Peixes-Boi de quatro pernas

Você sabia que algumas espécies fósseis de peixes-boi ainda tinham as quatro patas? Conheça um pouco mais sobre a incrível trajetória evolutiva desse grupo!

23 de outubro de 2018

  Estamos familiarizados com as imagens dos pacatos e simpáticos peixes-boi (ou manatins) se movendo vagarosamente pelos rios da Amazônia brasileira. Juntamente com os dugongos, as três espécies de peixes-boi correspondem ao total de espécies existentes do grupo dos Sirênios. Mas, poucos sabem que este grupo, hoje cada vez mais ameaçado, foi muito mais diverso e apresenta um registro fóssil notável, com espécies com características intermediárias, como com quatro patas, necessárias para entender como um grupo de mamíferos aparentados aos elefantes se aventurou e triunfou pelas águas de rios, lagos e oceanos espalhados pelo mundo.

Diversidade Atual e Características principais

   Os sirênios são mamíferos aquáticos herbívoros, conhecidos por não apresentarem uma cobertura extensa de pelos no corpo e ausência de patas traseiras. Suas patas dianteiras (“braços”) são achatadas e com formato de remo, úteis para manobrar, enquanto a sua cauda achatada e expandida é a principal estrutura para propulsão. Além disso, são conhecidos pelo seu lento metabolismo, refletido nos seus movimentos vagarosos¹.

  Existem atualmente quatro espécies de sirênios: três pertencem ao grupo dos Triquecídeos e uma pertencente ao grupo dos Dugongíneos. As principais diferenças externas entre elas estão resumidas na figura 1.

Figura 1: Comparativo entre dugongos e peixes-boi. Modificado de https://www.britannica.com/animal/sirenian/media/546552/57538

  Os Triquecídeos incluem o peixe-boi-da-amazônia (Trichechus inumguis), o peixe-boi-marinho (Trichechus manatus) e o peixe-boi-africano (Trichechus senegalensis). Estamos mais familiarizados com a primeira dessas espécies, habitante dos rios amazônicos. O peixe-boi-marinho, por sua vez, habita as zonas costeiras do sul dos Estados Unidos, América Central até a costa do Nordeste brasileiro. A terceira espécie, o peixe-boi-africano, habita rios e zonas costeiras da África equatorial.

  Já a única espécie representante dos Dugongíneos, o dugongo (Dugong dugon), pode ser amplamente encontrado nas zonas costeiras da África Oriental, sul e sudeste da Ásia até o norte da Austrália.

  Infelizmente, uma quinta espécie foi extinta por ação humana: a vaca-marinha-de-steller (Hydrodamalis gigas) (figura 2). Este animal, mais próximo dos dugongos que dos manatins, era o maior dos sirênios². Podia alcançar oito metros de comprimento e pesar algo próximo de 10 toneladas. Habitava as gélidas águas marinhas do extremo norte do Oceano Pacífico, e possuía uma camada de 10 centímetros de gordura para garantir o isolamento térmico. Essa espécie foi descoberta em 1741, mas a caça predatória por carne, pele e gordura selaram seu destino: a vaca-marinha foi extinta em apenas 27 anos¹!

Figura 2: Reconstrução da vaca-marinha-de-steller (Hydrodamalis gigas), extinta em 1768. Fonte: https://www.britannica.com/animal/sea-cow/media/530513/57537

Formas Fósseis e Evolução

            Mas, de onde vieram os sirênios? Dados comparando sequências de DNA confirmam que seus parentes mais próximos são os elefantes, grupo do qual divergiu há 65 milhões de anos (muito próximo do momento da extinção dos dinossauros)².

            Os fósseis mais antigos de sirênios (conhecidos informalmente como prorastomídeos) possuem idade entre 50 e 47 milhões de anos, tendo vivido durante a época do Eoceno, e foram encontrados em rochas da Jamaica e Flórida (Estados Unidos). Batizados de Prorastomus e Pezosiren, estes animais viviam possivelmente em rios e estuários, de acordo com os estudos das rochas onde foram encontrados^1,3. Pezosiren, que possui um esqueleto mais completo, era um animal com 2 metros de comprimento, do tamanho de um grande porco. Recentemente, fósseis incompletos de idade similar também foram encontrados na África (Tunísia)⁴.

  Os prorastomídeos apresentam a boca voltada para a frente, diferentemente da boca que se abre para baixo (ou ventralmente) nas espécies mais recentes (Pezosiren apresenta uma ligeira inclinação da mandíbula, indicando parentesco mais próximo com as formas recentes que com Prorastomus). A boca voltada para baixo facilita a obtenção de alimento do fundo de ambientes aquáticos. O pescoço era mais alongado em comparação às espécies atuais, e suas vértebras possuíam pontos de fixação de ligamentos que permitiam ao animal sustentar o pescoço quando em terra firme. As patas traseiras são bem desenvolvidas, tendo também uma forte conexão da região pélvica com a coluna vertebral (quatro vértebras da coluna fundidas com a pelve, chamadas de vértebras sacrais). Essas duas últimas feições indicam que estes animais se moviam confortavelmente em terra, sob as quatro patas (figura 3 e 4).

