As bactérias que comiam pterossauros

Fósseis de microrganismos foram encontrados na crista de réptil voador que viveu há 115 milhões de anos 

SALVADOR NOGUEIRA | Edição 196 - Junho de 2012

© VOLTAIRE PAES

Imperador dos ares: crista formada por osso e material fibroso

Uma das coisas mais empolgantes no estudo de fósseis é encontrar preservados os chamados tecidos moles – basicamente tudo o que não é osso no corpo do animal. Sua investigação permite descobertas mais concretas sobre como eram e viveram esses bichos extintos e, nesse sentido, a Formação Crato – na bacia do Araripe, no interior de Pernambuco, Piauí e Ceará – é prolífica. Um novo estudo ajuda a explicar por quê.
Pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), da Universidade de São Paulo (USP) e do Centro de Pesquisas Paleontológicas da Chapada do Araripe encontraram traços de bactérias fossilizadas na crista de um pterossauro que viveu há cerca de 115 milhões de anos. O que aconteceu a esses microrganismos, acreditam, pode ajudar a compreender como tecidos moles foram tão bem preservados em pelo menos alguns dos fósseis achados na região.

O exemplar em questão pertence a uma espécie descrita em 1997 pelos paleontólogos Alexander Kellner e Diógenes de Almeida Campos, batizada de Tupandactylus imperator. Foi encontrado por trabalhadores da Mina Triunfo, próximo à cidade de Nova Olinda, no Ceará, e, apesar de ter sido danificado no momento da coleta, trata-se do melhor exemplar da espécie já encontrado.
O fóssil, que responde pelo código CPCA 3590 no acervo do Centro de Pesquisas Paleontológicas da Chapada do Araripe, se destaca pela enorme crista, que se manteve parcialmente fossilizada. Felipe Pinheiro, pesquisador da equipe de Cesar Schultz no Setor de Paleovertebrados da UFRGS, descreveu o fóssil no ano passado na Acta Palaeontologica Polonica. “Na época, não fazíamos ideia da presença das bactérias”, conta Pinheiro.
Foi somente quando Paula Sucerquia, da USP, fez as primeiras micrografias do fóssil que os pesquisadores notaram a presença de pequenas estruturas em forma de bastonetes na superfície do tecido mole fossilizado. A equipe então passou a investigar a hipótese de que se tratava mesmo de bactérias.

Há registros de fossilização bacteriana espalhados pelo mundo, mas até então nenhum provinha da Formação Crato. Anos atrás houve até quem interpretasse formas semelhantes, observadas em outros fósseis da região, como vestígios de microrganismos, mas investigações posteriores indicaram que poderia haver um engano – em vez de bactérias, o que se via nos outros fósseis seriam possivelmente melanossomos, organelas celulares contendo o pigmento melanina, que, por alguma razão, são extremamente resistentes à decomposição.

© ILUSTRAÇÕES 1 E 2 VOLTAIRE PAES IMAGENS 3, 4 E 5 FELIPE PINHEIRO E BRUNO HORN / UFRGS

Não é o caso das pequenas estruturas encontradas no CPCA 3590. Com base na morfologia, elas foram identificadas como bactérias que estariam decompondo o tecido mole do pterossauro no fundo do então lago Araripe, logo após a morte do réptil voador mais de uma centena de milhões de anos atrás. Se a análise estiver correta, essa é a primeira evidência sólida de fossilização bacteriana proveniente daquela região. Morte e preservação
A propósito, segundo os pesquisadores, a presença desses microrganismos pode ter permitido a preservação dos tecidos moles no fóssil. Há dois caminhos para que isso aconteça. Num deles, as bactérias que decompõem os animais produzem reações químicas que levam à mineralização dos tecidos. “Na maior parte dos casos, o tecido morto serve como sítio de deposição de fosfato e não é incomum a preservação de estruturas subcelulares, como fibras musculares e até núcleos celulares, com um grau elevado de fidelidade”, explica Pinheiro.

O caso do pterossauro, contudo, é outro. “As próprias bactérias caem em uma armadilha”, conta o pesquisador. “O fosfato que estava diluído se deposita na parede celular desses microrganismos. Isso causa a morte das bactérias, mas permite que elas sejam preservadas como fósseis”, explica o pesquisador, primeiro autor do novo artigo, publicado na revista Lethaia – International Journal of Paleonthology and Stratigraphy. Esse processo, chamado de autolitificação bacteriana, já não é tão gentil com os tecidos moles do animal em processo de fossilização. Como as bactérias formam uma espécie de molde fossilizado, é impossível estudar em detalhes microscópicos o que havia por baixo. Esse trabalho, somado a outros recentes, ajuda a derrubar um mito da paleontologia: o de que a boa preservação do fóssil está necessariamente associada à ausência de decomposição bacteriana.
Uma característica interessante das estruturas granulares – os fósseis das antigas bactérias – encontradas pelos pesquisadores é que algumas parecem se encontrar unidas duas a duas, como se estivessem em meio a um processo de replicação quando fossilizaram.

