Translator

 

Linha invisível através da Ásia que parou os cangurus, mas não os goannas e os kookaburras

Cangurus em Nova Gales do Sul, Austrália. Crédito: Westend61/Westend61/Getty Images plus.

7 de julho de 2023

Evrim Yazgin

Jornalista científico do Cosmos

Uma nova investigação esclarece por que não se encontram cangurus, coalas e outros marsupiais australianos icónicos na Indonésia, apesar de existirem muitos grupos de animais que viajaram para a Ásia, incluindo goannas, roedores e kookaburras.

Uma fronteira invisível parece existir.

---

Leia mais: Qual megafauna os indígenas australianos encontraram?

---

É chamada de Linha de Wallace – em homenagem ao naturalista do século 19 Alfred Russell Wallace, co-descobridor com Charles Darwin, do processo de seleção natural.

Mapa mostrando a Linha de Wallace. Crédito: Maximilian Dörrbecker (Chumwa) via Wikimedia Commons.

A Linha de Wallace separa a fauna australiana e do sudeste asiático. Foi proposto pela primeira vez em 1859 e atravessa a Indonésia, entre Bornéu e Sulawesi, e através do Estreito de Lombok, com 35 quilómetros de largura, entre Bali e Lombok.

Seu caráter enigmático tem intrigado os biólogos há gerações.

A oeste da Linha Wallace, você encontra elefantes, tigres, rinocerontes, macacos, gatos e macacos. A leste está a fauna da Australásia, incluindo marsupiais e monotremados.

consulte Mais informação

• Biologia

  Ancestrais reptilianos, Sonic the Hedgehog e alquimia genética se combinam para manipular genes

Há, claro, exceções, incluindo macacos e porcos encontrados a leste da fronteira de Sulawesi.

Agora, um novo artigo publicado na Science fornece uma explicação para a Linha de Wallace. Biólogos da Universidade Nacional Australiana (ANU) e da ETH Zurique, na Suíça, sugerem que a mudança nas placas tectónicas há 45 milhões de anos, e uma mudança dramática no clima da Terra há dezenas de milhões de anos, causaram a distribuição desigual de criaturas através da fronteira invisível.

“Há cerca de 35 milhões de anos, a Austrália estava localizada muito mais ao sul e estava ligada à Antártica”, diz o Dr. Alex Skeels da ANU.

“Em algum momento, a Austrália separou-se da Antártida e deslocou-se para norte, acabando por colidir com a Ásia. Essa colisão deu origem às ilhas vulcânicas que hoje conhecemos como Indonésia.”

Tigre de Sumatra na Indonésia. Crédito: Aprison Photography / Moment / Getty Images plus.

“Quando a Austrália se afastou da Antártica, abriu esta área de oceano profundo ao redor da Antártica, que é agora onde está a Corrente Circumpolar Antártica. Isto mudou dramaticamente o clima da Terra como um todo; tornou o clima muito mais fresco”, explica Skeels.

“Apesar deste arrefecimento global, o clima nas ilhas indonésias, que os organismos usaram como porta de entrada para a Austrália, permaneceu relativamente quente, húmido e tropical. A fauna asiática já estava bem adaptada e confortável com essas condições, o que os ajudou a se estabelecerem na Austrália.”

“Este não foi o caso da espécie australiana. Eles evoluíram num clima mais frio e cada vez mais seco ao longo do tempo e, portanto, tiveram menos sucesso em ganhar uma posição nas ilhas tropicais em comparação com as criaturas que migraram da Ásia.”

---

Mamífero australiano do ano de 2023

---

Cerca de 20 mil espécies de aves, mamíferos, répteis e anfíbios foram analisadas como parte do estudo.

“As nossas descobertas também podem informar previsões para a migração animal no futuro e ajudar-nos a prever quais as espécies que poderão ser mais versadas na adaptação a novos ambientes, à medida que as mudanças no clima da Terra continuam a impactar os padrões de biodiversidade globais”, diz Skeels.

Todos os ouvidos sobre mamíferos antigos

A configuração dos ossos da orelha média em um fóssil antigo sugere que especializações adequadas para o consumo de plantas podem ter influenciado a evolução da articulação da mandíbula para formar a orelha do mamífero.

Anne Weil

Versão em PDF

A presença de três ossos delicados no ouvido médio, completamente separados da mandíbula inferior, pode ser usada para distinguir mamíferos existentes de outros vertebrados. Esse arranjo evoluiu independentemente pelo menos três vezes em mamíferos, portanto, não é encontrado em todos os fósseis de mamíferos. Escrevendo na natureza , Wang et al. ¹ descrevo um fóssil recém-descoberto que revela como essas diferentes orelhas médias evoluíram para configurações distintas.

Leia o artigo: Fóssil cretáceo revela um novo padrão na evolução da orelha média em mamíferos

Os autores nomearam essa espécie anteriormente desconhecida, Jeholbaatar kielanae . Era do tamanho de uma ratazana e passeava pela China há cerca de 120 milhões de anos. Pertencia à linhagem de mamíferos de vida mais longa, os multituberculados. Esses mamíferos tipicamente de corpo pequeno persistiram de 160 a 34 milhões de anos atrás, e diversos membros dessa linhagem se tornaram comuns em todo o Hemisfério Norte ² .
 
Os multituberculados podem ter sido tão bem-sucedidos porque mastigavam de maneira diferente de outros mamíferos. Em vez de cortar alimentos em pedaços usando um movimento de morder vertical como um gato, ou triturar seus alimentos movendo sua mandíbula inferior (a mandíbula) horizontalmente e lateralmente como uma vaca, multitubercula alimentos fatiados e moídos, puxando sua mandíbula horizontalmente, mas para trás. Essa inovação, 'movimento palinal', exigia especializações dos dentes, articulação da mandíbula e musculatura. Contribuiu para a longevidade incomparável da linhagem multituberculada e facilitou a diversificação de grupos, permitindo que os multituberculados usassem as plantas como fonte de alimento em um momento da pré-história, quando outros mamíferos comiam principalmente insetos ou pequenos vertebrados.
 
Wang e colegas argumentam que a adaptação dessa abordagem de mastigação também impulsionou a evolução de um tipo incomum de orelha. Em cada instância independente, as orelhas médias dos mamíferos evoluíram de uma articulação ancestral da mandíbula. Em todos os casos, o osso articular na parte posterior da mandíbula e o osso quadrato (que se tornou o osso da bigorna da orelha média) com o qual ele entrou em contato mantinham a conexão. Esses ossos se deslocaram levemente internamente para formar uma orelha média, juntamente com um osso chamado estribo, presente em ancestrais de mamíferos.

 Outros ossos formaram a articulação da mandíbula que os mamíferos têm hoje. Nos estágios de transição desse processo evolutivo, a conexão entre a orelha média e a mandíbula ainda estava presente em um osso da orelha média chamado martelo, embora a extensão dessa conexão tenha sido reduzida em comparação com a conexão no estado ancestral ³ .  

Tanto a mandíbula quanto a orelha tiveram que funcionar em todas as etapas da transição. Se os multituberculados adotassem a mastigação palinal antes da separação dos ossos do ouvido médio da mandíbula, como esse arranjo funcionaria? A pequena, mas requintadamente preservada orelha média de Jeholbaatar (Fig. 1) é completamente separada da mandíbula, mas fornece o início de uma resposta para essa pergunta.

