Dinossauros: Ascensão dos Titãs
Nature volume 475 , páginas 159 - 161 ( 2011 )
Os saurópodes foram as maiores criaturas que já andaram no planeta. Mas as chaves do seu sucesso surgiram em seus minúsculos antepassados.
Da cauda ao focinho, eles se estendiam até quatro ônibus de dois andares de Londres estacionados de ponta a ponta. O maior cresceu de filhotes de 10 kg para 100.000 kg de adultos. Só as pernas pesavam várias toneladas. Nenhuma criatura terrestre antes ou depois alcançou o tamanho dos dinossauros saurópodes.
Esses titãs quadrúpedes dos períodos Jurássico e Cretáceo, 200 a 65
milhões de anos atrás, tinham um conjunto de especializações que lhes
permitiam alcançar proporções tão imensas. Com pescoços longos, mandíbulas bem abertas e dentes semelhantes a um ancinho, o Diplodocus , o Braquiossauro
e sua raça varreu a cabeça pelas copas das árvores, consumindo grandes
quantidades de folhagem sem gastar muita energia movendo suas pernas
enormes.
As adaptações da pélvis e dos membros criaram uma estrutura suficientemente robusta para sustentar o peso, vértebras escavadas e cabeças relativamente pequenas aliviam a carga. Seu desenvolvimento ósseo especializado tornou possível que os saurópodes juvenis crescessem rapidamente, consumindo várias toneladas por ano.
As adaptações da pélvis e dos membros criaram uma estrutura suficientemente robusta para sustentar o peso, vértebras escavadas e cabeças relativamente pequenas aliviam a carga. Seu desenvolvimento ósseo especializado tornou possível que os saurópodes juvenis crescessem rapidamente, consumindo várias toneladas por ano.
Os paleontologistas há muito pensam que essas novidades anatômicas
surgiram com os grandes saurópodes - que uma explosão de especializações
evolucionárias coincidiu com a explosão de tamanho.
Mas uma série de descobertas nos últimos anos revela que muitas
mudanças importantes apareceram muito antes, entre os precursores
relativamente insignificantes dos saurópodes conhecidos como os
primeiros sauropodomorfos.
Paul Barrett, paleontólogo do Museu de História Natural de Londres,
chama esse grupo de "os membros desconhecidos da comunidade dino".
Andando de pé com as duas pernas, os primeiros sauropodomorphs não se
pareciam com as bestas pesadas que vieram a dominar mais tarde.
Mas essas pequenas criaturas e seus descendentes gradualmente
adquiriram adaptações que mudavam a forma como comiam, se moviam e
respiravam - de maneira que mais tarde permitiria que os saurópodes
atingissem seu tamanho (consulte 'Como construir um gigante' ).
"Não é que os saurópodes tenham esses caracteres porque eram
gigantescos", diz Diego Pol, paleontólogo do Museu Paleontológico Egidio
Feruglio em Trelew, Argentina.
"Em vez disso, eles alcançaram seu tamanho gigantesco porque evoluíram
de ancestrais de corpo pequeno que já tinham esses recursos".
Etapa 1: começando pequeno
As descobertas não foram fáceis. Muitos dos fósseis relevantes foram encontrados em locais remotos no Hemisfério Sul, incluindo Argentina e África do Sul.
Em 2006, o paleontólogo Ricardo Martinez descobriu um conjunto promissor de ossos no deserto do noroeste da Argentina.
Eles emergiram de rochas que datavam do final do período triássico,
cerca de 230 milhões de anos atrás - uma época em que os primeiros
dinossauros estavam começando a aparecer.
Ele levou o prêmio de volta ao Museu de Ciências Naturais de San Juan,
depois passou meses libertando uma mandíbula inferior da rocha
circundante.