Embora os próprios pesquisadores admitam que essa evidência ainda é pouco conclusiva, ela é importante por sugerir que a fossilização talvez ocorra muito rapidamente – em horas ou dias após a morte do animal. Quase como uma gentileza da natureza, que permitiria a seres há muito extintos serem descobertos milhões de anos mais tarde.
Artigo científico
PINHEIRO, F. L. et al. Fossilized bacteria in a Cretaceous pterosaur headcrest. Lethaia. 2012.

As bactérias que comiam pterossauros

Fósseis de microrganismos foram encontrados na crista de réptil voador que viveu há 115 milhões de anos

SALVADOR NOGUEIRA | Edição 196 - Junho de 2012

© VOLTAIRE PAES

Imperador dos ares: crista formada por osso e material fibroso

Uma das coisas mais empolgantes no estudo de fósseis é encontrar preservados os chamados tecidos moles – basicamente tudo o que não é osso no corpo do animal. Sua investigação permite descobertas mais concretas sobre como eram e viveram esses bichos extintos e, nesse sentido, a Formação Crato – na bacia do Araripe, no interior de Pernambuco, Piauí e Ceará – é prolífica. Um novo estudo ajuda a explicar por quê.

Pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), da Universidade de São Paulo (USP) e do Centro de Pesquisas Paleontológicas da Chapada do Araripe encontraram traços de bactérias fossilizadas na crista de um pterossauro que viveu há cerca de 115 milhões de anos. O que aconteceu a esses microrganismos, acreditam, pode ajudar a compreender como tecidos moles foram tão bem preservados em pelo menos alguns dos fósseis achados na região.

O exemplar em questão pertence a uma espécie descrita em 1997 pelos paleontólogos Alexander Kellner e Diógenes de Almeida Campos, batizada de Tupandactylus imperator. Foi encontrado por trabalhadores da Mina Triunfo, próximo à cidade de Nova Olinda, no Ceará, e, apesar de ter sido danificado no momento da coleta, trata-se do melhor exemplar da espécie já encontrado.

O fóssil, que responde pelo código CPCA 3590 no acervo do Centro de Pesquisas Paleontológicas da Chapada do Araripe, se destaca pela enorme crista, que se manteve parcialmente fossilizada. Felipe Pinheiro, pesquisador da equipe de Cesar Schultz no Setor de Paleovertebrados da UFRGS, descreveu o fóssil no ano passado na Acta Palaeontologica Polonica. “Na época, não fazíamos ideia da presença das bactérias”, conta Pinheiro.
Foi somente quando Paula Sucerquia, da USP, fez as primeiras micrografias do fóssil que os pesquisadores notaram a presença de pequenas estruturas em forma de bastonetes na superfície do tecido mole fossilizado. A equipe então passou a investigar a hipótese de que se tratava mesmo de bactérias.
Há registros de fossilização bacteriana espalhados pelo mundo, mas até então nenhum provinha da Formação Crato. Anos atrás houve até quem interpretasse formas semelhantes, observadas em outros fósseis da região, como vestígios de microrganismos, mas investigações posteriores indicaram que poderia haver um engano – em vez de bactérias, o que se via nos outros fósseis seriam possivelmente melanossomos, organelas celulares contendo o pigmento melanina, que, por alguma razão, são extremamente resistentes à decomposição.

© ILUSTRAÇÕES 1 E 2 VOLTAIRE PAES IMAGENS 3, 4 E 5 FELIPE PINHEIRO E BRUNO HORN / UFRGS

Não é o caso das pequenas estruturas encontradas no CPCA 3590. Com base na morfologia, elas foram identificadas como bactérias que estariam decompondo o tecido mole do pterossauro no fundo do então lago Araripe, logo após a morte do réptil voador mais de uma centena de milhões de anos atrás. Se a análise estiver correta, essa é a primeira evidência sólida de fossilização bacteriana proveniente daquela região.