Figura 1 A evolução dos ouvidos médios dos mamíferos. Wang et al . ¹ relatam a descoberta de um fóssil de uma espécie de mamífero desconhecida anteriormente, Jeholbaatar kielanae . Seu ouvido médio é semelhante ao de um animal extinto chamado Arboroharamiya . a , Essa semelhança pode indicar que Jeholbaatar e Arboroharamiya devem ser agrupados em uma árvore genealógica de mamíferos e sugere que o movimento de mastigação 'palinal' usado por Jeholbaatar e Arboroharamiya tenha uma única origem em um ancestral compartilhado. Também são mostrados nesta árvore os playtpuses ( Ornithorynchus ) e o gambá ( Didelphis ), mamíferos que não usam mastigação palinal e que têm configurações da orelha média distintas entre si e de Jeholbaatar e Arboroharamiya . b , No entanto, há algum debate sobre se Arboroharamiya era mamífero. Caso contrário, como nesta árvore, os ouvidos médios semelhantes de Jeholbaatar e Arboroharamiya evoluíram independentemente. c , As configurações dos ossos do ouvido médio esquerdo dessas quatro criaturas são apresentadas como vistas diretamente de cima, com a frente do animal à direita. As diferentes configurações da bigorna, martelo e ossos adjacentes podem refletir a evolução das especializações da mandíbula antes que os ossos se separem da mandíbula para formar a orelha. (Imagens baseadas na ref. 1 e não mostradas em escala.)

Suspeita-se há muito tempo que, nos ancestrais dos mamíferos, o osso articular e o osso pré-articular da mandíbula ancestral se fundiam para formar o martelo. Descobertas fósseis sugerem que um terceiro osso, o retangular, também se funde com o articular, pelo menos em algumas linhagens ^{3 , 4} . Em Jeholbaatar , o surangular está presente como um osso separado, distinguível ao longo do lado lateral do martelo. O único outro animal em que um surangular separado foi descrito na orelha também compartilha um segundo traço estranho com Jeholbaatar ⁴ : a posição da bigorna na orelha média.
 
A bigorna fica plana no topo do martelo em Jeholbaatar , em contraste com sua posição em humanos e gambás ( Didelphis ), na qual está posicionada posteriormente, atrás do martelo. Esse contato entre a bigorna e o martelo em Jeholbaatar , horizontal e paralelo ao plano em que os dentes se encontrariam, é o que esperaríamos para ver se a mastigação palinal evoluiu antes que a orelha média fosse separada da mandíbula ⁴ .

A origem da audição terrestre

Durante os estágios evolutivos de transição, quando o martelo estava conectado à mandíbula, o movimento da mandíbula palinal restringiria o plano no qual o martelo e a bigorna poderiam estar em contato; se a bigorna estivesse na posição posterior mais familiar encontrada na maioria dos mamíferos hoje, teria agido como uma parada no movimento da mandíbula para trás. Uma vez estabelecido o movimento palinal para mastigar, aumentar a distância em que a mandíbula se movia para frente e para trás na articulação da mandíbula tornaria a mastigação mais eficiente. Qualquer amarração restante na orelha teria limitado a distância que a mandíbula inferior poderia percorrer em uma única mastigação, de modo que a pressão de seleção para uma orelha e mandíbula totalmente separadas teria sido forte e a separação completa poderia ter evoluído rapidamente.
 
O outro animal conhecido por ter um esqueleto no ouvido é Arboroharamiya, membro de um grupo antigo conhecido como euharamiyidans, com um elemento palinal na mastigação e uma origem anterior à dos multituberculados ^{4 , 5} . Arboroharamiya, como Jeholbaatar , tem sua bigorna posicionada acima do martelo ^{4 , 6} . A relação entre euharamiyidans e multituberculados na árvore evolutiva é uma questão de intenso debate, com alguns estudos, incluindo o de Wang e colegas, mostrando que eles estão intimamente relacionados com os mamíferos ^{3 , 4 , 7} , enquanto outros colocam euharamiyidans em uma linhagem que ramificou-se antes que o ancestral comum dos mamíferos vivos evoluísse ^{8 , 9} . Se este último cenário for o caso, os euharamiyidans representariam uma quarta instância da evolução independente de uma orelha média totalmente separada.
 
A questão de saber se as semelhanças entre os ouvidos de Jeholbaatar e Arboroharamiya reflete uma estreita relação na árvore evolutiva ou evolução independente (convergente) impulsionada por adaptações mastigatórias semelhantes é ainda mais complicada por outra consideração: a bigorna de ornitorrincos vivos ( Ornithorhynchus ) e equídeos, ou tamanduás-espinhosos ( Tachyglossus ), também estão acima do martelo. Esses mamíferos pertencem a um grupo chamado monotremados, cujo ouvido médio evoluiu independentemente do de outros mamíferos.

 Os monotremados não usam um movimento de mastigação palinal, e os dentes dos monotremados fósseis não sugerem que esse movimento tenha ocorrido nos primeiros membros dessa linhagem ¹⁰ . Eles podem ter esse arranjo de bigorna e martelo por razões totalmente diferentes daquelas que explicam o arranjo desses ossos em multituberculados ou euharamiyidans.  

Os monotremados não retêm uma superfície reconhecível. Se as semelhanças nos ouvidos médios de Jeholbaatar e Arboroharamiya refletem a similaridade funcional na maneira como os animais mastigavam, a superfície não utilizada em Jeholbaatar e Arboroharamiya pode simplesmente refletir a rapidez com que ocorreu a transição para o distanciamento da orelha média da mandíbula. pelo aumento da eficiência no processamento de alimentos que essa separação completa teria proporcionado.
 

doi: 10.1038 / d41586-019-03605-1

Referências

1. 1
   Wang, H., Meng, J. & Wang, Y. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-019-1792-0 (2019).

Mistérios de ser macho ou fêmea

Rã amazônica é o vertebrado com o maior número registrado de cromossomos sexuais

---

Maria Guimarães

---

Edição 265
mar. 2018

---

BiodiversidadeBiol. CelularEvoluçãoGenéticaZoologia

Entrevista: Thiago Gazoni

stalled;stalled;stalled;stalled;stalled;stalled;

00:00 / 05:08

 

Quando o biólogo Thiago Gazoni examinou pela primeira vez os cromossomos da rã conhecida como jia-da-floresta (Leptodactylus pentadactylus), durante o mestrado, que concluiu em 2011 na Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Rio Claro, não contava registrar o vertebrado com o maior número de cromossomos sexuais já encontrado, conforme descreveu em artigo publicado no final de janeiro no site da revista Chromosoma: são 12 desses pacotes de DNA que, nessa espécie, se organizam em forma de anel durante a divisão celular, como se dançassem uma ciranda. 

 

É um sistema muito distante do X e do Y que determinam se uma pessoa é homem ou mulher. O recordista anterior era o ornitorrinco, com 10 cromossomos sexuais.

 

“Menos de 5% dos anfíbios cujos cromossomos foram descritos até o momento têm cromossomos sexuais prontamente identificáveis”, diz Gazoni, que aprofundou o estudo durante o doutorado encerrado em 2015. Isso significa que quando se monta o cariótipo – uma forma de organizar e estudar o conjunto de cromossomos de um indivíduo –, na maioria das vezes é impossível distinguir visualmente aqueles relacionados à determinação do sexo. Na verdade, pouco se sabe sobre os genes específicos que tornam os anfíbios machos ou fêmeas, função desempenhada em mamíferos pelo gene SRY.

Mais curioso ainda, as 13 rãs estudadas (seis fêmeas e sete machos) têm mais cromossomos sexuais do que não sexuais (os autossomos). São 12 sexuais em um conjunto total de 22 cromossomos. 

“O que define, visualmente, serem cromossomos sexuais é haver diferenças entre os cariótipos de machos e de fêmeas”, explica Gazoni. Os cromossomos exclusivos de um sexo seriam responsáveis por defini-lo. Durante a evolução, o que acontece é que os autossomos vão sofrendo alterações que podem dar origem a cromossomos com genes específicos para um dos sexos. Aos poucos, outros genes próximos ao determinador do sexo vão sendo inativados, dando origem a cromossomos especializados. As partes inativadas ficam mais condensadas e podem ser reconhecidas com métodos adequados de coloração.

 

Em 2014, Gazoni passou três meses na Universidade de Cambridge, Reino Unido, no laboratório do geneticista Malcolm Ferguson-Smith, para desenvolver uma sonda que conseguisse marcar os cromossomos das rãs e mapear o trânsito de pedaços trocados entre cromossomos distintos. No futuro, um dos objetivos é identificar e localizar os genes relacionados à determinação do sexo nesses anfíbios.

