Fósseis de ‘anos perdidos’ de 550 milhões de anos desafiam as atuais teorias evolucionárias

Os cientistas descobriram uma antiga espécie de esponja, Helicolocellus, na China, que remonta a 550 milhões de anos, oferecendo novos conhecimentos sobre a evolução das esponjas e preenchendo uma lacuna crucial no seu registro fóssil inicial. Posição de vida reconstruída de Helicolocellus no fundo do mar Ediacarano. Crédito: Yuan Xunlai

doi.org/10.1038/s41586-024-07520-y
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A descoberta da esponja Ediacarana tardia, Helicolocellus, oferece novos insights sobre a evolução inicial das esponjas, sugerindo que existiam formas não biomineralizantes há cerca de 550 milhões de anos e preenchendo uma lacuna evolutiva crítica entre os períodos Ediacarano e Cambriano.

O professor Yuan Xunlai e sua equipe do Instituto de Geologia e Paleontologia de Nanjing, uma parte da Academia Chinesa de Ciências, descobriram uma esponja do grupo coroa do final do período Ediacarano chamada Helicolocellus na Biota Shibantan localizada na província de Hubei.

Esta biota fóssil data de aproximadamente 550 milhões de anos.

Esta descoberta, que preenche uma lacuna importante na evolução inicial das esponjas, foi publicada recentemente na Nature.

As esponjas são frequentemente consideradas o filo de metazoários mais basal e primitivo.

Os primeiros fósseis de esponjas podem fornecer pistas importantes sobre a origem e a evolução inicial dos animais.

Estimativas do relógio molecular e dados controversos de biomarcadores sugerem que as esponjas deveriam ter surgido há cerca de 700 milhões de anos.

Enigmaticamente, no entanto, nenhum fóssil de esponja inequívoco foi encontrado antes do Período Cambriano (cerca de 539 milhões de anos atrás).

Portanto, existe uma lacuna de 160 milhões de anos no registro fóssil da esponja, um período na evolução inicial da esponja conhecido como os “anos perdidos”.

Posição filogenética de Helicolocellus. Helicolocellus é resolvido como um hexactinelídeo do grupo-tronco junto com outras esponjas fósseis. Crédito: Yuan Xunlai

Teorias sobre a ausência de esponjas pré-cambrianas

Duas hipóteses concorrentes foram propostas para explicar a ausência de esponjas pré-cambrianas: Uma hipótese sustenta que, como a maioria das esponjas existentes tem espículas siliciosas ou calcárias, o ancestral comum das esponjas também tinha espículas mineralizadas.

Sob esta hipótese, a ausência de fósseis de esponjas pré-cambrianas pode ser atribuída ao baixo potencial de preservação devido à composição química das águas porosas.

A outra hipótese sustenta que o ancestral comum das esponjas foram animais não biomineralizantes.

Somente após o surgimento das classes principais é que elas desenvolveram espículas biomineralizadas de forma independente.

Portanto, as primeiras esponjas pré-cambrianas não possuíam espículas, dificultando assim a preservação e identificação dessas esponjas no registro fóssil.

O recém-descoberto Helicolocellus apresenta características morfológicas semelhantes às das esponjas de vidro (Hexactinellida), como corpo cônico radialmente simétrico, estrutura de fixação discoidal, possível cavidade central e canais excorrentes inferidos.

Além disso, a superfície do Helicolocellus consiste em caixas regulares, cada uma delas dividida em quatro caixas semelhantes, porém menores, que por sua vez são subdivididas em caixas ainda menores.

Este padrão de grade único também é encontrado em alguns hexactinelídeos típicos do Paleozóico.

Suas formas e estruturas são muito semelhantes; entretanto, as grades em Helicolocellus são feitas de matéria orgânica, enquanto as grades em fósseis de esponjas paleozóicas são feitas de espículas biomineralizadas.

Este estudo sugere que Helicolocellus pode representar uma esponja precoce sem espículas biomineralizadas.

Holótipo de Helicolocellus cantori gen. e sp. novembro, NIGP-176531. (a), Fotografado sob luz refletida. (b), Mapa de elevação topográfica de microscopia de varredura a laser. Crédito: Yuan Xunlai

Para testar ainda mais esta interpretação, os investigadores construíram uma matriz de dados morfológicos contendo vários animais fósseis e existentes e realizaram uma análise filogenética rigorosa.

Os resultados mostram que Helicolocellus pertence ao grupo da coroa das esponjas e está intimamente relacionado aos hexactinelídeos.

A descoberta de Helicolocellus indica que existiam esponjas não biomineralizantes no Pré-cambriano.

Sugere que as esponjas modernas não devem ser usadas como o único guia para encontrar fósseis de esponjas pré-cambrianas, uma vez que as primeiras esponjas podem não ter espículas biomineralizadas e podem não ter todas as características das esponjas modernas.

Além disso, as primeiras esponjas hexactinelídeos primeiro expuseram o modelo do esqueleto reticulado usando material orgânico e, mais tarde, adicionaram biominerais siliciosos à receita para a formação do esqueleto no Cambriano.

As assembleias fósseis em ambos os lados da fronteira Ediacarano-Cambriano são extremamente díspares.

O Período Ediacarano é dominado pela enigmática e filogeneticamente desconhecida Ediacara Biota, enquanto no Cambriano, os ecossistemas marinhos modernos começam tomando forma com o surgimento dos filos animais existentes.

A descoberta de Helicolocellus une as assembleias fósseis Ediacarana e Cambriana, indicando que a Biota Ediacara tem ligações evolutivas com animais Cambrianos.

Como comentou um revisor, a descoberta do Helicolocellus pode ser a “Pedra de Roseta” para a compreensão da evolução animal.


Publicado em 25/06/2024 08h38

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