Morte e preservação

A propósito, segundo os pesquisadores, a presença desses microrganismos pode ter permitido a preservação dos tecidos moles no fóssil. Há dois caminhos para que isso aconteça. Num deles, as bactérias que decompõem os animais produzem reações químicas que levam à mineralização dos tecidos. “Na maior parte dos casos, o tecido morto serve como sítio de deposição de fosfato e não é incomum a preservação de estruturas subcelulares, como fibras musculares e até núcleos celulares, com um grau elevado de fidelidade”, explica Pinheiro.

O caso do pterossauro, contudo, é outro. “As próprias bactérias caem em uma armadilha”, conta o pesquisador. “O fosfato que estava diluído se deposita na parede celular desses microrganismos. Isso causa a morte das bactérias, mas permite que elas sejam preservadas como fósseis”, explica o pesquisador, primeiro autor do novo artigo, publicado na revista Lethaia – International Journal of Paleonthology and Stratigraphy. Esse processo, chamado de autolitificação bacteriana, já não é tão gentil com os tecidos moles do animal em processo de fossilização. Como as bactérias formam uma espécie de molde fossilizado, é impossível estudar em detalhes microscópicos o que havia por baixo. Esse trabalho, somado a outros recentes, ajuda a derrubar um mito da paleontologia: o de que a boa preservação do fóssil está necessariamente associada à ausência de decomposição bacteriana.

Uma característica interessante das estruturas granulares – os fósseis das antigas bactérias – encontradas pelos pesquisadores é que algumas parecem se encontrar unidas duas a duas, como se estivessem em meio a um processo de replicação quando fossilizaram.

Embora os próprios pesquisadores admitam que essa evidência ainda é pouco conclusiva, ela é importante por sugerir que a fossilização talvez ocorra muito rapidamente – em horas ou dias após a morte do animal. Quase como uma gentileza da natureza, que permitiria a seres há muito extintos serem descobertos milhões de anos mais tarde.

Artigo científico

PINHEIRO, F. L. et al. Fossilized bacteria in a Cretaceous pterosaur headcrest. Lethaia. 2012.

Cristas e sexo na vida dos pterossauros

A função das cristas encontradas no crânio de diferentes répteis voadores sempre foi alvo de discussões e especulações que vão desde questões aerodinâmicas até dimorfismo sexual. Essa temática, bastante complexa, é abordada por Alexander Kellner na coluna deste mês.

Por: Alexander Kellner

Publicado em 01/04/2011 | Atualizado em 01/04/2011

‘Feilongus youngi’, pterossauro encontrado na China, possui duas cristas – uma pequena na parte anterior do crânio e outra maior na parte posterior. Paleontólogos buscam compreender a função dessas estruturas. (ilustração: Maurilio Oliveira)

Há cerca de 15 anos, um colega de profissão mostrou-me um exemplar espetacular: uma cabeça de pterossauro recém-encontrada em rochas que há 115 milhões de anos formavam o fundo de um lago de água doce na região hoje situada na parte sul do estado do Ceará.
Encontrar exemplares daquele grupo de répteis voadores extinto já era relativamente raro, sobretudo materiais mais completos como aquele espécime, mas o que intrigou os pesquisadores foi o que ele trazia no topo da cabeça: uma enorme crista. E não era uma crista qualquer!
No caso daquela espécie, atualmente conhecida como Tupandactylus imperator, a crista era formada por uma base óssea e tinha uma longa projeção na frente da cabeça, sugerindo a presença de uma extensa parte não ossificada formada por alguma membrana.

Escultura de um 'Tupandactylus imperator', pterossauro de crista enorme formada por uma base óssea que sustentava uma membrana. (obra: Orlando Grillo)

E o mais fascinante: essa estrutura formava cerca de 5/6 de toda a superfície lateral do crânio! Nunca antes na história da paleontologia havia sido observado algo assim em um animal – extinto ou vivente. Não havia como deixar de fazer a pergunta: para que serviria essa estrutura?

Respostas improváveis

De uma maneira geral, os últimos achados de pterossauros demonstram que grande parte das espécies – sobretudo as mais derivadas, pertencentes ao grupo dos pterodactiloides – possuía algum tipo de crista na cabeça.
Estas variavam de pequenas projeções, como em Germanodactyus cristatus, até estruturas de grande porte, como em Tupandactylus imperator. Tinha até um, o Feilongus youngi [na imagem que abre a coluna], que chegou a desenvolver duas cristas – uma pequena na parte anterior e outra maior na parte posterior do crânio.
Tanta diversidade de formas e tamanho levava à insistente pergunta, repetida muitas vezes pelos pesquisadores: para que essas estranhas estruturas serviriam em um animal voador?
Para responder essa questão, a maioria dos pesquisadores focou seus estudos na espécie Pteranodon longiceps. Esse pterossauro é conhecido graças a centenas de exemplares, geralmente incompletos e muito compactados, procedentes de rochas com 83 milhões de anos da Formação Niobrara, nos Estados Unidos.

