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A origem dos mamíferos

Fósseis de pequenas espécies descobertas no Rio Grande do Sul podem ser os ancestrais mais próximos dos maiores animais de hoje

MIGUEL BOYAYANSchultz (à esq.) e Bonaparte (de gravata) com paleontólogos da UFRGS: terreno fértilMIGUEL BOYAYAN

Qualquer paleontólogo sabe que os mamíferos descendem de alguma forma de cinodonte, vasto grupo de animais – extintos, como os dinossauros – caracterizado por ter crânio e dentes semelhantes aos dos atuais cachorros. Os cinodontes pertenceram ao grupo dos sinápsidos, que serviu de transição entre os répteis e os mamíferos. O que falta é precisar qual linhagem de cinodonte gerou, há cerca de 210 milhões de anos (mais ou menos a época em que os dinossauros surgiram), os primeiros seres com as características ósseas que hoje definem um mamífero: quatro tipos de dentes diferenciados funcional e anatomicamente, ouvido médio com três ossículos condutores de som e crânio avantajado.

Por reunirem pioneiramente esses traços ósseos e, provavelmente, apresentarem sangue quente, pêlos no corpo e glândulas produtoras de leite para a prole, esses bichos foram os exemplares primordiais dos futuros mamíferos, entre eles o homem. Talvez nunca se determine com precisão que espécie de cinodonte deu o último passo em direção aos mamíferos, mas paleontólogos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e do Museu Argentino de Ciências Naturais acreditam ter encontrado importantes peças desse quebra-cabeça filogenético.

A partir da análise de vários fragmentos fósseis de pequenos répteis – do tamanho de uma caneta e semelhantes a ratos ou esquilos selvagens – resgatados nos dois últimos anos na região gaúcha de Santa Maria, a cerca de 200 quilômetros de Porto Alegre, centro do Estado, os pesquisadores identificaram dois novos cinodontes – que chamaram provisoriamente de Brasilitério e Brasilodonte – com características anatômicas para serem os ancestrais mais próximos dos mamíferos primordiais. “Esses répteis pré-mamalianos do Brasil podem ser o grupo irmão dos mamíferos”, diz o renomado paleontólogo argentino José Bonaparte, 73 anos, que descobriu os ossos petrificados das duas espécies juntamente com pesquisadores do Instituto de Geociências da UFRGS, onde é pesquisador visitante, com bolsa do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

“Esses animais, retirados de rochas do período Triássico Superior – com idade geológica estimada entre 230 e 205 milhões de anos atrás -, não eram mamíferos, mas sua evolução estava claramente orientada nessa direção.” Por isso receberam nomes que remetem a esse grupo animal. Brasilitério quer dizer “mamífero do Brasil”, enquanto o Brasilodonte tem dentes (odon) de mamífero e seus pós-caninos, usados para triturar, formam quatro ângulos retos. A maioria dos fósseis encontrados são crânios completos ou parciais, com mandíbulas e dentes preservados. Foram resgatados outros ossos, mas nenhum esqueleto inteiro. Ainda este mês, pesquisadores da UFRGS e técnicos do museu argentino voltariam à região de Santa Maria em busca de mais fósseis.

O confronto das formas do crânio, mandíbula e dentes desses animais com os do Morganucodon – um dos mamíferos mais antigos (cerca de 200 milhões de anos) com material fóssil de boa qualidade e que tinha 15 centímetros de comprimento e se parecia com um rato selvagem – torna os achados gaúchos fortes candidatos a serem os melhores representantes da linhagem de cinodontes que desembocou nos mamíferos. “Os cinodontes do Rio Grande do Sul apresentam um tipo de dentição carnívoro-insetívora, sobretudo na mandíbula, comparável à dos primeiros mamíferos”, afirma Bonaparte. Ele acredita que o Brasilitério produziu descendentes que, gerações mais tarde, podem ter levado tanto ao mamífero primordial Morganucodon como ao Brasilodonte, animal com maior número de características de mamífero. Em outras palavras, a linhagem do Brasilitério pode ter sido ancestral tanto de sinápsidos muito parecidos com mamíferos quanto dos primeiros mamíferos.

