Respirar com a ajuda das costelas parece tão natural que dá até para esquecer que isso foi uma “invenção” da evolução. O peito se expande, os pulmões se enchem e o oxigénio entra - sem engolir ar, sem bombear pela garganta e sem depender de uma pele húmida para trocar gases com o ambiente. Só que esse modo de respirar, guiado pelas costelas, precisou começar em algum momento.
Um novo estudo publicado na revista Nature aponta um candidato inesperadamente pequeno entre os primeiros pioneiros desse mecanismo: Captorhinus aguti, um amniota de aparência semelhante à de um pequeno lagarto que viveu há cerca de 289 milhões de anos.
O fóssil foi encontrado mumificado num sistema de cavernas em Oklahoma e guarda algo que os paleontólogos quase nunca conseguem observar nessa idade geológica: além dos ossos, há pele, cartilagem e até vestígios de proteínas antigas.
Em conjunto, esses tecidos mostram o exemplo mais antigo conhecido de respiração costal em amniotas - o grupo que inclui répteis, aves, mamíferos e os seus ancestrais comuns - ajudando a esclarecer como essa linhagem passou a respirar.
Fóssil mumificado de Captorhinus aguti
O exemplar de Captorhinus aguti veio de Richards Spur, uma localidade em Oklahoma bem conhecida entre paleontólogos pelo registo denso de animais terrestres do fim do Paleozoico. O conjunto de cavernas ali revelou um retrato incomumente diverso da vida daquele período.
O que tornou este achado especial foi a forma como o ambiente conservou o corpo: circunstâncias como lama pobre em oxigénio e a presença de hidrocarbonetos ajudaram a impedir que os tecidos colapsassem e se decompusessem.
Assim, em vez de um vestígio achatado, os cientistas encontraram algo mais próximo de uma “múmia” natural - um animal pequeno preservado numa postura realista, com um dos braços dobrado sob o corpo.
Para analisar o fóssil sem o danificar, a equipa recorreu à tomografia computadorizada por nêutrons (nCT) numa instalação na Austrália, o que permitiu observar através da rocha ao redor como se estivessem a fazer um exame médico.
Padrão de pele em “sanfona”
À medida que os grupos avançaram na interpretação dos dados de varrimento, ficou claro que havia muito mais do que ossos.
“Comecei a ver todas essas estruturas envoltas nos ossos. Eram muito finas e texturizadas. E, para minha surpresa, havia uma boa camada de pele envolvendo o tronco deste animal”, disse Ethan Mooney, que co-liderou o estudo enquanto trabalhava no laboratório do professor Robert R. Reisz, na Universidade de Toronto.
“A pele escamosa tem uma textura maravilhosa, parecida com uma sanfona, com faixas concêntricas cobrindo grande parte do corpo, do tronco até ao pescoço.”
Esse padrão em “sanfona” chama atenção porque lembra as escamas flexíveis, em anéis, vistas hoje em répteis escavadores, como as anfisbênias.
Uma arquitectura corporal desse tipo permite que o animal se dobre e se torça sem rasgar a pele - mas a pele não era o principal tesouro revelado pelo fóssil.
Ligação humana com Captorhinus aguti
Os pesquisadores analisaram três espécimes de Captorhinus aguti e, no conjunto, eles conservaram um grupo de estruturas torácicas que quase nunca aparece em fósseis tão antigos.
Num dos exemplares, a equipa identificou um esterno cartilaginoso segmentado, costelas associadas ao esterno, costelas intermédias e elementos de ligação que conectam a caixa torácica à região do ombro.
Essa combinação é importante porque permite aos cientistas reconstituir algo que, normalmente, o tempo apaga: como o aparelho respiratório completo era montado num amniota primitivo.
“Propomos que o sistema encontrado em Captorhinus representa a condição ancestral do tipo de respiração assistida pelas costelas presente em répteis, aves e mamíferos actuais”, afirmou Reisz.
Dessa forma, este pequeno réptil do Permiano pode revelar o arranjo básico que mais tarde foi refinado até se tornar a mecânica respiratória que sustenta desde um lagarto a correr até uma ave em voo - e um ser humano a dar um sprint.
A respiração mudou a vida em terra
Antes dos amniotas, os vertebrados terrestres dominantes eram animais semelhantes a répteis que conseguiam respirar em parte pela pele e usavam um método de bombeamento com boca e garganta para levar ar aos pulmões.
Esse sistema funciona, mas não é o mais adequado para animais que precisam ser muito activos em terra.
A respiração costal - na qual músculos entre as costelas expandem e comprimem a cavidade do tórax - é mais eficiente. Ela consegue puxar mais ar, realizar trocas gasosas de modo mais eficaz e sustentar níveis mais altos de actividade.
“Foi uma mudança decisiva que permitiu a esses animais adoptar um estilo de vida muito mais activo”, disse Mooney.
Essa capacidade extra de obter oxigénio também pode ajudar a explicar um padrão histórico mais amplo. Depois que os amniotas - incluindo os primeiros ancestrais dos répteis - passaram a ter ferramentas para viver e respirar com mais potência em terra, diversificaram-se rapidamente e, por fim, tornaram-se os vertebrados terrestres dominantes.
Proteínas antigas ainda persistem
O fóssil não preservou apenas a anatomia. Com espectroscopia infravermelha baseada em síncrotron, os pesquisadores também detectaram remanescentes de proteínas originais no osso, na cartilagem e na pele.
“A descoberta de remanescentes de proteínas é excepcional e amplia drasticamente o nosso entendimento do que é possível em termos de preservação de tecidos moles no registo fóssil”, afirmou Mooney.
Isso é relevante porque fósseis do Paleozoico, em geral, são antigos demais para manter qualquer coisa semelhante a moléculas orgânicas originais.
O estudo sugere que, sob as condições certas, o registo fóssil pode guardar pistas bioquímicas de um passado muito mais profundo do que os cientistas supunham.
Lições de Captorhinus aguti
Captorhinus não era um gigante do tamanho de um dinossauro nem um esqueleto dramático de “elo perdido”. Era pequeno, comum e provavelmente o tipo de animal que, um dia, correu pelo sub-bosque sem chamar atenção.
No entanto, graças a uma preservação extraordinária, agora ajuda a explicar algo fundamental. O fóssil mostra como os amniotas iniciais transformaram a respiração num motor poderoso para a vida em terra - e como esse mesmo projecto básico continua a comandar a subida e a descida das nossas próprias costelas todos os dias.
O estudo completo foi publicado na revista Nature.
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