Martinez descobriu que os dentes apresentavam serrilhas grosseiras ao longo das bordas, uma adaptação para cortar materiais vegetais fibrosos. Outros dinossauros primitivos tinham serrilhas finas, mais adequadas para cortar carne. Isso disse a Martinez que ele havia encontrado um pequeno predecessor dos grandes saurópodes, um com um crânio relativamente grande como seus ancestrais carnívoros, mas com dentes mais parecidos com os de um onívoro.
Martinez descobriu que os dentes apresentavam serrilhas grosseiras ao longo das bordas, uma adaptação para cortar materiais vegetais fibrosos. Outros dinossauros primitivos tinham serrilhas finas, mais adequadas para cortar carne. Isso disse a Martinez que ele havia encontrado um pequeno predecessor dos grandes saurópodes, um com um crânio relativamente grande como seus ancestrais carnívoros, mas com dentes mais parecidos com os de um onívoro.
Em 2009, Martinez e Oscar Alcober, também no museu de San Juan,
descreveram o esqueleto parcial como o sauropodomorfo mais antigo e
primitivo já encontrado. Movendo-se sobre duas pernas, o animal de 1,6 metros de comprimento tinha um corpo do tamanho de um peru e uma cauda longa. Ele pesava apenas 7 a 8 kg. Martinez chamou-o de Panphagia protos , que significa 'o primeiro comedor de tudo', para comemorar seu passo no caminho da carnivoria à herbivoria.
Barrett lista "a maior dependência da vegetação ao invés de alimentos
para animais" como um dos fatores que "iniciaram o aumento do tamanho do
corpo". A vantagem da herbivoria está na logística de coleta de alimentos.
Os saurópodes gigantes nunca seriam capazes de encontrar e capturar
presas suficientes para preencher sua cota nutricional diária - o que
pode ter chegado ao valor de uma tonelada para a maior.
O pastoreio tradicional também não poderia ter feito o trabalho, diz
Martin Sander, paleontologista da Universidade de Bonn, na Alemanha.
Em vez de mudar de lugar continuamente, queimando energia enquanto
içavam suas pernas colossais, os saurópodes balançavam a cabeça para
frente e para trás, cortando a grama de maneira eficiente.
Esse tipo de alimentação exigia pescoços longos, que seriam
impossivelmente pesados se fossem construídos com vértebras sólidas. Mas grandes saurópodes tinham vértebras crivadas de buracos.
Esses ossos cheios de ar, ou pneumáticos, pesavam apenas cerca de 35%
do que os sólidos, o que ajudou os saurópodes a carregar pescoços de até
15 metros de comprimento, diz Mathew Wedel, paleontologista da
Universidade Ocidental de Ciências da Saúde em Pomona, Califórnia.
Áreas ocas dentro dos ossos pneumáticos podem ter se conectado a bolsas de ar na cavidade do corpo, que ajudaram a soprar o ar pelos pulmões e melhoraram a eficiência respiratória dos gigantes - características observadas nos pássaros modernos. Sem o volume extra fornecido por esses sacos de ar, seria impossível para os saurópodes limpar o ar viciado que enchia seus pescoços após cada respiração; seus pulmões eram simplesmente pequenos demais para fazer o trabalho sozinhos.
Áreas ocas dentro dos ossos pneumáticos podem ter se conectado a bolsas de ar na cavidade do corpo, que ajudaram a soprar o ar pelos pulmões e melhoraram a eficiência respiratória dos gigantes - características observadas nos pássaros modernos. Sem o volume extra fornecido por esses sacos de ar, seria impossível para os saurópodes limpar o ar viciado que enchia seus pescoços após cada respiração; seus pulmões eram simplesmente pequenos demais para fazer o trabalho sozinhos.
As vértebras pneumáticas parecem ser uma adaptação relacionada ao tamanho gigante. Mas Wedel encontrou precursores em potencial em um pequeno sauropodomorfo chamado Pantydraco . Suas vértebras cervicais possuem cavidades que correspondem às posições dos orifícios nas vértebras saurópodes 2 .