Figura 3: Comparativo dos esqueletos de Pezosiren, Sobrarbesiren e do dugongo atual. Note a tendência de redução das patas traseiras e aumento de robustez da cauda. Em Pezosiren e Sobrardesiren, ossos em branco são desconhecidos, mas incluídos nas reconstruções com base em parentes próximos. Fonte: Pezosiren, retirado de Domning, 2001; Sobrarbesiren, retirado de Díaz-Berenguer et al., 2018; e dugongo retirado de WikiCommons.

  Por outro lado, outras características indicam hábitos aquáticos para os prorastomídeos. Suas costelas são espessas e formadas por osso denso assim como nos outros sirênios, o que consequentemente aumenta a densidade do animal, ajudando-o a contrabalançar a tendência de flutuar – devido ao ar armazenado nos pulmões. As vértebras da cauda não apresentam pontos amplos para fixação da musculatura locomotora como em outros sirênios, indicando que os prorastomídeos dependiam principalmente do batimento dos seus membros para nadar, assim como fazem as lontras atuais³ (figura 3 e 4).

Figura 4: Relações filogenéticas simplificadas dos sirênios. Modificado com base em Berta et al., 2015 e Springer et al., 2015.

  Fósseis de sirênios com idades estimadas a partir de 45 milhões de anos foram encontrados em rochas na Índia, Paquistão, Senegal, Egito, França, Hungria e Espanha⁵, indicando uma forte diversificação de espécies e ampliação da distribuição do grupo para zonas tropicais das Américas, África, Europa e Ásia ao longo de poucos milhões de anos. 

Esses animais, com destaque para Protosiren, apresentam uma conexão mais fraca da cintura pélvica com a coluna vertebral (com apenas uma vértebra sacral) e patas traseiras reduzidas, indicativo de que não mais poderiam caminhar em terra firme – talvez ainda se aventurassem em terra, mas arrastando-se, assim como fazem as focas. Na cauda, as vértebras são mais largas que nos prorastomídeos, indicando fixação de poderosos músculos utilizados para gerar movimentos ondulatórios para a propulsão. Provavelmente foi neste estágio que a extremidade da cauda passou a se tornar mais achatada e expandida.

  Os fósseis de Triquecídeos (manatins), Hydrodamalíneos (vaca-marinha-de-steller) e Dugongíneos (dugongos) são encontrados em rochas a partir de 34 milhões de anos, apesar de dados moleculares indicarem que já existiam há 41 milhões de anos². As adaptações para o ambiente aquático se acentuaram em relação à Protosiren: o pescoço se torna mais curto, as patas dianteiras apresentam a forma de remos (similar à condição das baleias), a conexão da coluna com a cintura pélvica é perdida (ausência de vértebra sacral) e as patas traseiras são reduzidas ainda mais, sendo a tíbia (um dos ossos da canela) e os pés ausentes em algumas espécies fósseis, enquanto que nas espécies atuais as patas são perdidas por completo¹ (figuras 3 e 4).

  Contudo, novas descobertas parecem indicar um quadro mais complexo. Por exemplo, a recente descoberta de uma nova espécie de sirênio da Espanha, datando entre 48 e 42 milhões de anos, batizada de Sobrarbesiren⁵ (figura 3), que apresenta patas traseiras bem desenvolvidas e uma conexão mais forte da coluna com a cintura pélvica (duas vértebras) do que encontrada em Protosiren. No entanto, as análises de parentesco indicam que ele seria mais próximo ao grupo dos dugongos, o que poderia indicar que a redução das patas traseiras poderia ter ocorrido mais de uma vez na evolução dos sirênios: uma em Protosiren e outra no grupo que inclui todas as formas atuais.

  O fluxo recente de novas descobertas das últimas décadas indica que os cientistas estão apenas arranhando a superfície da história evolutiva dos sirênios. Novos fósseis mais completos são necessários para entender melhor alguns passos da transformação, especialmente das mãos e pés, escassos nos fósseis de prorastomídeos, e inferidos com base na presença de zonas de articulação dos ossos do antebraço e da canela.

  Dado o trágico destino da vaca-marinha-de-steller e as condições dramáticas de degradação ambiental, caça e poluição dos rios e oceanos enfrentados por dugongos e manatins, cabe a nós humanos manter a continuidade desta intrigante aventura evolutiva que já se estende por mais de 50 milhões de anos.

Referências:

[1] Berta, A., Sumich, J. L., & Kovacs, K. M. (2015). Marine mammals: evolutionary biology. Academic Press.

[2] Springer, M. S., Signore, A. V., Paijmans, J. L., Vélez-Juarbe, J., Domning, D. P., Bauer, C. E., … & Meredith, R. W. (2015). Interordinal gene capture, the phylogenetic position of Steller’s sea cow based on molecular and morphological data, and the macroevolutionary history of Sirenia. Molecular Phylogenetics and Evolution, 91, 178-193.

[3] Domning, D. P. (2001). The earliest known fully quadrupedal sirenian. Nature, 413(6856), 625.

[4] Benoit, J., Adnet, S., El Mabrouk, E., Khayati, H., Ali, M. B. H., Marivaux, L., … & Tabuce, R. (2013). Cranial remain from Tunisia provides new clues for the origin and evolution of Sirenia (Mammalia, Afrotheria) in Africa. PLoS One, 8(1), e54307.

 [5] Díaz-Berenguer, E., Badiola, A., Moreno-Azanza, M., & Canudo, J. I. (2018). First adequately-known quadrupedal sirenian from Eurasia (Eocene, Bay of Biscay, Huesca, northeastern Spain). Scientific reports, 8(1), 5127.