“Ainda não se sabe o significado dos cromossomos sexuais múltiplos”, diz a bióloga Patricia Parise-Maltempi, da Unesp de Rio Claro, orientadora de Gazoni durante o doutorado – que teve como coorientador o zoólogo Célio Haddad, da mesma instituição. Há 10 anos ela fez um estágio de pós-doutorado com Ferguson-Smith para aprender técnicas como a pintura cromossômica, que permite distinguir partes específicas dos cromossomos e comparar cariótipos. Ela se especializou sobretudo em peixes, que também apresentam cromossomos sexuais múltiplos, mas conta que o conhecimento sobre a determinação sexual é ainda bem restrito. Aparentemente, no caso de peixes e da rã L. pentadactylus, os excedentes não são inativados – como é o caso nas fêmeas de mamíferos, que empacotam um dos cromossomos X de maneira a manter a atividade genética equiparada à dos machos, portadores de apenas um deles (ver Pesquisa FAPESP nº 260).

Enigma evolutivo

 
Também não há cromossomos inativados no recordista anterior: o ornitorrinco, estranho animal australiano que, apesar de exibir patas com membranas entre os dedos, bico achatado e pôr ovos, não é pato e sim mamífero. Um mamífero à parte – junto com a espinhuda equidna pertence à ordem dos monotremados –, mas mesmo assim alimenta seus filhotes com leite, embora não tenha propriamente mamas. Desde os anos 1970 sabe-se que esses curiosos caçadores subaquáticos têm 52 cromossomos, dos quais 10 sexuais que aparecem enfileirados durante a divisão celular. 

Demorou cerca de 30 anos para que existissem ferramentas adequadas para estudar esse sistema, segundo explica o geneticista alemão Frank Grützner, da Universidade de Adelaide, na Austrália, que desde 2002 se dedica ao enigma. “Eu tinha aprendido uma técnica chamada hibridização in situ por fluorescência, na qual é possível marcar cromossomos em cores diferentes”, conta. “Era claro que ela permitiria solucionar esse complexo sistema, mas foram necessários vários anos de trabalho duro para mostrar que se tratava de cinco pares de cromossomos XX ou XY, que se alternam em fileira durante a meiose, na divisão celular” (ver infográfico).

 

Especialmente relevante para entender a evolução dos sistemas de determinação sexual foi a descoberta de que essa cadeia de cromossomos dos ornitorrincos tem genes típicos dos cromossomos X de mamíferos e Z de aves, de acordo com artigo publicado por Grützner em 2004 na revista Nature. É um indício de origem comum entre esses sistemas que até então se acreditava terem surgido de forma independente. Mesmo assim, até agora não está claro qual gene determina os sexos nesse animal. Esforços de sequenciamento do genoma completo estão em curso, com mais dificuldades no que diz respeito ao cromossomo Y. “Recentemente, em colaboração com Henrik Kaessmann [da Universidade de Heidelberg, na Alemanha], descobrimos um candidato potencial – um gene AMH ligado ao Y”, detalha. “É um gene tradicionalmente ligado ao desenvolvimento dos órgãos reprodutivos, será interessante ver como ele pode atuar na determinação sexual nessa espécie.”

Impressão digital

 
Além das profundas implicações evolutivas do sistema genético de determinação sexual, a configuração dos cromossomos é muito usada como parte da caracterização de espécies, algo como uma impressão digital. Esse era um dos objetivos de Gazoni durante o mestrado orientado pela citogeneticista Sanae Kasahara, da Unesp de Rio Claro, falecida em janeiro deste ano. “Havia questões taxonômicas mal resolvidas no gênero, e por isso pesquisadores à época no laboratório de Haddad – Olívia Araújo e Felipe Toledo – nos trouxeram um L. pentadactylus macho coletado em Paranaíta, em Mato Grosso”, conta ele. “Logo vimos que havia vários rearranjos cromossômicos.”

O trabalho se desdobrou por outros caminhos, mas a busca pela classificação continua. “Mostramos no trabalho recente que há duas espécies atualmente sendo chamadas de L. pentadactylus, precisamos saber qual delas é a verdadeira”, diz Gazoni. O plano é batizar a nova espécie em homenagem à primeira orientadora, que dedicou a carreira à pesquisa em citogenética de vertebrados.

Projetos

 
1. Contribuições para o entendimento da origem e evolução dos cromossomos sexuais de vertebrados, baseado no estudo de DNAs repetitivos (nº 17/00195-7); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisadora responsável Patricia Pasquali Parise-Maltempi (Unesp); Investimento R$ 106.795,21.

2. Diversidade e conservação dos anfíbios brasileiros (nº 13/50741-7); Modalidade Projeto Temático; Programa Biota; Pesquisador responsável Célio Fernando Baptista Haddad (Unesp); Investimento R$ 4.386.814,61.

Artigos científicos

GAZONI, T. et al. More sex chromosomes than autosomes in the Amazonian frog Leptodactylus pantadactylus. Chromosoma. On-line. 26 jan. 2018.

GRÜTZNER, F. et al. In the platypus a meiotic chain of ten sex chromosomes shares genes with the bird Z and mammal X chromosomes. Nature. v. 432, n. 7019, p. 913-7. 24 out. 2004.

O destino dos mamíferos após a extinção dos dinossauros

03 de janeiro de 2019

AddThis Sharing Buttons

Pesquisadores descrevem a dinâmica de diversificação dos mamíferos depois da extinção em massa do fim do Cretáceo. Muitas linhagens contemporâneas aos dinossauros desapareceram, mas outras sobreviveram (imagem: originação, extinção e taxas de diversificação para os três clados [grupos com um ancestral comum] de mamíferos na América do Norte. Linhas pontilhadas denotam o limite do Cretáceo-Paleógeno / Biology Letters)

 

Peter Moon  |  Agência FAPESP – Quando se fala em extinção em massa, é comum imaginar um meteoro caindo na Terra e dizimando dinossauros, mas não é bem assim. As diversas extinções em massa na história do planeta ocorreram de forma diferente sobre os grupos de seres vivos. Um exemplo são os mamíferos, classe de vertebrados que já existia no tempo dos dinossauros e sobreviveu ao evento extintivo massivo há 66 milhões de anos, que marcou o fim do período Cretáceo.

Havia quatro linhagens de mamíferos contemporâneas dos répteis gigantes. Todas sobreviveram. Algumas saíram mais chamuscadas, outras menos. Em estudo publicado na Biology Letters, os biólogos Tiago Bosisio Quental, da Universidade de São Paulo, e Mathias Pires, da Universidade Estadual de Campinas, buscam entender de que forma os diversos grupos de mamíferos atravessaram a extinção em massa no fim do Cretáceo. O trabalho contou com apoio da FAPESP.

"Quando se fala em extinções em massa, subentende-se um evento de grandes proporções, durante o qual um número elevado de espécies se extinguiu em um período relativamente curto", disse Pires.

Outro modo de se olhar para as extinções em massa é observar o número de espécies no registro fóssil. Verifica-se que em um determinado período geológico ocorreu uma extinção em massa quando o número total de espécies que desapareceu do registro fóssil é muito superior ao número de novas espécies.

"Ou seja, é quando a taxa de extinções, velocidade com que espécies são perdidas, supera a taxa de especiações, a velocidade com que as espécies são geradas. Isso torna negativa a taxa de diversificação, que é dada pela diferença entre as duas taxas", disse Pires.

No registro fóssil dos últimos 500 milhões de anos foram identificadas cinco grandes extinções em massa (e muitas outras de menor escala). Elas ocorreram por diversos motivos, como vazamentos magmáticos por centenas de milhares ou milhões de anos, liberando bilhões de toneladas de gases de efeito estufa que envenenaram a atmosfera e bloquearam a radiação solar.