Então, como os precursores de bolsas de ar e ossos pneumáticos poderiam ajudar pequenos dinossauros?
Os pesquisadores suspeitam que eles aumentaram a eficiência da troca de
oxigênio, possivelmente ajudando os ancestrais dos dinossauros a
competir com seus contemporâneos durante os períodos tardio do Permiano e
do início do Triássico (260 a 240 milhões de anos atrás), quando as
concentrações atmosféricas de oxigênio eram muito menores do que eles
são hoje 3 .
Etapa 2: adição de toneladas por ano
Os sauropodomorphs mais antigos eram pequenos, rápidos e se moviam principalmente sobre as duas pernas. Eles podiam confiar na velocidade para fugir dos predadores. Mas o próximo estágio na evolução levou as criaturas um aumento de tamanho, de 2 a 10 metros de comprimento.
Os fósseis mais antigos conhecidos desses 'prossaurópodes centrais'
datam do início do período jurássico, cerca de 200 milhões de anos
atrás.
Essas criaturas tinham pescoços e torsos mais longos, com corpos
maiores e pernas relativamente mais curtas que seus predecessores. Isso tornou os prosauropodes menos ágeis, mas seu tamanho ajudou a mantê-los seguros.
Essa defesa tomou sua forma mais extrema com os saurópodes posteriores.
"Presumivelmente, os saurópodes adultos estavam quase imunes à predação
por causa de sua massa corporal ser uma ordem de magnitude maior que a
dos maiores predadores", diz Sander. "O grande volume tornou difícil para um atacante dar uma mordida eficaz".
Se os saurópodes crescessem lentamente como a maioria dos répteis, cada
um poderia levar mais de cem anos para atingir o tamanho máximo. Mas isso deixaria os menores menores vulneráveis por décadas. Em vez disso, estão surgindo evidências de que esses dinossauros cresceram muito mais rápido que os répteis modernos.
A principal inovação foi o osso fibrolamelar, que se desenvolve em duas etapas, diz Sander.
"Um andaime de osso é vomitado muito rapidamente, fazendo com que o
osso cresça em espessura em cerca de um décimo de milímetro por dia, que
é preenchido mais gradualmente".
Na última década, Sander e outros pesquisadores analisaram a estrutura
do osso fossilizado e documentaram a presença de osso fibrolamelar nos
saurópodes. Ele estima que os animais possam crescer algumas toneladas por ano.
Mas as origens dessa característica apareceram muito antes dos saurópodes gigantes. Em 2005, Sander e uma de suas alunas, Nicole Klein, relataram quatro sinais de osso fibrolamelar no Plateosaurus , um prosaurópode central que viveu durante o final do Triássico e atingiu apenas 10 metros de comprimento. Ao estudar ossos de mais de 40 indivíduos de Plateosaurus na Alemanha, Klein e Sander descobriram que alguns atingiram o tamanho máximo em apenas 12 anos.
Um crescimento tão rápido é mais característico de um animal de sangue
quente do que de sangue frio, e alguns dinossauros podem ter tido
temperaturas corporais elevadas. Robert Eagle, geoquímico do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, e seus colegas relataram 5 no mês passado que dois saurópodes gigantes, Braquiossauro e Camarassauro , tinham temperaturas corporais 5 a 12 ° C superiores às dos jacarés modernos.
O Plateosaurus
e outros prosauropodes mostraram desenvolvimentos anatômicos adicionais
que mais tarde ajudaram seus descendentes a atingir um tamanho maciço. Por exemplo, eles tinham um sacro reforçado - o elo estrutural entre a espinha dorsal e as pernas traseiras. Os sauropodomorphs iniciais tinham duas vértebras sacrais, mas os prosauropodes tinham três, o que daria mais apoio 6 .
Esse e outros desenvolvimentos ajudaram a alimentar um salto evolutivo
durante o final do Triássico, de sauropodomorphs de 7 kg, como Panphagia, até o Plateosaurus de 4.000 kg.
