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Como os seres vivos passaram a andar em duas pernas?

#Farol de Notícias (Atualidades científicas que foram destaque na semana)

Analisando origem evolutiva da cabeça femoral dos dinossauros, pesquisadores explicam como eles passaram a andar sobre duas pernas

O clado Dinosauria abrange dinossauros, sendo os pássaros os únicos “dinossauros” existentes atualmente e tendo o grupos dos crocodilianos (exemplos: jacarés e crocodilos) como os seus parentes mais próximos. Um clado é um tipo de agrupamento que inclui um ancestral comum e todos os descendentes desse ancestral – vivos e extintos.

Para análises de evolução e diversificação dos dinossauros e das aves, a posição do osso fêmur tem sido central nas discussões, já que a forma de locomoção desses animais está diretamente relacionada à sua evolução. Isso se deve ao fato de que o aparecimento de seres bípedes é mais recente na história evolutiva desse clado. No entanto, existe um aparente conflito no que diz respeito à origem evolutiva da cabeça femoral dos dinossauros, com dados neontológicos (de seres ainda vivos) e paleontológicos (de organismos fósseis) sugerindo hipóteses aparentemente contraditórias.

O trabalho realizado por pesquisadores da Universidade de Yale e publicado em agosto de 2022 na revista Proceedings of The Royal Society B resolveu este conflito, mostrando como se deu a evolução do fêmur para permitir a locomoção bípede.

A pesquisa se deu a partir de análises das mudanças evolutivas na cabeça femoral – local onde o fêmur superior se conecta ao osso do quadril – de vários dinossauros, répteis primitivos e aves.

Existem duas hipóteses conflitantes para a formação da estrutura da cabeça femoral dos dinossauros mudar a ponto de permitir a locomoção bípede: 1) propõe o crescimento mediano da região medial da extremidade proximal sem torção (hipótese do crescimento), assim a cabeça femoral tinha uma saliência que reorientava as pernas; 2) propõe a torção da extremidade proximal contra a região mais distal por meio da torção do corpo femoral (hipótese da torção), nessa hipótese a cabeça femoral que se torcia para dentro ao longo do tempo. Enquanto a embriologia (neontologia) sustenta a hipótese do crescimento, a paleontologia sustenta a hipótese da torção. Ambas as hipóteses sobre a origem das alterações da cabeça femoral encontram respaldo em animais modernos.

A teoria da torção pode ser verificada nos primeiros dinossauros e crocodilos modernos; já a teoria do crescimento foi vista em dinossauros e aves posteriores.

dinossauros
À esquerda está o esquema gráfico da hipótese do crescimento, enquanto à direita está o esquema gráfico da hipótese da torção. Fonte: Adaptado de Egawa et al., 2022.

Diante disso, ao analisar embriões de parentes existentes do clado dos dinossauros (as aves e os crocodilianos) e o registro fóssil, os pesquisadores construíram a complexa história evolutiva da cabeça femoral dos dinossauros – uma história na qual a morfologia adulta que evoluiu continuamente foi reconstruída para ser fundamentada por diferentes processos morfogenéticos (relativo às informações genéticas que levam a diferenciação  e desenvolvimento de tecidos).

As análises foram feitas a partir de imagens 3D das estruturas ósseas. A partir dessas análises, os pesquisadores fizeram uma descoberta surpreendente em sua área: as evidências mostram que ambas as hipóteses ocorrem juntas. As evidências permitiram que os pesquisadores sugerissem que a linhagem aviária adquiriu primeiro o fenótipo (conjunto de características observáveis de um organismo)  que é justificado pela hipótese da torção peramórfica e, secundariamente,  o fenótipo que a hipótese do crescimento sustenta.

O professor da Universidade de Yale, Bhart-Anjan S. Bhullar, declarou que o fêmur é uma parte crítica da anatomia dos dinossauros e ele explica que “As cabeças femorais voltadas para dentro são necessárias para uma locomoção bípede rápida e eficaz”. Bhullar conclui “O desenvolvimento embrionário dessa característica óssea mudou completamente. Sendo um tipo de mudança oculta no desenvolvimento que pode ser mais comum do que pensamos na evolução, e deve servir para alertar contra a ideia amplamente difundida de que as características que se desenvolvem de forma diferente devem ter evoluído separadamente”.

 

Colaboração: Iasmin Cartaxo Taveira sobre a autora

Iasmin Taveira queria ser cientista desde criança e acredita que tornar o conhecimento acessível é o melhor jeito de promover desenvolvimento social. É Biotecnologista pela UFPB, mestre e doutoranda em bioquímica na FMRP/USP.

 

Fontes:

Artigo científico intitulado “The dinosaurian femoral head experienced a morphogenetic shift from torsion to growth along the avian stem”, publicado na revista Proceedings of The Royal Society B em 2022, de autoria de Egawa e colaboradores. https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2022.0740#d1e1635

Matéria no site Olhar Digital, intitulada “Como andamos em duas pernas? Cientistas respondem”, publicada em 29/11/2022.  https://olhardigital.com.br/2022/11/29/ciencia-e-espaco/cientistas-analisam-o-femur-de-varios-animais-para-entender-como-eles-se-tornaram-bipedes/

Matéria no site Wikipédia, intitulada “Dinossauros”, acesso em 30/11/2022.  https://pt.wikipedia.org/wiki/Dinossauros#Classifica%C3%A7%C3%A3o

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