Foi o que ocorreu na pior das extinções em massa, há 252 milhões de anos, que marcou a passagem dos períodos Permiano ao Triássico (e das eras Paleozoica à Mesozoica), quando mais de 90% das espécies desapareceram. Extinções em massa também ocorreram quando houve a liberação maciça de bilhões de toneladas de gás carbônico (CO₂) aprisionadas no subsolo oceânico, causando um megaefeito estufa – como especula-se ter ocorrido no final do período Triássico, há 201 milhões de anos, com perda de 80% das espécies.

Ou o contrário, com o sequestro de bilhões de toneladas de CO₂ da atmosfera, o que derrubou as temperaturas, causando uma severa glaciação planetária. Foi assim há 444 milhões de anos, no fim do período Ordoviciano, quando desapareceram 86% das formas de vida.

Evento K-Pg

A extinção em massa de 66 milhões de anos atrás se chama evento K-Pg, sigla que se refere ao momento em que acaba o período Cretáceo (Kreide, em alemão) e inicia o período seguinte, o Paleógeno (Pg). Em uma escala de tempo mais ampla, o evento K-Pg foi o instante geológico que marca o fim da era Mesozoica, aquela dominada pelos dinossauros, e o início da Cenozoica, os últimos 66 milhões de anos.

O evento K-Pg foi provocado pela associação de dois fatores: vazamentos magmáticos devastadores onde hoje é a Índia, conjugados com a colisão de um astro celeste de 10 quilômetros de diâmetro na península de Yucatán, no atual México.

"Todos esses episódios de extinção massiva são heterogêneos. Tiveram causas diferentes e transcorreram de forma diversa. Da mesma forma, seu impacto sobre as formas de vida não foi absoluto, mas relativo. Alguns grupos sofreram mais, outros menos. Alguns desapareceram, enquanto outros aproveitaram as novas condições ambientais pós-catástrofe para se diversificar rapidamente", disse Pires.

No novo trabalho, os pesquisadores buscaram entender de que modo as diversas linhagens de mamíferos existentes no final do Cretáceo ultrapassaram o gargalo biótico do evento K-Pg. Também participaram do estudo Daniele Silvestro, da Universidade de Gotemburgo (Suécia), e Brian Rankin, da University of California em Berkeley (Estados Unidos).

A grande classe dos mamíferos surgiu no Triássico há pelo menos 220 milhões de anos, idade do fóssil mais antigo que se conhece. No fim do Cretáceo, a linhagem era bastante diversificada. Havia os placentários (como são popularmente conhecidos os eutérios), linhagem à qual pertence o Homo sapiens, assim como todos os primatas, roedores, morcegos, cetáceos e ungulados, entre outros.

Havia também os marsupiais (ou metatérios), grupo que hoje acolhe gambás, cangurus e coalas. Eles dividiam o cenário com o grupo dos monotremados e, por fim, com o dos multituberculados (seu nome deriva do formato específico de seus dentes, com vários tubérculos).

O novo estudo ressalta que a extinção em massa do Cretáceo se abateu fortemente sobre os mamíferos. Isso não quer dizer que todos os quatro grupos sofreram com a mesma intensidade. A extinção em massa foi mais severa para uns do que para outros.

Durante o Cretáceo, entre 145 e 66 milhões de anos atrás, os multituberculados eram a linhagem dominante e a mais diversificada entre os mamíferos. Sabe-se isso porque, no registro fóssil que antecede o evento K-Pg, os fósseis de multituberculados são a grande maioria. Já os fósseis de placentários e de marsupiais, embora menos numerosos, também são encontrados em bom número.

A exceção são os monotremados. Assim como ocorre hoje, quando há somente duas famílias de monotremados viventes – das quais fazem parte o ornitorrinco e a equidna –, o registro fóssil dos monotremados é muito rarefeito, tanto antes quanto depois do Cretáceo, sugerindo que este grupo sempre foi relativamente marginal em relação às outras linhagens de mamíferos. É também por essa razão que tal linhagem não foi incluída no estudo.

Sabendo-se que havia multituberculados, placentários e marsupiais, qual grupo de mamíferos foi mais severamente atingido no K-Pg? De qual linhagem sobreviveram mais gêneros? Qual grupo apresentou o maior aumento de diversidade (maior especiação) nos milhões de anos imediatamente posteriores ao gargalo biótico? Qual grupo jamais se recuperou do cataclismo?

O único meio para tentar obter respostas a essas perguntas é recorrer ao registro fóssil encontrado em uma mesma região do planeta, de modo a tentar garantir que, há 66 milhões de anos e naquela região, a catástrofe se abateu de forma mais ou menos equivalente sobre todos os grupos de mamíferos.

Quental e Pires elegeram a América do Norte como local do estudo, uma vez que 150 anos de contínuas prospecções paleontológicas naquele continente fornecem um rico painel da diversidade de mamíferos antes, durante e após o evento K-Pg.

"A América do Norte apresenta um registro fóssil com qualidade suficiente para esse tipo de estudo. Já foram feitos outros estudos analisando como os mamíferos ultrapassaram a extinção do Cretáceo, mas até onde pudemos constatar este é um dos primeiros a analisar a dinâmica da diversificação das distintas linhagens de mamíferos”, disse Quental.

Os cientistas utilizaram um conjunto de dados com 188 recentes assembleias fossilíferas do Cretáceo e do Paleoceno – abrangendo um lapso temporal que vai de 69,9 milhões de anos até 55 milhões de anos atrás –, formações localizadas no interior ocidental da América do Norte.

"O registro fóssil de mamíferos da América do Norte possui assembleias muito bem estudadas com datações em torno do evento K-Pg, sendo as ocorrências de fósseis relativamente bem resolvidas, minimizando a incerteza taxonômica. 

O conjunto de dados que utilizamos inclui informações sobre quase 290 gêneros de mamíferos, entre multituberculados, eutérios e metatérios”, disse Quental.

Foram empregados diversos métodos estatísticos avançados para identificar padrões de originação, extinção e diversificação, antes, durante e após o K-Pg. Os resultados evidenciaram que as três linhagens atravessaram a extinção em massa de maneiras bem distintas.

O estudo indica que a taxa de originação de Methateria (marsupiais), por exemplo, permaneceu aproximadamente constante durante todo o intervalo de tempo estudado. No entanto, um claro pico de extinção é identificado durante o K-Pg, gerando um saldo líquido de diversificação negativo. Passado o evento K-Pg, a taxa de extinção diminuiu gradualmente. No entanto, a diversificação líquida negativa persistiu por mais de 2 milhões de anos, até cerca de 64 milhões de anos atrás.

Quanto aos multituberculados, eles estavam se diversificando no fim do Cretáceo, apresentando altas taxas de originação e taxas de extinção relativamente baixas. Já em torno do limite K-Pg, a taxa de extinção permaneceu baixa, mas observam-se quedas na taxa de originação, o que derruba a diversificação de multituberculados para perto de zero. Ou seja, durante o K-Pg a taxa de diversificação encontra-se em equilíbrio, pois aproximadamente a mesma quantidade de gêneros de multituberculados está se originando e se extinguindo.

Segundo o estudo, decorrido o K-Pg, embora a taxa de extinção dos multituberculados permanecesse em queda, o declínio na taxa de originação era ainda maior, consequentemente levando a uma diversificação negativa. Em outras palavras, a quantidade de gêneros de multituberculados continuou diminuindo durante o restante do período analisado, até 55 milhões de anos atrás. Tal declínio parece ter persistido por muito mais tempo, dado que os multituberculados desapareceram progressivamente do registro fóssil mundial, até, por fim, a linhagem terminar há cerca de 35 milhões de anos.

Especula-se que a razão para o fim dos multituberculados teria sido a competição crescente com uma nova linhagem de eutérios, os roedores, cuja ordem tem origem justamente logo após o evento K-Pg, já no período Paleógeno.

