The origin of squamates revealed by a Middle Triassic lizard from the Italian Alps

• Tiago R. Simões,
• Michael W. Caldwell,
• Mateusz Tałanda,
• Massimo Bernardi,
• Alessandro Palci,
• Oksana Vernygora,
• Federico Bernardini,
• Lucia Mancini &
• Randall L. Nydam

Naturevolume 557, pages706–709 (2018) | Download Citation

Abstract

Modern squamates (lizards, snakes and amphisbaenians) are the world’s most diverse group of tetrapods along with birds¹ and have a long evolutionary history, with the oldest known fossils dating from the Middle Jurassic period—168 million years ago^2,3,4.

 The evolutionary origin of squamates is contentious because of several issues: (1) a fossil gap of approximately 70 million years exists between the oldest known fossils and their estimated origin^5,6,7; (2) limited sampling of squamates in reptile phylogenies; and (3) conflicts between morphological and molecular hypotheses regarding the origin of crown squamates^6,8,9. Here we shed light on these problems by using high-resolution microfocus X-ray computed tomography data from the articulated fossil reptile Megachirella wachtleri (Middle Triassic period, Italian Alps¹⁰).

We also present a phylogenetic dataset, combining fossils and extant taxa, and morphological and molecular data. We analysed this dataset under different optimality criteria to assess diapsid reptile relationships and the origins of squamates. Our results re-shape the diapsid phylogeny and present evidence that M. wachtleri is the oldest known stem squamate. Megachirella is 75 million years older than the previously known oldest squamate fossils, partially filling the fossil gap in the origin of lizards, and indicates a more gradual acquisition of squamatan features in diapsid evolution than previously thought. For the first time, to our knowledge, morphological and molecular data are in agreement regarding early squamate evolution, with geckoes—and not iguanians—as the earliest crown clade squamates. Divergence time estimates using relaxed combined morphological and molecular clocks show that lepidosaurs and most other diapsids originated before the Permian/Triassic extinction event, indicating that the Triassic was a period of radiation, not origin, for several diapsid lineages.

Lagarto do deserto brasileiro

Paleontólogos acabam de descrever um lagarto fóssil procedente do Brasil. ‘Gueragama sulamericana’ é o primeiro registro de acrodontes na América do Sul, modificando a história evolutiva desse grupo, apresenta Alexander Kellner. 

 

Por: Alexander Kellner

Publicado em 26/08/2015 | Atualizado em 27/08/2015

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– Ei, cuidado com essa rocha! O que é essa parte clara?
– Não sei. Mas parecem... dentes!

Um diálogo semelhante ocorreu, de fato, no ano passado (2014) entre dois pesquisadores durante uma escavação paleontológica que estava sendo realizada nas proximidades de Cruzeiro do Oeste, município situado no noroeste do Paraná. Quase dez pessoas estavam sentadas à beira de uma estrada, no que seria um breve intervalo para descansar em um dia de intensa atividade na recuperação de vestígios de organismos de milhões de anos. Brincando com um colega, Everton Wilner (Universidade do Contestado) havia pego uma rocha que se partiu em sua mão, revelando a arcada inferior de um réptil com menos de dois centímetros: acabava de ser descoberta uma nova espécie de lagarto fóssil do Brasil, uma verdadeira raridade!

Os Squamata

Lagartos, cobras e anfisbênias (também conhecidas como cobras-cegas) compõem os Squamata, grupo de répteis bastante diversificado que hoje possui aproximadamente 9 mil espécies. Entre estas, o ramo mais diversificado é o dos iguanídeos, com mais de 1.700 espécies, divididas em dois agrupamentos de acordo com características dos seus dentes. Nos primeiros, os dentes tendem a se fusionar na parte mais alta (apical) das arcadas dentárias, condição denominada acrodonte. Já nos lagartos iguanídeos não acrodontes, os dentes estão fusionados na parte lateral interna (lingual) das arcadas, uma condição denominada pleurodonte.

Lagartos, cobras e anfisbênias compõem os Squamata, grupo de répteis bastante diversificado que hoje possui aproximadamente 9 mil espécies.

