Estranheza de cinco olhos e nariz de bico perdurou muito além do período Cambriano

Esta criatura antiga nadou em mares surpreendentemente modernos

• Por Riley Black em 1º de fevereiro de 2023
  Edição de fevereiro de 2023 da Scientific American

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Mieridduryn visualizou . Crédito: Franz Anthony

Mais de um século atrás, o paleontólogo Charles Doolittle Walcott descobriu um fóssil muito estranho no Canadá. O animal do tamanho de um dedo era totalmente estranho em comparação com qualquer coisa de hoje: parecia uma cauda de lagosta com cinco olhos e um tronco semelhante a um bico em uma das extremidades. Esse organismo de 508 milhões de anos, chamado Opabinia regalis , parecia uma expressão isolada da evolução ocorrendo desenfreadamente no período Cambriano — antes que uma extinção em massa varresse essas esquisitices. Mas agora os cientistas descobriram que tais criaturas enigmáticas sobreviveram por dezenas de milhões de anos a mais do que se pensava anteriormente.

Apenas no ano passado, a paleontóloga da Universidade de Harvard, Joanna Wolfe, e seus colegas descreveram o segundo espécime encontrado, chamado Utaurora . Esta criatura, desenterrada em Utah, era parente de Opabinia e viveu em uma época semelhante. Mas no dia em que essa descoberta foi publicada, Wolfe viu uma fotografia tirada pelo colega pesquisador Stephen Pates que mudaria fundamentalmente a história desses organismos. Pates acabara de encontrar uma terceira criatura parecida com Opabinia no País de Gales – em rochas cerca de 40 milhões de anos mais jovens que os dois primeiros espécimes. Esse excêntrico teria vivido quando animais de aparência mais moderna, como caracóis, cefalópodes e corais, estavam em ascensão.

“Minha primeira reação foi realmente que não poderia ser”, diz Wolfe. O fóssil parecia muito mal preservado para ser identificado imediatamente. Mas a descoberta de outro fóssil de qualidade superior e a análise mostrando as principais características em comum com Opabinia acabaram convencendo Wolfe. Ela, Pates e outros pesquisadores publicaram recentemente a descoberta na Nature Communications .

À primeira vista, o novo fóssil se assemelha a uma mancha em pedra cinza. Mas de perto, ele claramente compartilha características reveladoras com Opabinia . Wolfe e seus colegas chamaram o animal de Mieridduryn (“focinho de espinheiro” em galês) por causa de sua probóscide pontiaguda.

Encontrar tais espécimes no País de Gales foi uma surpresa. “Fósseis da área de Llandrindod Wells foram estudados por muitas décadas e acreditava-se que continham apenas fósseis de conchas como trilobitas”, diz o paleontólogo Rich Howard, do Museu de História Natural de Londres, que não participou da descoberta. Ninguém estava procurando por criaturas pequenas e de corpo mole ali. Esses fósseis são inestimáveis ​​para entender as origens e os primeiros dias de grupos como os artrópodes e seus precursores de corpo mole.

Mieridduryn viveu durante o período Ordoviciano, quando os oceanos da Terra estavam começando a se parecer com algo um pouco mais familiar para nós hoje. Várias outras esquisitices do Cambriano agora são conhecidas por terem vivido além da extinção em massa nessa nova era – e os pesquisadores ainda estão investigando como eles fizeram isso, bem como por que eles finalmente desapareceram. “Agora temos mais perguntas sobre como os opabiniídeos podem ter sobrevivido e a que tipos de ambientes ou histórias de vida eles estavam restritos”, diz Wolfe. E agora ela tem mais 40 milhões de anos de rochas para examinar em busca de pistas.

Este artigo foi publicado originalmente com o título "Cambrian Oddity" na Scientific American 328, 2, 17 (fevereiro de 2023)

doi:10.1038/scientificamerican0223-17

The skeleton articulated

Jan Zalasiewicz enjoys Brian Switek’s exploration of how the human scaffold — and our ideas about it — evolved.

Jan Zalasiewicz

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Our bones have evolved over millions of years.Credit: Nick Veasey

Skeleton Keys: The Secret Life of Bone Brian Switek Riverhead (2019)

The bony scaffolding beneath our skin can move us emotionally as well as physically. In enabling our lives, yet enduring beyond them, our skeletons challenge our understanding of ourselves. This premise underpins Brian Switek’s Skeleton Keys, a thoughtful, engaging meditation on the origins of the human skeleton, how it functions (or malfunctions) and how we come to terms with our essential but unsettling osseous framework.