Quanto aos eutérios (placentários), o estudo mostra alta originação e alta extinção perto do limite K-Pg, resultando em uma inflexão na diversidade. As taxas de originação eram muito superiores àquelas das extinções, exceto no período entre 66 milhões de anos e 64 milhões de anos atrás.

Logo após, verifica-se um segundo pulso de originação, acompanhado pela queda nas taxas de extinção, sinal da ocorrência de uma curta explosão na diversificação. Em torno de 62 milhões de anos atrás, a originação de eutérios diminui, enquanto a diversificação fica em torno de zero, sugerindo um equilíbrio de diversidade.

"Encontramos três padrões de diversificação entre os grupos de mamíferos. Metatheria se comporta da forma clássica em uma extinção em massa. Diversas extinções se agrupam no tempo, levando a uma queda severa na diversificação”, disse Quental.

Segundo o pesquisador, nos multituberculados a diminuição na diversificação e a subsequente perda de diversidade foram impulsionadas pelo declínio das taxas de originação e não pela extinção, ou seja, perderam diversidade porque demoravam muito para gerar novas espécies.

"Já os eutérios mostram uma dinâmica mais complexa de ascensão e queda, mais precisamente atribuída por oscilações rápidas na taxa de especiação durante e logo após o K-Pg, ao mesmo tempo que a taxa de extinção aumenta, porém, não tanto a ponto de causar uma diversificação negativa por muito tempo", disse Quental.

Pires ressalta que o estudo mostra que a extinção em massa do K-Pg foi ecologicamente seletiva entre as linhagens de mamíferos, “com uma concentração de extinções entre metatérios carnívoros especializados e eutérios insetívoros, enquanto os eutérios e os multituberculados mais generalistas mantiveram maior diversidade”.

Embora os resultados indiquem que os eutérios (placentários) sofreram perdas substanciais no limite de K-Pg, essas perdas foram compensadas pelo aumento da originação. Pode ter ocorrido diversificação entre os eutérios sobreviventes, graças à chegada à América do Norte de outros grupos de eutérios provenientes de outros continentes.

"A plasticidade de dietas dos multituberculados pode ter permitido que os grupos persistissem, explicando as baixas taxas de extinção. A diversidade ecológica e taxonômica dos multituberculados foi crescente durante o fim do Cretáceo. No entanto, nossas análises mostram que os multituberculados não compensaram as perdas por extinção, pois geravam cada vez menos diversidade, diferentemente dos eutérios, cujas perdas foram compensadas por altas taxas de originação”, disse Pires.

A conclusão dos pesquisadores indica que, quando os clados (grupos com ancestral comum) são avaliados individualmente, eventos de extinção em massa podem ser vistos como mudanças na extinção, na originação ou em ambos os regimes.

“Isso significa que os estudos sobre fenômenos macroevolutivos que são centrados em grandes grupos taxonômicos podem estar deixando de contar uma história macroevolutiva muito mais rica, só percebida em escalas taxonômicas mais sutis”, destacam.

O artigo Diversification dynamics of mammalian clades during the K–Pg mass extinction (doi: 10.1098/rsbl.2018.0458), de Mathias M. Pires, Brian D. Rankin, Daniele Silvestro e Tiago B. Quental, pode ser lido em http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/14/9/20180458.

Mamífero mais antigo do Brasil viveu no tempo dos dinossauros

30 de maio de 2018

Peter Moon  |  Agência FAPESP – Brasilestes stardusti. Assim se chama o mais antigo mamífero conhecido para as terras brasileiras. Viveu entre 87 milhões e 70 milhões de anos atrás no fim da era Mesozoica, onde hoje é o noroeste do Estado de São Paulo. Trata-se do único mamífero brasileiro que, sabe-se até o momento, conviveu com os dinossauros.

A descoberta de Brasilestes foi anunciada nesta quarta-feira (30/05) pela equipe do professor Max Langer, professor da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da Universidade de São Paulo, que teve apoio de colegas da Universidade Federal de Goiás, da Universidade Estadual de Campinas do Museu de La Plata e do Massachusetts Institute of Technology.

Brasilestes stardusti existiu há mais de 70 milhões de anos atrás no atual Estado de São Paulo. Descrição foi feita a partir de dente fossilizado e publicada na Royal Society Open Science (foto: Mariela Castro).

 

 Brasilestes foi descrito a partir de um único fóssil: um dente pré-molar de 3,5 milímetros. “O dente de Brasilestes é pequeno e se encontra incompleto, pois lhe faltam as raízes”, disse a paleontóloga Mariela Cordeiro de Castro, a primeira autora do trabalho que acaba de ser publicado na Royal Society Open Science.

“Pequeno mas nem tanto. Apesar de só ter 3,5 milímetros, o dente do Brasilestes é três vezes maior do que quase todos os dentes conhecidos de mamíferos do Mesozoico. No tempo dos dinossauros, a maioria dos mamíferos tinha o tamanho de camundongos. Brasilestes era bem maior: do tamanho de um gambá”, disse Castro.

O nome da nova espécie homenageia o roqueiro inglês David Bowie, morto em janeiro de 2016, um mês após a descoberta do fóssil. Brasilestes stardusti faz alusão a Ziggy Stardust, ou Ziggy “poeira estelar”, personagem vindo do espaço que Bowie criou para uma canção de 1973.

O trabalho contou com apoio da FAPESP e integra o Projeto Temático “A origem e irradiação dos dinossauros no Gondwana (Neotriássico - Eojurássico)”, coordenado por Langer. 

O dente fossilizado encontrado em rochas da Formação Adamantina que afloram no meio de um pasto na fazenda Buriti, em General Salgado (SP).

“Estávamos visitando afloramentos mesozoicos quando Júlio Marsola [outro membro da equipe] teve um olhar de lince e avistou um dente minúsculo aflorando na superfície da rocha”, disse Castro, professora na Universidade Federal de Goiás, em Catalão. “Brinco que, naquele dia, ele gastou a sua quota de descobertas extraordinárias para toda uma vida – e olha que ele nem estuda mamíferos, mas dinossauros.”
“Quando penso que alguns grupos de pesquisa chegam a peneirar uma tonelada de sedimento pra achar um único fragmento de mamífero do Mesozoico, acredito que Mariela tenha razão, e que eu tenha de fato gastado toda minha sorte. Mas espero sinceramente que não”, brincou Júlio Marsola, pesquisador da FFCLRP-USP.

“Os depósitos de General Salgado são bem conhecidos. De lá já saíram vários crocodilos mesozoicos. O afloramento em particular onde achei Brasilestes é interessante, com dezenas de fragmentos de cascas de ovos daqueles crocodilos. Ao me debruçar em uma parte do afloramento para ver o que possivelmente tinha de cascas de ovos, me deparei com o dentinho. Se permanecesse mais alguns dias exposto, a chuva levaria embora”, disse Marsola.

“Quando percebi algo como a base das duas raízes do dente [as raízes em si estão quebradas], achei que fosse um mamífero. Depois de analisar em laboratório, tivemos a certeza de que se tratava de um mamífero”, disse.

Placentário no deserto Botucatu
À primeira vista, um mero dente de 3,5 milímetros – ainda por cima incompleto – pode parecer muito pouco para descrever uma nova espécie de mamífero. Não é. É comum se ver mamíferos extintos descritos com base no estudo de um único dente.

Isso se deve ao fato de que o material que constitui os dentes é o mais resistente do esqueleto dos mamíferos, pois precisa resistir ao desgaste provocado pela mastigação durante toda a vida do animal – diferentemente dos peixes e de inúmeros répteis, por exemplo, que trocam dentes ao longo da vida.
Por serem muito duros e resistentes, os dentes são os restos do esqueleto mamífero com maiores chances de preservação após a morte do animal. Com frequência, são os únicos a permanecer intactos por tempo suficiente para ter chance de fossilizar. Há muitos exemplos de espécies extintas de mamíferos, inclusive de ancestrais do ser humano, descritas com base em um único canino ou molar.

