por uma equipe de pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências, da Universidade Normal de Qujing e da Universidade de Birmingham revelou que a espécie é anatomicamente próxima de grupos de “tubarões espinhosos” extintos coletivamente conhecidos como acantódios. Ao contrário dos tubarões modernos, os acantódios têm ossificações da pele da região do ombro que ocorrem primitivamente em peixes com mandíbula.
Os restos fósseis de Fanjingshania foram descobertos em amostras de leito ósseo da Formação Rongxi no condado de Shiqian, província de Guizhou, China.
Essas descobertas fornecem provas verificáveis de que os principais agrupamentos de vertebrados começaram a se diversificar dezenas de milhões de anos antes do início de 420 milhões de anos da chamada “Era dos Peixes”.
Os cientistas descobriram características que distinguem Fanjingshania de todos os outros vertebrados conhecidos. Possui espinhas peitorais, pré-peitorais e pré-pélvicas que se fundem como uma única unidade com placas dérmicas da cintura escapular. Além disso, verificou-se que as porções ventral e lateral das omoplatas se estendem até a borda posterior dos espinhos da nadadeira peitoral. A espécie possui escamas de tronco distintas, e as coroas dessas escamas são compostas por uma fileira de elementos semelhantes a dentes (odontódios) que são adornados com cristas nodosas irregulares. Estranhamente, o crescimento da dentina é registrado nas escamas, mas não em outras partes do esqueleto dérmico, como os espinhos das nadadeiras.
“Este é o peixe com mandíbula mais antigo com anatomia conhecida”, disse o professor Zhu Min, do Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados (IVPP) da Academia Chinesa de Ciências. “Os novos dados nos permitiram colocar Fanjingshania na árvore filogenética dos primeiros vertebrados e obter informações muito necessárias sobre as etapas evolutivas que levaram à origem de importantes adaptações de vertebrados, como mandíbulas, sistemas sensoriais e apêndices pareados”.
Desde o início, ficou claro para os cientistas que a cintura escapular de Fanjingshania, com sua série de espinhas de nadadeiras, é a chave para identificar a posição da nova espécie na árvore evolutiva dos primeiros vertebrados. Eles descobriram que um grupo de acantódios, conhecidos como climatídeos, possui o conjunto completo de espinhas de ombro reconhecidas em Fanjingshania. Além disso, em contraste com o desenvolvimento normal da placa dérmica, as ossificações peitorais de Fanjingshania e os climatídeos são fundidos a escamas modificadas do tronco. Isso é visto como uma especialização da condição primitiva dos vertebrados com mandíbulas, onde as placas ósseas crescem a partir de um único centro de ossificação.
Inesperadamente, os ossos fósseis de Fanjingshania mostram evidências de extensa reabsorção e remodelação que são tipicamente associadas ao desenvolvimento esquelético em peixes ósseos, incluindo humanos.
“Esse nível de modificação de tecidos duros não tem precedentes em condrichthyes, um grupo que inclui peixes cartilaginosos modernos e seus ancestrais extintos”, disse o principal autor Dr. Plamen Andreev, pesquisador da Qujing Normal University. “Fala sobre uma plasticidade de desenvolvimento maior do que a atualmente compreendida do esqueleto mineralizado no início da diversificação dos peixes com mandíbula”.
As características de reabsorção de Fanjingshania são mais aparentes em escamas de tronco isoladas que mostram evidências de descamação de elementos da coroa semelhantes a dentes e remoção de osso dérmico da base da escama. Amostras finamente seccionadas e cortes tomográficos mostram que esse estágio de reabsorção foi seguido pela deposição de elementos de coroa de substituição. Surpreendentemente, os exemplos mais próximos dessa remodelação esquelética são encontrados na dentição e nos dentes da pele (dentículos) de peixes ósseos extintos e vivos. Em Fanjingshania, no entanto, a reabsorção não atingiu dentes ou dentículos individuais, como ocorreu em peixes ósseos, mas removeu uma área que incluiu vários dentículos de escamas. Esse mecanismo de substituição peculiar se assemelha mais ao reparo esquelético do que a substituição típica de dente/dentículo de vertebrados com mandíbula.
Uma hipótese filogenética para Fanjingshania que usa uma matriz numérica derivada de caracteres observáveis confirmou a hipótese inicial dos pesquisadores de que a espécie representa um ramo evolutivo inicial de condrichthyes primitivos. Esses resultados têm implicações profundas para nossa compreensão de quando os peixes com mandíbulas se originaram, uma vez que se alinham com as estimativas do relógio morfológico para a idade do ancestral comum dos peixes cartilaginosos e ósseos, datando de cerca de 455 milhões de anos atrás, durante um período conhecido como Ordoviciano.
Esses resultados nos dizem que a ausência de restos indiscutíveis de peixes com mandíbulas da idade Ordoviciana pode ser explicada pela subamostragem de sequências de sedimentos de antiguidade comparável. Eles também apontam para um forte viés de preservação contra dentes, mandíbulas e fósseis de vertebrados articulados em estratos coevos com Fanjingshania.
“A nova descoberta questiona os modelos existentes de evolução dos vertebrados, condensando significativamente o período de tempo para o surgimento de peixes com mandíbulas de seus ancestrais sem mandíbulas mais próximos. Isso terá um impacto profundo em como avaliamos as taxas evolutivas nos primeiros vertebrados e a relação entre as mudanças morfológicas e moleculares nesses grupos”, disse o Dr. Ivan J. Sansom, da Universidade de Birmingham.
Publicado em 05/11/2022 17h38
Artigo original:
Estudo original: