Este estranho parente de ouriço-do-mar de 500 milhões de anos perdeu seu esqueleto
Também um parente da estrela do mar, o Yorkicistis recentemente descoberto é um mistério científico.
Este artigo foi originalmente apresentado no The Conversation .
Após quatro anos de escavação de fósseis em um cemitério em York, Pensilvânia, o paleontólogo amador Chris Haefner fez uma descoberta intrigante. “Eu sabia que valia a pena manter”, disse ele. Ele postou sua descoberta no Facebook.
Eu localizei seu post e percebi que era uma grande descoberta: eu estudo invertebrados fósseis no Conselho de Pesquisa Espanhol. Quando entrei em contato com Haefner, ele concordou em doar o fóssil para o Museu de História Natural de Londres.
Trabalhando com colegas nos EUA e no Reino Unido, determinamos que este era um parente de 510 milhões de anos das estrelas-do-mar e dos ouriços-do-mar de hoje. É altamente original, novo para a ciência e tem apenas um esqueleto parcial. Demos-lhe o nome de Yorkicistis haefneri , em homenagem ao seu descobridor.
Yorkiccystis revelou novas informações sobre como a vida primitiva estava evoluindo na Terra no momento em que a maioria dos grupos de animais de hoje apareceu pela primeira vez.
A explosão cambriana
Yorkicistis viveu durante a “explosão cambriana”, 539 milhões a 485 milhões de anos atrás. Antes dessa época, bactérias e outros organismos microscópicos simples viviam ao lado da fauna ediacara , criaturas misteriosas e de corpo mole sobre as quais os cientistas pouco conhecem.
O Cambriano trouxe uma enorme proliferação de espécies que emergiram dos mares. Eles incluíam grupos de organismos que acabariam por dominar o planeta e representantes da maioria dos grupos de animais de hoje.
Dentro de alguns milhões de anos, apareceram animais complexos com esqueletos e conchas duras. Por que isso aconteceu ainda não está claro, mas uma grande mudança na química do oceano , com uma maior concentração de carbonato de cálcio, provavelmente desempenhou um papel fundamental.
Os equinodermos não foram os primeiros encontrados no registro geológico. Os braquiópodes – animais marinhos que viviam protegidos dentro de conchas – os antecederam. O mesmo aconteceu com os artrópodes , um grupo que tinha exoesqueletos de calcita bem formados , incluindo trilobitas .
Para contextualizar, os dinossauros apareceram 294 milhões de anos após o início do Cambriano.
Os primeiros equinodermos
Existem mais de 30.000 espécies de equinodermos extintas , mas são muito raras em locais com preservação cambriana excepcional, como Burgess Shale no Canadá e Chengjiang na China .
Alguns dos primeiros equinodermos primitivos eram bem diferentes de seus parentes atuais, que têm cinco braços que se estendem do centro de seus corpos, uma estrutura chamada “simetria pentâmera”.
Os equinodermos cambrianos tinham uma ampla gama de estruturas corporais . Os eocrinóides tinham corpos em forma de vasos protegidos por placas com padrões geométricos e várias estruturas semelhantes a braços. Helicoplacoides , em forma de charutos gordos, eram revestidos em armadura de calcita com uma “boca” que espiralava ao redor de seu corpo. As espécies de blastóides assumiram várias formas, muitas vezes lembrando flores exóticas.
O Edrioasteroidea parecia semelhante à estrela do mar de hoje , e com cinco braços que irradiavam de sua boca, é o organismo com o qual Yorkicistis haefneri mais se assemelha. Então nós o classificamos dentro deste grupo na árvore evolutiva.
Yorkicistis , o equinoderme sem esqueleto
Enquanto muitos organismos cambrianos formaram esqueletos sofisticados e estruturas de defesa para protegê-los de predadores, Yorkicistis fez o oposto. Ele “desmineralizou” seu esqueleto. Era um animal parcialmente macio, sem proteção em grande parte de seu corpo.
Para entender a anatomia desse organismo, fizemos parceria com um paleoilustrador para visualizar essa criatura a partir da evidência fóssil que tínhamos. Hugo Salais primeiro modelou cada parte do esqueleto em 3D e depois usou isso para criar uma reconstrução, uma réplica de alta resolução.
A partir dessa réplica, observamos que apenas seus braços, ou ambulacras, estavam calcificados, protegendo seus “sulcos alimentares” – suas partes de alimentação, que são amarelas no fóssil. Uma série de placas cobria seus tentáculos e abria e fechava durante a alimentação. O resto do corpo era macio, representado no fóssil por uma película escura enriquecida com carbono.
A maioria dos equinodermos atuais, encontrados desde as costas do mundo até as profundezas abissais escuras do oceano, tem um esqueleto interno. As exceções são os pepinos-do-mar e algumas espécies que vivem enterradas no fundo do mar. Seus esqueletos, como Yorkicistis , são formados por placas porosas de calcita.
Dando vida ao Yorkicistis
Como paleontólogos, buscamos entender os organismos extintos. Yorkiccystis apresentou um grande desafio, pois não se conhece nenhum animal semelhante, nem vivo nem extinto.
Muito pouco se sabe sobre por que e como alguns equinodermos perderam partes de seu esqueleto. Mas os avanços na biologia molecular revelaram que existe um conjunto específico de genes responsáveis pela formação de um esqueleto nos equinodermos. Todos os equinodermos vivos carregam esses genes; assumimos que os grupos extintos também o fizeram.
Mas em Yorkicistis , há uma diferença marcante entre a calcificação de seus raios, ou braços, e a falta dela no resto do corpo. Levanta a hipótese de que os genes envolvidos na formação do esqueleto podem ter atuado de forma independente em diferentes partes do corpo de Yorkiccystis . É um mistério que apenas os biólogos moleculares serão capazes de desvendar.
Nossos estudos nos permitiram formar algumas hipóteses sobre esse animal, embora muitas questões permaneçam. Acreditamos que sem um esqueleto em uma parte importante de seu corpo, o Yorkicistis foi capaz de conservar energia para outros processos metabólicos, como alimentação ou respiração. Também aumentou a flexibilidade, permitindo uma respiração mais ativa por meio de bombeamento.
Há outra possibilidade intrigante: a falta de esqueleto pode estar relacionada a algum tipo de sistema de proteção ao ferrão, como o usado pelas anêmonas atuais que paralisam as presas com células urticantes nos tentáculos que cercam suas bocas. Essa pergunta, porém, e muitas outras, não podem ser respondidas apenas com um fóssil.
Mas a descoberta surpreendente de Yorkiccystis forneceu mais informações sobre um período na história evolutiva divergente no início da explosão cambriana, uma época em que alguns organismos adotaram esqueletos para evitar predadores – e outros se adaptaram de maneiras muito diferentes.
Samuel Zamora é Cientista Principal de Paleontologia do Instituto Geológico y Minero de España (IGME – CSIC). Divulgação: Samuel Zamora recebe financiamento do Ministério da Ciência, Inovação e Universidades da Espanha (concessão no CGL2017-87631), cofinanciado pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional e o projeto 'Aragosaurus: Recursos Geológicos y Paleoambientales' (E18_17R) financiado pelo Governo de Aragão.