A singularidade e a incompletude do pré-molar de Brasilestes impedem que os pesquisadores distinguam com absoluta confiança a qual grupo de mamíferos a espécie pertencia. Sabe-se que o dente saiu da boca de um tério, ou seja, de um membro do grande grupo que congrega marsupiais e placentários.

Muito embora não haja evidências suficientes para sustentar a inclusão de Brasilestes em um grupo ou outro, ainda assim os especialistas têm a impressão, sem afirmar categoricamente, de que Brasilestes teria sido placentário. E isto é completamente inusitado.
Há atualmente três grandes grupos de mamíferos: placentários, marsupiais e monotremados. Os três grupos evoluíram no Mesozoico. Porém, naquele tempo, estavam longe de ser as únicas formas de mamíferos. Havia diversos outros grupos, como os multituberculados comuns no hemisfério Norte, e grupos típicos do hemisfério Sul, como meridiolestídeos e gonduanatérios – alusão ao Gondwana, o antigo supercontinente austral que reunia América do Sul, África, Índia, Austrália e Antártica.

Desde o início dos anos 1980, quando começaram a ser achados os primeiros fósseis de mamíferos mesozoicos na Patagônia argentina ( hoje são conhecidas cerca de 30 espécies, as únicas do continente até o anúncio de Brasilestes), jamais se descobriu nada remotamente parecido com o dentinho brasileiro.

“Quando mostrei o fóssil de Brasilestes ao paleontólogo Edgardo Ortiz-Jaureguizar, do Museu de La Plata, ele ficou muito surpreso, afirmou nunca ter visto nada parecido, e correu para mostrar o fóssil a outro especialista daquela instituição, Francisco Goin”, disse Castro. “A reação foi idêntica. Goin afirmou que Brasilestes não se parecia com nenhum outro mamífero mesozoico achado na Argentina – vale dizer, na América do Sul.”

Entre as cerca de 30 espécies de mamíferos mesozoicos argentinos, há meridiolestídeos, gonduanatérios e até mesmo, suspeita-se, um ou outro multituberculado. Mas nenhum marsupial nem placentário. Os fósseis desses dois grupos só começam a surgir no registro fóssil sul-americano após a extinção em massa que exterminou com os dinossauros há 66 milhões de anos, evento que põe fim ao Mesozoico e dá início à era atual, o Cenozoico.

Até a descoberta de Brasilestes, os únicos vestígios de mamíferos mesozoicos no Brasil se resumiam a centenas de trilhas e pegadas deixadas por criaturas desconhecidas que caminhavam há 130 milhões de anos sobre as dunas do antigo deserto Botucatu, que cobria o interior de São Paulo. A superfície de tais dunas, solidificada, chegou aos nossos dias sob a forma de lajes de arenito onde se veem as antigas pegadas.

Em 1993, Reinaldo José Bertini, professor na Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Rio Claro, chegou a anunciar a descoberta de um fragmento de mandíbula de mamífero portando um único dente – e muito menor que o pré-molar de Brasilestes. Bertini, porém, não publicou um estudo minucioso daquele fóssil, nomeando assim uma nova espécie.

“Temos assim que Brasilestes, além de ser o primeiro mamífero descrito para o Mesozoico brasileiro, também é um dos poucos mamíferos mesozoicos descobertos em regiões mais centrais da América do Sul, dado que os fósseis argentinos foram achados em formações geológicas na Patagônia, portanto no sul do continente”, disse Langer.
“Não bastasse isso, Brasilestes difere de tudo o que se encontrou antes dele, indicando que possivelmente mamíferos placentários habitavam a América do Sul entre 87,8 milhões e 70 milhões de anos atrás”, disse Langer.
O mais inusitado é que o mamífero mesozoico com pré-molares mais parecidos com os do Brasilestes viveu do outro lado do mundo, na Índia, entre 70 milhões e 66 milhões de anos atrás.

Chamava-se Deccanolestes. Nenhuma outra criatura do registro fóssil mundial guarda tamanha semelhança com Brasilestes.

O que dois membros da mesma linhagem estariam vivendo em regiões tão afastadas e não conectadas? Há cerca de 100 milhões de anos, ao mesmo tempo em que a América do Sul e a África acabavam de se separar definitivamente com a abertura do Atlântico Sul, a Índia cortava suas amarras do Gondwana e começava a vagar pelo oceano Índico.
Isso implica que, até pelo menos 100 milhões de anos atrás, ancestrais de Brasilestes e Deccanolestes povoavam o supercontinente Gondwana. Ou seja, a linhagem de Brasilestes e Deccanolestes é muito mais antiga do que a idade de seus respectivos fósseis: entre 87 milhões e 70 milhões de anos para Brasilestes, e entre 70 milhões e 66 milhões de anos para Deccanolestes.

“A descoberta de Brasilestes suscita muito mais dúvidas do que respostas sobre a biogeografia dos mamíferos mesozoicos sul-americanos. Graças a Brasilestes, descobrimos que a história dos mamíferos de Gondwana é mais complexa do que se supunha”, disse Langer.
Disso podem brotar novas hipóteses e surgir novas linhas de investigação. Quem sabe, por exemplo, futuras pesquisas disparadas a partir da descoberta de Brasilestes não venham a desvendar a origem ainda desconhecida de um grupo típico da América do Sul: os xenartros, a ordem dos tatus, tamanduás e preguiças? Por sinal, a especialidade de Mariela Castro é a história evolutiva dos xenartros.

“Um traço interessante do pré-molar de Brasilestes é a espessura do seu esmalte, superfino, com apenas 20 mícrons. O esmalte de Brasilestes é o mais fino para os dentes de quaisquer mamíferos do Cretáceo no registro fóssil.

A maioria dos dentes de mamíferos mesozoicos tem esmalte com espessuras entre 100 e 300 micrômetros”, disse Castro.
“Entre os xenartros, conhecem-se dezenas de espécies viventes e centenas de extintas. Somente três possuem esmalte. Dois tatus extintos e o tatu-galinha (Dasypus novemcinctus), o único xenartro vivente com esmalte.

A microestrutura do esmalte do pré-molar de Brasilestes e dos pré-molares do tatu-galinha é muito parecida”, disse.
Segundo a paleontóloga, “a evidência do relógio molecular sugere que a linhagem dos xenartros surgiu há pelo menos 85 milhões de anos. Porém os fósseis mais antigos de tatus, achados no Rio de Janeiro, têm cerca de 50 milhões de anos”.
Embora seja bastante sugestivo imaginar Brasilestes como um antigo xenartro, ainda é muito cedo para fazer qualquer afirmação nesse sentido.

“Embora a idade e a proveniência de Brasilestes coincidam com hipóteses moleculares para a origem dos xenartros, a inferência da afinidade taxonômica é prematura diante das diferenças morfológicas entre o dente de Brasilestes e os dentes de tatus”, disse.

Langer concorda. “Só temos um único fóssil de Brasilestes. Seu registro é por demais incompleto para extrair novas conclusões”, disse.

Como nunca antes de Brasilestes foram encontrados fósseis de mamíferos mesozoicos no Brasil, isso pode significar que tais fósseis são raros ou de difícil preservação. “Quem sabe um dia encontremos novos fósseis de Brasilestes que ajudem a entender melhor sua história. Pode levar décadas”, disse Langer.

O artigo A late Cretaceous mammal from Brazil and the first radioisotopic age for the Bauru Group, de Castro MC, Goin FJ, Ortiz-Jaureguizar E, Vieytes EC, Tsukui K, Ramezani J, Batezelli A, Marsola JCA e Langer MC, está publicado pela Royal Society Open Science em
http://rsos.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rsos.180482.