Bone’s potential for physical immortality reminds us all too vividly of our personal mortality. Switek conveys the Grand Guignol aspects of this with suitably horrified fascination — contemplating, say, the bones of England’s King Richard III, hacked and broken in his final hour on the battlefield. Dinosaur bones, however awe-inspiring, cannot chill the spine in quite the same way as the fleshless frames of our own kind.

A ênfase é assim muito no "nosso". Switek há muito entusiasmou e escreveu elegantemente sobre os ossos de nossos parentes distantes, não menos os dinossauros. E alguns, como o monstruoso Supersaurus, são abordados neste livro. A história ainda mais antiga dos vertebrados é bem delineada desde o início, suas origens no período Cambriano, exemplificado pelo Pikaia, um organismo marinho extinto parecido com uma enguia que não tinha esqueleto, mas provavelmente possuía uma notocorda, a precursora da coluna vertebral. O Pikaia foi encontrado nos cerca de 508 milhões de anos de idade Burgess Shale, um rico tesouro descoberto no Canadá em 1909 pelo temível paleontólogo Charles Doolittle Walcott.

As outras criaturas da cornucópia Burgess - e os muitos esqueletos sofisticados, principalmente externos, então sendo conjurados por grupos de invertebrados, como os artrópodes - são mencionados apenas brevemente. Esta é uma narrativa de osso, não de carapaça, e os primeiros organismos revestidos de carapaça são significativos aqui principalmente para efetivamente empurrar os vertebrados para os lados por mais de 100 milhões de anos. O esqueleto dos vertebrados finalmente prosperou, e Switek descreve alguns passos importantes ao longo do caminho, como a forma como passou de externa para interna entre os primeiros peixes.

Further towards our particular twig of life’s tree, dinosaurs make a guest appearance, with legendary nineteenth-century US bone hunters and sworn enemies Edward Drinker Cope and Othniel Charles Marsh in the spotlight. Obsessively driven, and each burning their way through a family fortune, they unearthed many iconic dinosaurs, such as Triceratops and Diplodocus. There is nothing on their UK counterpart Mary Anning, although she performed comparable palaeontological miracles in extracting ichthyosaurs and plesiosaurs from dangerous Dorset cliffs. This nascent scientific field had formidable female protagonists, too, working against tremendous odds.

Close to the bone

Os próximos 100 milhões de anos, nos quais os mamíferos floresceram, são cobertos rapidamente, para chegar à bonança óssea do Pleistoceno dos depósitos de alcatrão de La Brea, em Los Angeles, Califórnia. Descrevendo-os como o mais importante sítio fóssil do planeta (que é a luta entre os paleontólogos), Switek concentra-se no conjunto de ossos humanos encontrados entre os mamutes e leões e gatos com dentes de sabre. Chamada de La Brea Woman, seus restos de 10 mil anos permitem que Switek explique as complexidades físicas e químicas do osso em geral e dos ossos humanos em particular. E é uma coisa extraordinária, permitindo resiliência e força, e contínua remodelação interna. Os esqueletos dos vertebrados, ao contrário dos dos artrópodes, não precisam ser sucessivamente mudados à medida que o animal cresce, e assim podem alcançar vastas dimensões - como na baleia azul.

This narrative is neatly done, but the fascination exerted by human bone on human minds lies at the book’s heart. With Switek, we visit Neolithic tombs and medieval ossuaries, consider skull cults and muse on the bony personification of Death. The book makes extended explorations of how nineteenth-century anthropologists such as Samuel Morton in Philadelphia, Pennsylvania, used skull measurements to claim the existence of racial differences, a malign legacy that, although long discredited in science, lingers today in apologias for racism. Switek also describes the protracted tug-of-war between scientists and the Native American community around the Columbia River in Washington state over who owns the 9,000-year-old skeleton of the Ancient One, also known as Kennewick Man (D. H. Thomas Nature 531, 302–303; 2016). This is terrain most palaeontologists never navigate; Switek picks through it well.

In the book’s coda, the narrative gets up close and personal. Switek considers his own skeleton, and how it might follow those of the dinosaurs into geological immortality. Switek’s deep-time focus comes through a little too strongly, I think, in his assertion that it is mainly our skeletons that will be left to tell of our passing. Of the detritus that each of us casually scatters — thousands of ballpoint pens, polyester socks, aluminium cans and so on — much is a good deal more decay-resistant than the average cranium or femur. Our bones might be only a small part of our ultimate legacy.

Nevertheless, as this book shows, the skeletal side of life grips us now, and might enthral whoever excavates our remains in the far future. As Switek ponders the sediments in which his own bones might be fossilized, he needs to think of larger geological processes. The sea floor off the shore of New Orleans, Louisiana, might provide a good start: there are stagnant muds, and local tectonic subsidence will allow the fossil to be securely entombed. In the meantime, we should enjoy Switek’s talent for spinning compelling tales of old bones.