 

Considerando-se as formas recentes desses lagartos, os dois grupos ocupam áreas bem distintas. Os acrodontes são tipicamente encontrados no chamado Velho Mundo (Ásia, Europa e África), enquanto os não acrodontes são predominantes no Novo Mundo, que inclui as Américas, Madagascar e algumas ilhas do Pacífico. Tanto a origem desses dois grupos quanto os motivos que levaram a essa distribuição das espécies recentes são muito discutidos no meio científico. O maior problema está no escasso registro fossilífero de lagartos procedentes de depósitos formados durante a Era Mesozoica. Essa raridade é ainda mais pronunciada no supercontinente Gondwana, que, no passado, reunia as massas continentais das atuais América do Sul, África, Austrália, Antártica e Índia: menos de dez espécies válidas, contrastando com cerca de 150 presentes na Laurásia (Europa + Ásia).

Contribuição brasileira

Quando o colega Luiz Weinschütz (Universidade do Contestado) me mostrou o diminuto exemplar, fiquei bastante animado. Sabia que era algo importante, pois lagartos do Cretáceo são raros. O material seguiu para o Museu Nacional, onde foi preparado pelo habilidoso Helder de Paula Silva.

Quando a remoção da rocha sedimentar da peça já estava quase finalizada, um antigo aluno meu, Tiago Simões – que está desenvolvendo seu doutorado na Universidade de Alberta em Edmonton, Canadá, sob orientação do colega Michael Caldwell (diga-se de passagem, com uma bolsa do Canadá e não do Brasil – o que já é outra história) – estava passando no museu. Eu já o havia informado sobre a descoberta e ele estava muito entusiasmado. Nasceu, assim, a parceria que resultou na descrição do Gueragama sulamericana, publicada hoje em uma das principais revistas científicas do mundo, a Nature Communications. Trata-se do primeiro lagarto acrodonte, fóssil ou recente, encontrado não apenas no Brasil, mas em toda América do Sul.

Mandíbula de ‘Gueragama sulamericana’. As arcadas dentárias caracterizam a espécie recém-descrita como pertencente ao grupo dos lagartos acrodontes, geralmente encontrados no Velho Mundo. Esta é a primeira vez que se encontra um animal do grupo (fóssil ou vivo) na América do Sul. (foto: Tiago Simões e Adriano Kury)

Os fósseis mais antigos de lagartos acrodontes foram encontrados em rochas formadas entre 180 e 160 milhões de anos atrás na Índia (que era parte de Gondwana). Com base nessa ocorrência e na distribuição desses lagartos, havia a hipótese de que eles se dispersaram pela Ásia durante o Cretáceo Superior, entre 83 e 66 milhões de anos atrás, e apenas no Cenozoico chegaram ao restante do Velho Mundo. No entanto, Gueragama mostra que a dispersão dos acrodontes para a América do Sul aconteceu bem antes disso, sugerindo que já no Cretáceo eles alcançaram uma distribuição global.

Cabe destacar que, mesmo não contribuindo para uma melhor elucidação da origem dos acrodontes, Gueragama embaralha um pouco a história evolutiva e de diversificação do grupo, já que a nova espécie é mais proximamente relacionada a formas que estão presentes em outros continentes do que às espécies que atualmente vivem no Brasil ou em outros pontos da América do Sul. Em algum momento da história evolutiva desse grupo de lagartos, as formas acrodontes se extinguiram na América do Sul e foram substituídas por formas não acrodontes, que passaram a ser dominantes nessa parte do mundo.

Toda vez quando se encontra um novo depósito fosslífero em áreas geográficas e idades diferentes, o potencial para a descoberta de organismos surpreendentes é muito grande.

 

Para mim, é sempre interessante observar que, toda vez quando se encontra um novo depósito fosslífero em áreas geográficas e idades diferentes, o potencial para a descoberta de organismos surpreendentes é muito grande. Ainda mais nessa região de Cruzeiro do Oeste, onde as camadas representam um oásis em um deserto existente na região há 80 milhões de anos. Ali, já foram encontradas centenas de restos de pterossauros da espécie Caiuajara dobruskii – uma forma frugívora, que vivia em bandos nesse oásis.
Falei bastante sobre como o material foi encontrando e do que ocorreu até a publicação para que as pessoas possam ter uma ideia de como esse tipo de estudo é realizado. Pode até parecer que a ‘sorte’ esteve, mais uma vez, presente. Porém, ao meu modo de ver, o resultado é devido ao financiamento contínuo à pesquisa (no caso, da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro e da Universidade do Contestado), do apoio imprescindível da Prefeitura de Cruzeiro do Oeste e da atuação construtiva entre pesquisadores. E que venham mais descobertas!

Alexander Kellner
Museu Nacional/UFRJ
Academia Brasileira de Ciências