 

RESUMO

MAMÍFEROS

O desaparecimento dos grandes répteis, há dezenas de milhões de anos, na era mesozoica, assinalou o começo da ascensão de pequenos animais, tímidos e ariscos -- os mamíferos -- que, ao contrário do que se poderia supor, tornaram-se os herdeiros dos imponentes sáurios que até então haviam reinado como senhores absolutos na Terra. Ao longo de centenas de séculos, esses animais diversificaram-se assombrosamente e progrediram em todos os meios, tanto nos oceanos (onde alguns, como a baleia azul e o cachalote alcançaram enorme tamanho) como em terra firme (com espécies da estatura do elefante) e também no ar.

Características anatômicas e fisiológicas
 
Os mamíferos são animais vertebrados homeotérmicos, ou seja, sua temperatura interna mantém-se constante dentro de certos limites, independentemente da temperatura ambiente, assim como se dá com as aves. Descendente dos répteis, essa grande classe zoológica apresenta as seguintes características: uma formação tegumentária (de tecidos) típica; o pelo, que protege a pele e isola o animal do frio; e as chamadas glândulas mamárias ou mamas, presentes nas fêmeas. Essas mamas produzem uma secreção líquida rica em gorduras e proteínas, o leite, com o qual as fêmeas alimentam suas crias nas primeiras fases do desenvolvimento.

A distribuição, tamanho e cor do pelo variam amplamente de um grupo de mamíferos para outro: em alguns, como nas baleias, desapareceu quase por completo; em outros, como nos elefantes, é muito escasso; e em certas espécies, como no boi almiscarado e no iaque, a pelagem é longa e densa. Algumas espécies, habitantes de zonas frias, apresentam dois tipos distintos de pelagem: uma de inverno, mais clara e densa, e outra de verão, mais escura. Vários mamíferos apresentam manchas no pêlo, muitas vezes de grande beleza, como ocorre com certos felídeos e antílopes, e com as girafas, as zebras etc. A cor e a disposição dessas manchas, que chamam atenção fora de seu ambiente, contribuem para disfarçar a silhueta do animal quando em seu habitat natural, facilitando a camuflagem.

Certos mamíferos, como os pangolins e os tatus, têm o corpo revestido por um conjunto de escamas córneas em forma de armadura, o que constitui excelente proteção, dada a extrema dureza dessas estruturas. Além disso, aparecem nos mamíferos outros tipos de formação tegumentária, como as garras, grandes e afiadas nos felídeos maiores; os cascos dos ungulados, que possibilitam a corrida rápida, com que escapam dos predadores; e os chifres e galhadas, muito variados quanto à forma e estrutura, desde o chifre fibroso e permanente do rinoceronte até as formações de tecido conjuntivo dos veados, providas de numerosas ramificações que caem e se renovam todos os anos.
Na pele dos mamíferos existem muitas glândulas, desde as mamárias, muito especializadas e que alcançam notável desenvolvimento, até as odoríferas. Estas últimas variam em sua localização nas diferentes espécies: nos veados, encontram-se nos olhos; nos porcos e javalis, nos cascos; em muitos roedores, perto dos órgãos genitais; e nos castores e gambás, perto do ânus. Entre as várias funções das glândulas odoríferas destacam-se a marcação de território, a comunicação com outros membros da espécie, a atração sexual e a defesa.
Uma característica fundamental da fisiologia dos mamíferos é sua homeotermia: a capacidade de manter estável a temperatura corporal, de forma que não se produzam grandes oscilações, independentemente das alterações da temperatura ambiente. Essa capacidade deve-se à presença de diversos mecanismos termorreguladores, tais como o tremor, que consiste em contrações musculares involuntárias que geram calor quando a temperatura exterior cai; a vasoconstrição, ou estreitamento do calibre dos vasos sangüíneos, que evita a perda de calor; a sudorese ou secreção de soluções salinas -- que não se registra em alguns mamíferos, como os cetáceos e os sirênios, por não possuírem glândulas sudoríparas; e a vasodilatação, ou aumento do calibre dos vasos, sendo essas últimas empregadas para reduzir a temperatura corporal quando sobe a temperatura ambiente.
Além desses meios termorreguladores, existem outros, como a hibernação e a letargia, pelas quais a atividade do animal decresce de forma considerável, possibilitando que ele passe o inverno com um gasto de energia mínimo. As migrações, a construção de abrigos e tocas etc., são outros recursos, nesse caso determinados pelo comportamento, para enfrentar condições ambientais adversas.
Ainda que a estrutura do esqueleto corresponda a um padrão geral cujas características básicas estão presentes em todos os mamíferos, existem variações quanto ao número de vértebras (com exceção das cervicais, que mantêm uma constância notável na imensa maioria dos grupos) e de costelas, assim como na forma e número dos ossos dos dedos etc. Caso específico é o dos marsupiais, nos quais aparece, à altura da cintura pélvica, os chamados epipúbis, ossos exclusivos desse grupo, que servem para sustentar o marsúpio, ou bolsa marsupial, onde os filhotes completam seu desenvolvimento.
A morfologia e configuração das extremidades difere nos grupos, devido à adaptação a uma ampla gama de meios ecológicos. Assim, nos morcegos, os dedos das extremidades anteriores alongaram-se de maneira considerável e, ao longo da evolução, desenvolveu-se uma membrana que permite que esses animais voem. Os cetáceos e os sirênios (por exemplo, os manatis ou peixes-bois, que, apesar do nome, não são peixes, e sim mamíferos), como conseqüência de sua colonização em meio aquático, tiveram as extremidades anteriores transformadas em nadadeiras, mais adequadas para a natação, e perderam as posteriores. Modificações similares experimentaram os pinípedes (focas e morsas, entre outros), por motivos análogos.

Os mamíferos terrestres apresentam variações no ponto distal de suas extremidades (porção mais distante do eixo do corpo), relacionadas com o tipo de marcha em que se especializaram os diferentes grupos. Assim, alguns, como os primatas e os ursos, são plantígrados (apóiam toda a planta do pé ao andarem); os cães, raposas, hienas, felídeos e vários outros são digitígrados (apóiam somente os dedos, sendo melhores corredores que os plantígrados); e, por último, os ruminantes -- javalis, rinocerontes e outros herbívoros -- são ungulígrados (o último osso do dedo é rodeado por uma formação córnea especial denominada casco). Os ungulígrados ou ungulados apresentam redução no número de dedos, que pode ser par, como nos artiodáctilos (veados, bois etc.) ou ímpar, como nos perissodáctilos (antas, cavalos). Nos eqüídeos, entre os quais se inclui o cavalo, houve a maior redução, restando apenas um dedo (casco) por extremidade.

A dentição também varia segundo os grupos e o tipo de alimentação a que se habituaram. Enquanto alguns mamíferos, como as baleias, carecem de dentes e mostram em seu lugar uma série de barbatanas ou lâminas especializadas na filtragem do plâncton, outros, como os carnívoros, contam com incisivos e caninos de grande tamanho e poderosos molares providos de uma proeminência para mastigar melhor a carne de suas presas. Nos herbívoros, adquirem especial relevância os molares e pré-molares com amplas superfícies de mastigação, para a trituração da erva e dos tecidos vegetais que constituem sua dieta.
A maior parte dos mamíferos apresenta duas dentições: uma, característica do primeiro período de vida, denominada de leite; e outra, a dentição permanente, que substitui a anterior. Entre as exceções, destacam-se o ornitorrinco, os cachalotes e as preguiças, nos quais só se registra uma dentição. Os animais desse grupo recebem o nome de monofiodontes, em contraposição aos mamíferos com duas dentições ou difiodontes.
Diferentes tipos de dieta impõem, logicamente, variações no sistema digestivo. Os mamíferos herbívoros requerem, para um melhor aproveitamento da erva e dos produtos vegetais que consomem, longos intestinos e, como ocorre com os ruminantes, estômagos especiais integrados por várias cavidades, cada uma das quais com uma função específica na digestão. Essas cavidades se denominam: rume ou pança; retículo ou barrete; folhoso; e coalheira ou coagulador. A verdadeira digestão se realiza na coalheira, já que as outras são câmaras onde se armazena e filtra o alimento.