Grupo irmão
Por ora, os fósseis do Brasilitério não parecem passíveis de análises tão aprofundadas quanto os do Brasilodonte, e os pesquisadores não chegam a rotular os minicinodontes gaúchos como pais de todos os mamíferos. Em vez de enfatizar a noção de linhagem paterna e filial, preferem um conceito mais preciso do ponto de vista científico: o de grupo irmão. Se suas teorias se mostrarem corretas, o Brasilodonte e o Brasilitério deverão tomar o lugar de duas famílias de pequenos cinodontes, os tritylodontídeos e os trithelodontídeos (também chamados ictidossauros), encontrados em várias partes do mundo e que disputam há tempos a primazia de ser o grupo irmão mais próximo dos animais de pêlo e sangue quente. “Nossos achados podem ajudar a entender melhor a origem dos mamíferos e mostrar quais linhagens de cinodontes participaram do processo de transição dos sinápsidos em direção a esse tipo de animal”, comenta o paleontólogo Cesar Schultz, da UFRGS, co-autor dos estudos de Bonapartesobreos minissinápsidos pré-mamalianos gaúchos.

Com aparência e dimensões similares às do Morganucodon, os novos cinodontes mediam de 9 a 15 centímetros da cabeça à ponta da cauda, e o comprimento de seu crânio variava de 18 a 22 milímetros. O peso não devia passar de algumas dezenas de gramas. O Brasilodonte era cerca de 40% maior do que o Brasilitério. “Esses animais provavelmente comiam insetos e outros bichos menores, viviam em buracos e tinham hábitos noturnos”, afirma Schultz. As patas deles, que já deveriam ter o corpo coberto de pêlos, eram fortes o bastante para que abrissem tocas na terra, onde se abrigavam de predadores como os primeiros dinossauros e outros répteis. Os restos dessa ainda mal conhecida minifauna foram retirados de rochas em sítios paleontológicos dos municípios gaúchos de Faxinal do Soturno e Candelária, pertencentes à Formação Santa Maria, uma das áreas do Estado com sedimentos do Triássico – agitado período de pouco mais de 40 milhões de anos, entre 250 e 205 milhões de anos atrás.

Ancestral chinês
Além de comparar a anatomia dos cinodontes gaúchos com o mamífero primordial Morganucodon, o grupo confrontou seus achados com a morfologia do mamífero chinês Hadrocodium wui, que viveu há 195 milhões de anos e também era similar a um ratinho. Resultado: a dentição superior do Brasilodonte e do Brasilitério se parece com a desse fóssil chinês, que mediaínfimos 2 centímetros de comprimento total. O sentido da comparação vem do fato de que, embora animais do tipo do Morganucodon sejam considerados os primeiros mamíferos, não se sabe com segurança se seus descendentes geraram as linhagens atualmente existentes. Essa origem, ao que parece, está mais provavelmente relacionada a um mamífero do tipo do Hadrocodium.

Objeto de um artigo de capa da revista norte-americana Science em maio do ano passado, esse bichinho asiático é considerado o potencial ancestral comum dos três grupos atuais de mamíferos (um quarto grupo, o dos multituberculados, está extinto há 40 milhões de anos): os monotremados, que botam ovos e são representados pelo ornitorrinco e por duas espécies de equidna, semelhante a um ouriço; os marsupiais, como o gambá, o canguru e o coala, que abrigam e amamentam os filhotes numa bolsa de pele; e os placentários, mais numerosos, que incluem de roedores a elefantes, passando pelos primatas, entre os quais o homem. Confrontar os novos fósseis gaúchos com o Hadrocodium, ascendente mais distante de todos os mamíferos vivos até agora localizado, é um modo de averiguar se o Brasilitério e o Brasilodonte também não guardariam alguma relação, ainda que remotíssima, com os atuais animais de pêlo e sangue quente.

As descobertas ainda não foram publicadas formalmente, o que deverá ocorrer ainda este ano. Em abril de 2001, num encontro informal com pesquisadores da América do Norte no Museu de Zoologia Comparada de Harvard, Bonaparte expôs alguns dos fósseis e discutiu as peculiaridades e a importância das novas espécies. Ele diz que a receptividade dos colegas foi muito boa. A proposta de que os minicinodontes gaúchos sejam os mais próximos parentes conhecidos dos mamíferos pode parecer ousada, mas Bonaparte, que há 17 anos tem apoio financeiro da instituição norte-americana National Geographic Society para seus trabalhos de campo e pesquisas, tem credenciais para defendê-la.