A crista de Pteranodon longiceps é bem alongada e está situada na região posterior do crânio. Para alguns autores, essa estrutura serviria de base para a inserção de músculos do pescoço. No entanto, se essa proposta fosse correta, haveria uma limitação muito grande em termos de movimento que o animal poderia fazer com a cabeça.
Outra possibilidade apontada por estudos é a da crista estar envolvida em questões aerodinâmicas. Há quem defenda que essa estrutura poderia ter sido utilizada como um freio durante as aterrissagens em solo, o que, confesso, me soa meio estranho.
Ainda outra hipótese seria de que essa estrutura teria funcionado como uma espécie de leme, auxiliando no direcionamento do pterossauro no ar. Até que essa última parece plausível: de uma forma ou de outra, cada vez que o animal mexesse a sua cabeça para os lados, a crista certamente interferiria no seu voo.

Atrativo sexual?

Mas a proposta mais aceita atualmente para explicar a crista em Pteranodon é a sua relação com o dimorfismo sexual.
Paleontólogos acreditam ter encontrado dois grupos principais de pterossauros dotados de crista: animais com cristas grandes e animais com cristas pequenas. Os primeiros, geralmente de maior tamanho, foram tidos como machos de Pteranodon longiceps, enquanto que os de cristas menores foram tidos como fêmeas dessa espécie. Mas como saber se isso realmente é correto?

A proposta mais aceita para explicar a crista em Pteranodon é a sua relação com o dimorfismo sexual

Em um estudo paralelo, pôde-se observar que existiam dois tipos de pélvis naquele réptil fóssil que se diferenciam sobretudo pelo tamanho do canal pelviano (por onde passaria o ovo durante a reprodução): um grande e outro pequeno. Não precisa ser cientista para inferir qual seria a fêmea e qual o macho.
Até que, à primeira vista, a proposta de vincular cristas grandes a machos e pequenas a fêmeas faz sentido, não fosse um ‘pequeno problema’. São raros os esqueletos completos e não existem exemplares dos supostos machos de Pteranodon com cristas grandes associados à pélvis com canal pelviano pequeno.
O mesmo pode-se falar das fêmeas. Sempre falta alguma coisa – ou a crista está quebrada ou a região pelviana está compactada demais para se atribuir a sua forma original.

Radiador?

'Thalassodromeus sethi'. Imagem do fóssil na parte de cima e uma reconstrução em vida abaixo. (Ilustração: Maurilio Oliveira)

Uma descoberta importante que de certa forma revolucionou a questão das cristas foi a do Thalassodromeus sethi. Esse pterossauro, de abertura alar um pouco maior do que quatro metros, foi encontrado em depósitos de 110 milhões de anos no Brasil.
Entre as suas características principais está uma imensa crista na cabeça que, ao contrário da do Tupandactylus, era toda formada por osso. Na superfície dessa estrutura, pode-se observar uma rede bem organizada de sulcos ligados a partir de um sulco maior central.
Essas estruturas foram interpretadas como a impressão de vasos sanguíneos, indicando que a crista era irrigada por muito sangue. Tal observação levou à sugestão de que a crista desse pterossauro poderia ter sido utilizada para controlar a temperatura do seu corpo.
Os cientistas acreditam que possivelmente outros répteis voadores com cristas desenvolvidas, tais como Tupandacylus e Pteranodon, também regulavam a temperatura de seu corpo dessa maneira.

Cristas multifuncionais

Diante de todas essas formas e tamanhos de cristas nos pterossauros, parece ser seguro afirmar que elas não deveriam ter uma função única. Dependendo do seu tamanho e posição, essas estruturas poderiam ter funcionado de diversas maneiras – desde auxiliares de voo até reguladoras térmicas.

Parece ser seguro afirmar que as cristas não deveriam ter uma função única

Como muitas espécies de répteis voadores possuem essa estrutura, certamente a crista também funcionaria para a distinção entre as espécies. Do mesmo modo, consigo imaginar – apesar de não poder provar – que talvez em alguns desses animais alados houvesse uma diferença do tamanho da crista separando machos e fêmeas.
Seja como for, nos tempos mesozoicos, sobretudo durante o Cretáceo, o céu do nosso planeta devia exibir pterossauros com cristas de diferentes cores, formas e tamanhos, o que ajudava a diferenciar quem era quem.

Alexander KellnerMuseu Nacional/UFRJ
Academia Brasileira de Ciências