Uma criatura marinha extinta, semelhante a uma fita e com o tamanho aproximado de uma mão humana, foi um dos primeiros animais a evoluir um precursor de uma coluna vertebral. Cientistas recentemente identificaram o cordão nervoso do animal usando um truque inusitado: eles viraram seus fósseis de cabeça para baixo.
O paleontólogo Charles Doolittle Walcott encontrou pela primeira vez fósseis de Pikaia nos depósitos de xisto Burgess na Colúmbia Britânica, datados de 508 milhões de anos atrás, e os descreveu em um tratado de 1911. O animal media aproximadamente 16 centímetros de comprimento e tinha um corpo achatado e sinuoso, e uma pequena cabeça, com dois tentáculos e franjada com brânquias externas. Estas foram originalmente consideradas como pernas rudimentares, então o animal foi posicionado com essas estruturas voltadas para baixo.
Em 2012, após décadas estudando fósseis de Pikaia, pesquisadores descreveram suas estruturas internas fossilizadas em grande detalhe. Eles identificaram um longo fio perto da barriga como um vaso sanguíneo e nomearam uma estrutura tridimensional em forma de salsicha, localizada abaixo das costas do animal, como um órgão dorsal, possivelmente usado para suporte interno, embora tal órgão fosse anatomicamente diferente de qualquer coisa vista em fósseis ou em animais vivos.
No entanto, uma análise recente dos fósseis de Pikaia por outra equipe de cientistas, publicada em 11 de junho na revista Current Biology, reverteu essa visão e todos os outros estudos anteriores sobre Pikaia.
De acordo com os pesquisadores, as interpretações anatômicas anteriores posicionaram o animal de cabeça para baixo. O chamado órgão dorsal estava, na verdade, localizado na barriga e era o intestino de Pikaia. O presumido vaso sanguíneo era um cordão nervoso dorsal, uma característica associada ao grupo de animais conhecido como cordados, no filo Chordata.
Todos os cordados, como vertebrados, anfioxos e tunicados, ou ascídias, em algum momento de suas vidas têm uma estrutura nervosa flexível em forma de haste chamada notocorda em suas costas. Um cordão nervoso tubular dorsal também é uma característica dos cordados.
Pikaia foi inicialmente considerado um verme, depois foi classificado como um tipo primitivo de cordado, com base em características como formas de certos músculos e a posição de seu ânus. Mas os especialistas não tinham certeza sobre onde exatamente Pikaia pertencia na árvore genealógica dos cordados.
Com a descrição de um cordão nervoso dorsal, Pikaia agora pode ser considerado parte da linhagem fundamental de todos os cordados, embora não tenha descendentes diretos vivos hoje, relataram os autores do estudo.
Inverter Pikaia “esclarece muitas coisas”, disse o biólogo evolucionista Jon Mallatt, professor clínico na Universidade de Idaho (EUA). Mallatt, que não participou da nova pesquisa, publicou um artigo sobre Pikaia em 2013, trabalhando a partir da posição corporal estabelecida (e de cabeça para baixo).
Em retrospectiva, a verdade estava “escondida à vista de todos”, e a inversão na orientação resolve questões sobre por que o suposto vaso sanguíneo e a estrutura dorsal de Pikaia conflitavam com características anatômicas estabelecidas em outros cordados, disse Mallatt.
“Pikaia de repente se tornou muito menos estranha”, afirmou ele.
Nova Orientação
Reavaliar qual era o lado correto de Pikaia começou anos atrás com um coautor do novo estudo, Jakob Vinther, professor de macroevolução na Universidade de Bristol, no Reino Unido, disse Giovanni Mussini, autor principal do estudo, pesquisador e doutorando no departamento de ciências da Terra na Universidade de Cambridge, no Reino Unido.
Havia várias razões para revisitar interpretações anteriores dos fósseis, Mussini disse à CNN. Por um lado, havia o enigma do que os cientistas acreditavam ser a posição do órgão dorsal. Sua localização — perto do que supostamente era as costas de Pikaia — aparentemente descartava a possibilidade de que o órgão pudesse ser um intestino.