Com mais de quatro décadas de pesquisa, Bonaparte é um dos maiores especialistas em dinossauros do mundo. Graças a seu trabalho, sobretudo na Patagônia argentina, mais de 20 espécies de dinossauros típicos do hemisfério sul foram descobertos, entre eles o Amargasaurus, o Argentinosaurus (talvez o maior do mundo, com até 12 metros de altura), o Saltasaurus e o Carnotaurus. Este último, um carnívoro de 3,5 metros de altura, 7,5 metros de comprimento e dois chifres, transformou-se até em personagem de desenho animado – no filme infantil Dinossauro, lançado em 2000 pela Disney.

Mais recentemente, sem abandonar os dinossauros, Bonaparte começou a estudar os ancestrais dos mamíferos, que surgiram na mesma época desses grandes répteis e viveram discretamente à sombra deles por 160 milhões de anos. Na Argentina, encontrou fósseis de pequenos sinápsidos com traços mamiferóides, que poderiam ser rotulados de primos mais distantes do Morganucodon. “Mas esses fósseis eram do Triássico Inferior e Médio, entre 250 e 230 milhões de anos atrás”, pondera. Sua esperança de encontrar cinodontes avançados, que fossem o elo entre répteis e mamíferos, deslocou-se então para o Sul do Brasil, mais especificamente para as rochas gaúchas do Triássico Superior.

Em meados de 1997, Bonaparte veio trabalhar no Museu de Ciências Naturais da Fundação Zoobotânica do Rio Grande do Sul, em Porto Alegre, conhecida pelas pesquisas na área paleontológica. Um ano depois, ao lado de dois pesquisadores da fundação, Jorge Ferigolo e Ana Maria Ribeiro, resgatou numerosos fragmentos fósseis de um novo cinodonte avançado, o Riograndia guaibensis, em afloramentos rochosos de Candelária, e descreveu o animal num artigo publicado em 2001 na revista britânica Palaeontology.

Possível ancestral do Brasilitério e do Brasilodonte, o Riograndia não poderia ter descendentes mamíferos. “Seus dentes são diferentes”, diz a paleontóloga Marina Bento Soares, da UFRGS. No entanto, a localização de muitos restos petrificados dessa espécie confirmou os indícios de que valia a pena explorar o solo de Candelária e arredores. “O potencial fossilífero da região é muito grande”, comenta Ana Maria Ribeiro, que continua a estudar os pré-mamíferos do Triássico gaúcho paralelamente ao trabalho de Bonaparte, hoje baseado na UFRGS. Incrustados e por vezes achatados em meio aos sedimentos rochosos avermelhados da Formação Santa Maria, os vestígios ósseos desses diminutos répteis pré-mamalianos são de difícil localização para olhos não treinados.

Lugar privilegiado
A pista do osso petrificado geralmente não passa de um ponto branco – por conter cálcio, que é dessa cor – do tamanho de uma cabeça de fósforo, na superfície da rocha. “Estávamos acostumados a procurar fósseis de répteis maiores, como dinossauros e mesmo cinodontes de maior porte”, conta Cesar Schultz. “Tivemos de aprender a olhar a rocha de uma forma diferente na busca por esses pequenos pré-mamíferos.” Por ser o único lugar do país com sedimentos contendo fósseis de vertebrados terrestres do período Triássico, quando surgiram tanto os dinossauros como os mamíferos, o Rio Grande do Sul é um terreno privilegiado para prospecção.

Uma das grandes dificuldades para estudar animais de épocas de transição é justamente classificar cada fóssil numa dada categoria – cinodonte ou mamífero, dinossauro ou ave. É comum achar nada mais do que dentes ou fragmentos do crânio, de difícil identificação. No caso dos répteis pré-mamalianos gaúchos, até que os fósseis encontrados são razoavelmente fartos e ricos em detalhes. Ainda que existam convenções bem aceitas para traçar a linha divisória entre as espécies, dificilmente há unanimidade. “As classificações refletem mais ou menos as preferências de cada autor e são, em alguma medida, arbitrárias”, diz Schultz. No Triássico, a terra firme estava unificada no supercontinente Pangea, cuja centro era um imenso deserto. O gelo das calotas polares havia derretido.

Nesse ambiente árido, há cerca de 230 ou 220 milhões de anos, surgiram os dinossauros, descendentes de répteis do grupo dos tecodontes. Até o fim do Triássico, num movimento de renovação da fauna quase simultâneo ao aparecimento dos dinossauros, viriam os primeiros mamíferos, crocodilos e tartarugas, além dos pterossauros, répteis voadores também extintos. A essa altura, fauna e flora eram muito parecidas em todos os lugares, já que havia um só continente. “Animais semelhantes aos mini-cinodontes do Rio Grande do Sul devem ter existido em outras partes do planeta”, comenta Bonaparte.