Nature 566, 452-453 (2019)

doi: 10.1038/d41586-019-00679-9

Criatura do Mar Mustached antiga utilizou membros espinhosos para desmembrar a presa

By Laura Geggel, Senior Writer | June 20, 2018 06:56am ET

Demorou mais de 100 anos, mas os pesquisadores finalmente chegaram a uma descrição científica de uma estranha criatura do tamanho de um polegar com olhos grandes, um bigode e remos com franjas para atravessar o oceano durante o período cambriano, cerca de 508 milhões. anos atrás. O antigo predador marinho parecido com camarão - conhecido como Waptia fieldensis - era um nadador com medalha de ouro. Enquanto atravessava a água, provavelmente usou seus membros frontais e espinhosos para capturar e destilar presas saborosas. Quando a pequena criatura fez uma pausa, provavelmente usou esses membros para se agarrar a estruturas, como esponjas.

 

"Achamos que a Waptia era uma nadadora capaz", disse o pesquisador-chefe do estudo, Jean Vannier, pesquisador sênior de geologia do Centro Nacional Francês para Pesquisa Científica, em um comunicado. "Com a ajuda de todos os seus órgãos sensoriais, teria caçado ativamente suas presas, agarrando-as entre seus elaborados apêndices [espinhosos], repousando talvez de vez em quando em esponjas. Infelizmente, nos faltam conteúdos intestinais reais para descobrir dieta exata ". [See images of Waptia fieldensis fossils and illustrations]

O paleontólogo norte-americano Charles Doolittle Walcott (1850-1927) descobriu pela primeira vez o W. fieldensis em 1909 no depósito Burgess Shale, rico em fósseis, da Colúmbia Britânica, no Canadá. Em uma breve descrição de 1912 da criatura, Walcott a chamou de "um dos mais belos e graciosos dos notáveis ​​crustáceos do Burgess Shale".

The thumb-size W. fieldensis was a powerful swimmer.

Credit: Copyright Royal Ontario Museum

No entanto, embora os cientistas tenham estudado diferentes aspectos de W. fieldensis no século passado - por exemplo, um fóssil de uma mãe de W. fieldensis carregando cerca de duas dúzias de ovos é o primeiro exemplo de cuidado com embriões preservados - nenhum cientista juntar uma descrição formal e detalhada do bicho. Assim, uma equipe de cientistas internacionais decidiu fazer exatamente isso, publicando seus resultados on-line na quarta-feira (20 de junho) na journal Royal Society Open Science.

Para investigar, a equipe examinou mais de 1.800 espécimes de W. fieldensis, observando imagens ampliadas do cérebro, apêndices e olhos fossilizados da espécie. Como um bônus adicional, a análise também mostrou como os bichos de olhos grandes desempenharam um papel fundamental na evolução dos artrópodes, o maior filo de animais vivos hoje, que inclui invertebrados, como insetos, aranhas e lagostas.

Descrição do mergulho profundo

Na descrição de W. fieldensis, os pesquisadores notaram que a criatura tinha uma concha superior em forma de sela, ou carapaça. Ele também tinha olhos espreitados, um par de longas antenas que formavam uma espécie de bigode e apêndices de mastigação conhecidos como mandíbulas (então, também é chamado de mandibular).

W. fieldensis used its spiny front legs to grab and disembowel prey.

Credit: Lars Fields/Copyright Royal Ontario Museum

Além disso, W. fieldensis é o primeiro artrópode cambriano registrado a ter mandíbulas com palpos preservados - apêndices que geralmente ajudam no toque e no paladar, disseram os pesquisadores. Também tinha outro apêndice bucal conhecido como maxilares que estão presentes em outras mandíbulas. Mas, surpreendentemente, não tinha um apêndice entre suas antenas e mandíbulas - uma condição vista apenas em mandíbulas terrestres, como centopeias e insetos, disseram os pesquisadores. Enquanto isso, mandíbulas marinhas, como crustáceos, têm um segundo par de antenas neste local.

"Nós pensamos até agora que a perda do segundo par de antenas estava relacionada com a modificação da cabeça durante a adaptação à vida em terra", disse Vannier. "A Waptia e seus parentes estão desafiando essa visão e levantam questões instigantes sobre a evolução da cabeça dos artrópodes." A criatura ostentava pás frágeis conhecidas como lamelas na parte inferior, o que a ajudou a nadar. Na sua extremidade traseira, W. fieldensis ostentava uma cauda semelhante a camarão.

Original article on Live Science.