No entanto, uma vez que Pikaia foi virada de cabeça para baixo, a localização e as características do órgão fizeram mais sentido anatomicamente. Ele se ampliava e se estendia até a faringe do animal, a região da garganta onde um intestino normalmente se conecta a uma boca. Seu status tridimensional podia ser explicado pela presença de tecidos quimicamente reativos — marcas registradas de um intestino. Em outros fósseis do xisto Burgess, íons abundantes e compostos reativos, que são tipicamente encontrados em tecidos intestinais, fazem com que estruturas digestivas se mineralizem mais rapidamente do que o resto do corpo, preservando assim mais de suas formas originais. Estruturas dentro do órgão de Pikaia eram possivelmente restos de comida ingerida, de acordo com o estudo.
Em um Pikaia invertido, as brânquias externas que anteriormente apontavam para baixo agora estavam inclinadas para cima, assim como as brânquias externas dos mudskippers e axolotes modernos.
Virar Pikaia também mudou a orientação dos grupos musculares que se agrupam em uma formação ondulatória. Esses músculos, chamados miômeros, são uma característica chave nos vertebrados. Na nova posição de Pikaia, o ponto de flexão mais forte desses músculos está ao longo de suas costas, o que também é verdadeiro para a disposição dos miômeros em outros animais com coluna vertebral.
“Isto torna o movimento de Pikaia consistente com o que vemos em cordados modernos”, disse Mussini.
Encontrando o nervo
O presumido vaso sanguíneo de Pikaia também era anatomicamente intrigante, pois não possuía as ramificações típicas encontradas nos vasos sanguíneos dos vertebrados.
“É uma linha única que percorre a maior parte do corpo até a cabeça, onde se bifurca em dois fios que se estendem até os tentáculos”, disse Mussini.
Uma parte importante do reconhecimento da estrutura como um cordão nervoso foram os sistemas nervosos fossilizados em outros animais do Período Cambriano (541 milhões a 485,4 milhões de anos atrás) que foram descobertos na última década, acrescentou Mussini.
“Temos uma melhor compreensão de como os cordões nervosos e outros tecidos se fossilizam porque tivemos a sorte de encontrar vários sistemas nervosos cambrianos preservados em outros depósitos”, disse ele, “principalmente de fósseis chineses que vieram à luz nos últimos anos”.
Muitos desses fósseis eram artrópodes — invertebrados com exoesqueletos — com parentes vivos, como insetos, aracnídeos e crustáceos; comparar os fósseis com artrópodes modernos ajudou os paleontólogos a identificar tecidos internos preservados. Um exemplo é um espécime fóssil do artrópode cambriano Mollisonia, que mostrou uma organização cerebral comparável à dos aranhas, escorpiões e caranguejos-ferradura vivos, disse Mussini.
Embora não existam análogos vivos para Pikaia, os dados dos fósseis de artrópodes deram aos cientistas uma referência mais detalhada para o cordão nervoso de Pikaia. Como outros tecidos nervosos fossilizados, o cordão nervoso em Pikaia era escuro, rico em carbono e relativamente frágil em comparação com outros tecidos fossilizados.
Este cordão nervoso dorsal solidifica o status de Pikaia como um cordado, colocando-o “praticamente na base do que consideraríamos cordados tradicionais”, disse Mallatt.
Muito sobre a anatomia de Pikaia permanece um mistério, mas olhar para ele de um novo ângulo pode oferecer novas percepções sobre sua gama desconcertante de características, disse Mussini.
“Muitos desses detalhes vieram à tona apenas nos últimos 10 ou 12 anos”, acrescentou Mussini. “Os autores do artigo de 2012 certamente podem ser perdoados por não trazerem esses detalhes à conversa, porque é um trabalho em progresso.”
Mindy Weisberger é escritora de ciência e produtora de mídia cujo trabalho apareceu em Live Science, Scientific American e na revista How It Works.
(CNN)