É nesse mundo perdido do Triássico, há mais de 200 milhões de anos, que os pesquisadores se esforçam para encontrar o lugar mais adequado do Brasilitério e do Brasilodonte na árvore evolutiva. Quão próximos dos primeiros mamíferos estariam esses répteis que lembram ratos? Há dois parâmetros anatômicos nos ossos que ajudam a mostrar a distância de um bicho em relação aos mamíferos: a constituição dos dentes e da mandíbula e a composição óssea do ouvido médio. Mamíferos trocam de dentição uma só vez na vida e têm quatro tipos de dentes bem definidos: incisivos para morder ou roer, caninos para rasgar e molares e pré-molares para mastigar e triturar.

Nos répteis, a substituição dos dentes é contínua por toda a vida e é impossível diferenciar molares e pré-molares. “No Brasilodonte e no Brasilitério, a distinção entre molares e pré-molares ainda não é clara e a troca de dentes parece obedecer ao padrão dos répteis”, comenta Bonaparte. Apesar disso, as cúspides (pontas) dos caninos se assemelham às de mamíferos primordiais, o que reforça a tese de que tinham potencial para gerar, linhagens à frente, alguma forma de mamífero.

O sistema auditivo mostra que estavam a caminho, mas ainda não eram mamíferos. Isso porque nos mamíferos o ouvido médio, uma cavidade interna cheia de ar, é composta por três pequenos ossos interconectados: martelo, bigorna e estribo. O ouvido médio dos cinodontes, entre eles o Brasilitério e o Brasilodonte, não tem esses ossículos. Evolutivamente, o martelo, a bigorna e o estribo do ouvido médio dos mamíferos se constituíram a partir de ossos originalmente situados na mandídula e na região da articulação do crânio de répteis ancestrais. Os mamíferos têm sempre apenas um grande osso na mandíbula e três no ouvido médio. Ao passo que os répteis têm a mandíbula articulada em cima de vários ossos e o ouvido médio sem martelo, bigorna e estribo.

Os cinodontes apresentam justamente um padrão transicional entre esses dois extremos. “Quanto menos ossos possuir a mandíbula de um animal, mais próximo esse bicho está da condição de mamífero”, compara Schultz. Os fósseis gaúchos ainda carregam mais de um osso na mandíbula, denotando seu caráter pré-mamífero. A descoberta gaúcha dos novos irmãos dos animais de sangue quente também põe em xeque uma idéia comum sobre os bichos que fizeram a ponte entre cinodontes e mamíferos: a de que houve uma miniaturização desse grupo de répteis antes de derivar para os primeiros mamíferos.

Embasado nas evidências dos fósseis gaúchos, Bonaparte discorda: a fauna de cinodontes, mesmo antes de originar o Morganucodon e outros mamíferos primordiais, já tinha tamanhos variados, alguns com mais de 1,5 metro de comprimento e outros com poucos centímetros, caso do Brasilodonte e do Brasilitério. Portanto, não tiveram de diminuir de tamanho para virar mamíferos. Para ele, aconteceu algo distinto: havia grandes e pequenos cinodontes, mas só um dos pequenos evoluiu para os mamíferos. “Com os fósseis gaúchos, poderemos conhecer melhor esse processo de transição”, diz Bonaparte. “E, em muitos casos, conhecer melhor é substituir teorias.”

O tecodino de Santa Maria

A região de Santa Maria, no centro do Rio Grande do Sul, não fornece apenas fósseis interessantes de minicinodontes que podem ajudar a explicar a origem dos mamíferos. De lá, já saíram outros vestígios ósseos de animais extintos do período Triássico, que habitaram a Terra entre 250 e 205 milhões de anos atrás. Um famoso fóssil retirado de rochas da região, por exemplo, é o Staurikosaurus pricei, um dos mais antigos dinossauros resgatados no mundo, cujo esqueleto, descoberto em 1937, está exposto no Museu de Zoologia Comparada de Harvard, Estados Unidos.