"O aumento dramático de tamanho observado nos primeiros 25 milhões de
anos da história do sauropodomorfo foi o mais rápido da história da
vida", diz Martin Ezcurra, paleontologista do Museu Argentino de
Ciências Naturais Bernardino Rivadavia, em Buenos Aires.
Etapa 3: margem da grandeza
Algumas das descobertas fósseis mais recentes se enquadram no terceiro
capítulo da evolução do sauropodomorfo: criaturas que poderiam ser
chamadas quase saurópodes.
Adam Yates, paleontólogo da Universidade de Witwatersrand, em
Joanesburgo, veio à África do Sul na esperança de encontrar fósseis a
partir deste estágio que pudessem revelar como os sauropodomorfos se
tornaram quadrúpedes.
Ele e um estudante atingiram o jackpot em uma colina chamada Spion Kop. "Os ossos foram empilhados sobre ossos", diz Yates.
"Como estávamos descobrindo grande parte do esqueleto, incluindo partes
do crânio pequeno e frágil, sabíamos que essa era uma descoberta
importante".
No ano passado, Yates e seus colegas nomearam a nova espécie Aardonyx celestae 7 . Da mandíbula inferior de Aardonyx , Yates percebeu que não tinha bochechas carnudas que limitavam a distância que a mandíbula podia abrir. Em vez de dar pequenas mordidas e mastigar como seus parentes mais velhos, Aardonyx poderia ter aberto suas mandíbulas e agarrado grandes bocados, engolindo-os inteiros.
Essa adaptação permitiu o desenvolvimento de pescoços extremamente
longos entre os saurópodes, porque acabou com a necessidade de grandes
músculos da mandíbula e cabeças maciças. "O pescoço longo só foi possível porque eles não mastigavam", diz Sander.
O Aardonyx era bípede, mas adquirira algumas características das pernas que aparecem nos saurópodes quadrúpedes, com sua marcha pesada. Matthew Bonnan, paleobiologista da Western Illinois University em Macomb e coautor do artigo Aardonyx
, diz que os ossos da coxa da criatura eram mais longos que os da parte
inferior das pernas, ao contrário dos sauropodomorphs anteriores, nos
quais esses ossos eram do mesmo tamanho . "Isso por si só sugere animais que foram construídos não para velocidade, mas para apoio", diz Bonnan.
Os membros anteriores do Aardonyx também mostraram adaptações quadrúpedes.
Nos verdadeiros saurópodes, os dois ossos longos do antebraço se
entrelaçavam de uma maneira que tornava os membros da frente mais
resistentes. Aardonyx mostrou um estágio anterior desse antebraço entrelaçado, conectado a uma mão que podia agarrar. Antes da descoberta do Aardonyx e de uma espécie relacionada chamada Melanorossauro
, Bonnan tinha a hipótese de que esse bloqueio produziria uma reação em
cadeia evolutiva que também alterava as mãos de maneiras mais adequadas
para caminhar.
Ele sugeriu que essas adaptações viriam em um "conjunto funcional
integrado" de troca de ossos, que ele esperava ver primeiro em um
saurópode quadrúpede completo. Essa hipótese, diz ele, foi "esmagada" pelas características do Aardonyx bípede.
Este ano, Pol descreveu 8 outro quase saurópode que demoliu as expectativas. O primeiro dinossauro jurássico, Leonerasaurus taquetrensis , tinha apenas 2,5 metros de comprimento e andava com duas pernas. Mas tinha quatro vértebras sacrais. No ano passado, Yates escreveu 7 que quatro sacrais eram diagnósticos da postura quadrúpede.
Pol também descobriu que o Leonerassauro tinha dentes da frente inclinados para a frente, em forma de colher, para vasculhar a vegetação - bem como os saurópodes posteriores.