Os principais órgãos do aparelho respiratório dos mamíferos, onde se verifica o intercâmbio gasoso entre o sangue e o meio exterior, são os pulmões, formados por lobos constituídos de pequenas cavidades ou alvéolos, percorridos por uma densa rede de capilares sangüíneos. O ar procedente do exterior chega até os alvéolos por meio de uma série de condutos, como a faringe, a laringe, a traquéia, os brônquios e os bronquíolos.
A circulação é dupla (existe um circuito pulmonar e outro que percorre o resto do organismo) e, nela, o sangue arterial e o venoso não se misturam. O coração, como ocorre também nas aves, divide-se em quatro compartimentos: dois superiores (aurículas) e dois inferiores (ventrículos).
Os mamíferos possuem um sistema nervoso completo e muito desenvolvido, responsável por suas diferentes possibilidades de comportamento, apresentando, em muitos casos, elevada capacidade para o aprendizado e a relação com outros indivíduos de sua espécie. Destaca-se, por sua importância, a evolução do encéfalo, em cuja superfície externa se forma o córtex cerebral, verdadeiro centro de associação de impulsos nervosos, que alcança sua máxima perfeição no homem.

Na imensa maioria das espécies atuais, a reprodução se caracteriza pela formação, dentro do corpo da fêmea, de uma placenta, estrutura orgânica que põe em contato o embrião e o útero materno e através da qual se efetua a alimentação embrionária. Alguns mamíferos, como os ornitorrincos, são ovíparos, ou seja, reproduzem-se por ovos, enquanto outros, caso dos marsupiais, são providos de uma bolsa ou marsúpio, onde a cria completa seu desenvolvimento.
Classificação
A classe dos mamíferos se subdivide, segundo as características anteriormente mencionadas, em três grandes subclasses: a dos prototérios, ovíparos; a dos metatérios, formada pelos marsupiais; e a dos eutérios ou placentários, com 16 ordens.

Prototérios ou mamíferos ovíparos. A subclasse dos mamíferos prototérios, a mais arcaica, é constituída por uma única ordem, a dos monotremados, de que fazem parte o eqüidna e o ornitorrinco, um singular animal aquático da Austrália que possui bico plano, cauda semelhante à do castor e patas curtas e fortes. Os monotremados caracterizam-se por ter uma cloaca em que desembocam tanto o tubo digestivo como as vias urinárias e os condutos genitais.

Metatérios ou mamíferos marsupiais. Os marsupiais se acham confinados, em sua maioria, na Austrália, Nova Zelândia e Nova Guiné, com exceção de algumas espécies, como as sarigüéias, encontradas na América do Norte e grande parte da América do Sul, e outras como a cuíca-d"água, sul-americana. São marsupiais os coalas, diabos-da-tasmânia e cangurus, entre outros. Esses animais adaptaram-se a diversos tipos de habitats, do arborícola ao terrestre, passando pelo aquático.

Eutérios ou mamíferos placentários. A subclasse mais importante dos mamíferos é a dos eutérios ou placentários, tanto pelo número de espécies quanto pelo desenvolvimento, diversidade de adaptações e distribuição que alcançaram. Dos oceanos e águas continentais ao espaço aéreo, das montanhas e regiões polares aos desertos, estepes, savanas, selvas e bosques, não existe um habitat a que não se tenha adaptado de um modo ou de outro alguma espécie de mamífero placentário.
Esses animais cobrem uma ampla gama de ecossistemas e formas de vida: há os planadores como os dermópteros (Cynocephalus volans e Galeopterus variegatus) ou autênticos voadores, como os quirópteros (morcegos e vampiros); aquáticos como os cetáceos (baleias e golfinhos, entre outros), os sirênios (manatis e dugongos) ou os pinípedes (subordem dos carnívoros que compreende focas, morsas etc.); arborícolas, como a maioria dos primatas, preguiças e outros; cavadores, como muitos roedores, lagomorfos (coelhos) e insetívoros (toupeiras); herbívoros corredores, como cavalos, zebras, antílopes e muitos outros; grandes fitófagos (de dieta vegetariana) de corpo volumoso e maciço, como os elefantes, rinocerontes e hipopótamos; e ferozes carnívoros, entre os quais os mais poderosos felídeos, como o leão e o tigre.
Os mamíferos placentários se subdividem nas seguintes ordens: dermópteros, tubulidentados, folídotos, hiracoídeos, sirênios, cetáceos, proboscídeos, artiodáctilos, perissodáctilos, roedores, lagomorfos, carnívoros, insetívoros, quirópteros, edentados (ou desdentados) e primatas.
Entre essas ordens, as menores, tanto pelo reduzido número de espécies que incluem como por sua distribuição restrita, são a dos dermópteros, de pequeno tamanho, vegetarianos e planadores, como os lêmures voadores ou colugos; a dos tubulidentados, como o aardvark ou oricteropodídeo, noturno e próprio da savana africana; a dos folídotos, ou pangolins, com o corpo coberto de placas; e a dos hiracoídeos, pequenos e parecidos com os roedores.
Os mamíferos aquáticos compreendem duas ordens: a dos sirênios, de corpo fusiforme e maciço, como os manatis e dugongos; e a dos cetáceos, com as extremidades anteriores transformadas em nadadeiras e as posteriores inexistentes ou muito reduzidas, da qual fazem parte o golfinho, o narval, as baleias e os cachalotes.
Os herbívoros terrestres de tamanho médio ou grande pertencem em sua maioria a uma das três ordens seguintes: a dos proboscídeos, com tromba ou probóscide, como os elefantes; a dos artiodáctilos, com número par de dedos, que conta com numerosas famílias e espécies, entre estas o javali, o porco, o hipopótamo, o camelo, as lhamas, os veados, o alce, a rena, o gamo, a girafa, os antílopes, a ovelha, a cabra, a vaca, o bisão e o búfalo; e a dos perissodáctilos, com número ímpar de dedos, da qual alguns representantes, como o cavalo ou a zebra, são perfeitamente adaptados para corridas, enquanto outros, como os rinocerontes, são corpulentos e maciços.

Os roedores e lagomorfos apresentam muitas características semelhantes, a ponto de, até pouco tempo, serem englobados numa mesma ordem. No entanto, certos detalhes de sua dentição fizeram com que fossem separados em duas ordens. Os lagomorfos incluem coelhos e lebres, e os roedores constituem um grupo muito diversificado que alcançou elevado grau de evolução, com espécies como o rato comum, o hamster, os esquilos, o gerbo, a chinchila, a cobaia e a capivara. Esta última, sul-americana, é o maior dos roedores.
A ordem dos carnívoros engloba famílias conhecidas como a dos felídeos (tigre, leão, leopardo, puma, jaguar ou onça, lince etc.) e a dos canídeos (cão, lobo, coiote, chacal). A essa ordem pertencem também os ursos, a hiena, o mangusto, a doninha, o arminho, o texugo e o rato.
Os insetívoros são mamíferos pequenos, entre os quais encontram-se o ouriço e a toupeira, esta última grande cavadora. Os quirópteros são placentários voadores, muitos dos quais capturam insetos no ar por ecolocalização (emissão de ultra-sons que se refletem ao alcançar a presa e são captados pelo animal); outros são frugívoros (alimentam-se de frutas) ou ainda hematófagos (sugadores de sangue). No grupo dos desdentados estão as preguiças e tatus sul-americanos e o urso formigueiro.

A última ordem, a dos primatas, compreende os prossímios (lêmures, lóris, gálagos) e os símios ou antropóides. Estes, por sua vez, estão agrupados em catarrinos, ou macacos do Velho Mundo, com os orifícios nasais abertos para baixo, como o mandril, o babuíno, o macaco, o gibão, o orangotango, o gorila e o chimpanzé; e platirrinos, ou macacos americanos, com um septo nasal largo e orifícios nasais abertos para a frente, como o macaco-aranha, o sagüi, o macaco uivador, o uacari etc.