Mais recentemente, paleontólogos de uma instituição estadual – o Museu de Ciências Naturais da Fundação Zoobotânica do Rio Grande do Sul – , que em 1998 já haviam participado da descoberta dos primeiros minicinodontes pré-mamalianos nos arredores de Santa Maria, fizeram outro achado instigante: encontraram rico material fóssil de um misterioso bicho, chamado por ora, informalmente, de tecodino.

O que seria essa criatura? O paleontólogo Jorge Ferigolo, da fundação, ainda não sabe precisar se os ossos petrificados resgatados no município de Dona Francisca – um esqueleto completo, dois crânios inteiros, dois crânios parcialmente preservados e quatro colunas vertebrais quase intactas, além de partes do esqueleto do que parece ser um exemplar juvenil do enigmático animal – pertenceram a tecodontes, ancestrais dos dinossauros, ou a dinossauros mesmo. Ou, talvez, a um animal de transição entre esses dois tipos de répteis, hipótese que inspirou o nome provisório de tecodino. “Ainda temos de preparar a maioria dos fósseis – limpar e separar os ossos petrificados incrustados na rocha – e estudá-los com cuidado”, afirma Ferigolo.

Embora pouco material tenha sido preparado até agora, os fragmentos fósseis já limpos do tecodino reforçam a hipótese de que se trata de uma espécie híbrida, com algumas características de tecodonte e outras de dinossauro. O misterioso animal – que viveu há 235 milhões de anos e devia ser um bípede com cerca de 2,5 metros de comprimento total – revela muitos caracteres da coluna vertebral que são mais ou menos típicos dos dinossauros. Ainda não foi possível determinar, contudo, se sua articulação para o fêmur, na bacia, é perfurada, traço característico dos dinossauros.

O lado tecodonte do bicho se manifesta nas placas ósseas que parecem ter existido embaixo de sua pele, mais ou menos como ocorre hoje nos crocodilos, chamadas de osteodermas. Embora fosse de se esperar que apresentassem essas placas ósseas, por se situarem evolutivamente próximos dos tecodontes, os dinossauros mais antigos, da idade do tecodino, aparentemente não as tinham. As osteodermas se tornariam muito comuns em dinossauros posteriores. A região de Santa Maria é tão rica em fósseis que o governo do Rio Grande do Sul, por meio do Programa Pró-Guaíba, que faz um levantamento do potencial dessa bacia hidrográfica, já propôs a criação de um parque paleontológico nos arredores da cidade de Candelária. “A área escolhida já está em fase de desapropriação”, diz a paleontóloga Ana Maria Ribeiro, da fundação.

Dinossauros da fronteira

Um novo sítio arqueológico ganha fama no Rio Grande do Sul: o município de Santana do Livramento, no oeste, fronteira com o Uruguai. Ali, a 500 quilômetros de Porto Alegre, pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e da Universidade do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos) encontraram em 2001 e em janeiro deste ano vários tipos de pegadas de dinossauro à beira de uma estrada onde se fazia terraplenagem. Pelo formato, pertenceram a duas formas que devem ter vivido entre 144 e 137 milhões de anos atrás, no final do Jurássico ou início do Cretáceo, quando os dinossauros dominavam o cenário.

Um tipo de rastro, que chega a formar trilhas, lembra pegadas de elefante, cada uma com 40 centímetros de diâmetro, em média. “Essas pegadas devem ser de um saurópode, grande herbívoro de pescoço longo que podia ter mais de 13 metros de comprimento”, diz Cesar Schultz, da UFRGS, que estuda os vestígios recém-descobertos na fronteira. Outro tipo de pegadas foi feito por patas com três dedos, que podem ter pertencido a dinossauros carnívoros ou ao grupo herbívoro dos hadrossauros: em qualquer dos casos, pelo tamanho das pegadas, seriam dinossauros bípedes com cerca de 3 metros de altura.

No Uruguai foram encontrados fósseis de peixes e dinossauros na mesma camada rochosa em que agora afloraram os rastros de répteis do lado brasileiro da divisa. Por isso, os pesquisadores farão viagens exploratórias à região, na esperança de resgatar ossos dos autores das pegadas. A camada rochosa que preserva as pegadas está abaixo do tipo de rocha que forma o arenito Botucatu, cujo topo está datado em 134 milhões de anos, já no Cretáceo, portanto, mas cuja base pode remontar ainda ao final do Jurássico. É possível que se trate de um bloco sedimentar da última etapa do Jurássico ou do início do Cretáceo, período que não tinha camadas conhecidas no Rio Grande do Sul.

 

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