Este animal de 2,5 metros com muitas características de saurópodes está
ajudando a construir uma nova imagem da evolução dos saurópodes que,
segundo Pol, "virou de cabeça para baixo as idéias anteriores".
Os pesquisadores observam que o leonerassauro e outros sauropodomorfos conhecidos não eram os ancestrais dos saurópodes. Como o registro fóssil é tão irregular, geralmente é impossível identificar ancestrais diretos.
Mas os prossaurópodes e quase saurópodes do Jurássico preservam
informações sobre adaptações que apareceram entre os ancestrais
desconhecidos dos saurópodes.
Etapa 4: de quatro
Muitos sauropodomorfos do Triássico e do Jurássico adiantados podiam andar com duas ou quatro pernas, conforme necessário.
Mas em 2008, Ronan Allain, paleontólogo do Museu Nacional de História
Natural de Paris, e Najat Aquesbi, paleontologista da Universidade
Mohammed V em Rabat, descreveram um animal da parte posterior do
Jurássico que parecia comprometido com quatro 9 .
"O tazoudasaurus pode ser considerado o mais antigo conhecido 'verdadeiro saurópode'", diz Allain.
Ao contrário de seus antepassados, que tinham dedos longos que podiam
agarrar, este animal de 9 metros de comprimento tinha uma mão atarracada
adequada para suportar peso. Allain colocou o Tazoudasaurus em um novo grupo de saurópodes que ele chamou de Gravisauria, ou "lagartos pesados".
O peso é relativo, e os saurópodes mais maciços não surgiram por mais 90 milhões de anos.
Pelo Cretáceo, os fósseis sugerem que alguns saurópodes atingiram
comprimentos de 40 metros e se aproximavam de massas corporais de 100
toneladas.
No entanto, em comparação com as mudanças que ocorreram durante os
estágios iniciais da evolução do sauropodomorfo, esses desenvolvimentos
posteriores foram ajustes relativamente pequenos em relação a um plano
corporal que surgira anteriormente.
A história do saurópode mostra a importância das pré-adaptações -
traços neutros ou que servem a algum propósito, mas depois se tornam
cooptados para preencher uma nova função.
Tais características restringem os futuros caminhos evolutivos de uma
linhagem, mas, em retrospectiva, podem parecer fortuitos para algo que
os pesquisadores consideram um atributo importante, como o gigantismo. "A evolução dos saurópodes parece uma espécie de crapshoot em que tudo se encaixou", diz Wedel. "Os saurópodes parecem ter conseguido o ingresso evolutivo de Wonka de todos os recursos necessários para crescer".
Referências
- 1 Martinez, RN & Alcober, OA PLoS ONE 4 , e4397 (2009).
- 2
- 3 Berner, RA Geochim. Cosmochim. Act a 69 , 3211-3217 (2005).
- 4 Sander, PM & Klein, N. Science 310 , 1800-1802 (2005).
- 5 Eagle, RA et al. Science doi: 10.1126 / science.1206196 (2011).
- 6 Rauhut, OWM, Fechner, R., Remes, K. & Reis, K. em Biologia dos Dinossauros Saurópodes: Compreendendo a Vida dos Gigantes (eds Klein, N., Remes, K., Gee, CT & Sander, PM) 119-149 (Indiana Univ. Press, 2011).
- 7 Yates, AM, Bonnan, MF, Neveling, J., Chinsamy, A. & Blackbeard, MG Proc. R. Soc. B 277 , 787-794 (2010).
- 8 Pol, D., Garrido, A. e Cerda, IA PLoS ONE 6 , e14572 (2011).
- 9 Allain, R. & Aquesbi, N. Geodiversitas 30 , 345-424 (2008).
Informação adicional
Fredric Heeren é escritor freelancer em Olathe, Kansas.
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Imagem da vértebra do saurópode da semanaAdam Yates
Biologia do projeto Saurópode Dinossauros
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