Matheus FernandesRepresentação artística de lagerpetídeo observando o voo de pterossauros no final do Triássico, cerca de 215 milhões de anos atrásMatheus Fernandes
“Voar não é tão difícil quanto se pensava, do ponto de vista neurológico”, afirma o paleontólogo brasileiro Mario Bronzati, pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Tübingen, na Alemanha. A conclusão pode parecer leviana, mas está longe disso e se baseia na reconstituição virtual dos cérebros de animais extintos, incluindo pterossauros, a primeira experiência evolutiva com o voo em vertebrados. Ele é o primeiro autor do artigo que compara a anatomia cerebral ligada à capacidade de voo entre a linhagem dos pterossauros e a das aves, como parte de uma cooperação internacional, publicado nesta quarta-feira na revista científica Current Biology.
Para os vertebrados, a possibilidade de decolar e manter o voo com o bater das asas surgiu por volta de 215 milhões de anos atrás com os pterossauros. Mais de 50 milhões de anos se passaram até surgir, independentemente do ponto de vista evolutivo, outra linhagem voadora – a que deu origem às aves. O representante mais conhecido é o fóssil Archaeopteryx lithographica, cujo primeiro exemplar foi encontrado no século XIX na Alemanha. São soluções bastante diferentes. As asas dos pterossauros, formadas pela extensão de um dedo, são revestidas por uma membrana. Já as das aves, sustentadas pelos ossos do antebraço, têm uma estrutura de penas que sustenta o voo. A questão era se haveria também soluções neuroanatômicas diferentes.
O estudo mostrou uma semelhança importante no que diz respeito à expansão dos hemisférios cerebrais e do lobo óptico, ligado à visão e à integração sensorial, que permite uma navegação mais sofisticada no meio tridimensional. O cérebro dos pterossauros se caracteriza também por um formato globular, com trato olfativo mais curto. Parece lógico que, no voo, enxergar é mais essencial do que farejar. Uma estrutura neurológica mais especializada, também desenvolvida nos animais alados – sobretudo nos pterossauros – é uma parte do cerebelo chamada flóculo. Em relação ao tamanho do corpo, o cérebro dos pterossauros era menor do que o das aves, indicando que as demandas neurológicas para o voo, embora específicas, podem ocupar pouco espaço.
“É o primeiro estudo sobre a evolução de neuroanatomia em pterossauros que usa um método quantitativo, estatístico”, comenta a paleontóloga brasileira Gabriela Sobral, pesquisadora em estágio de pós-doutorado no Museu de Stuttgart, na Alemanha. “E se destaca mesmo em termos qualitativos porque traz uma análise muito mais completa do que existia antes, reunindo um grande conjunto de dados, que estavam dispersos, sobre esses animais.” A consequência, segundo ela, é um entendimento do cérebro dos pterossauros que não existia até agora.
Essencial nesse estudo é o lagerpetídeo Ixalerpeton polesinensis, ancestral dos pterossauros que viveu há cerca de 233 milhões de anos e cujo primeiro exemplar foi encontrado há cerca de uma década em São João do Polêsine, no Rio Grande do Sul. A região tem grande importância na paleontologia e abriga fósseis de dinossauros que estão entre os mais antigos (ver Pesquisa FAPESP nº 279). Inicialmente o animal foi interpretado como próximo dos dinossauros, e só quatro anos depois veio o entendimento do parentesco maior com pterossauros (ver Pesquisa FAPESP nº 299). “No estudo que fizemos em 2020 eu já tinha analisado a parte posterior do cérebro do fóssil de Ixalerpeton”, conta Bronzati. À época, ele integrava o grupo do paleontólogo Max Langer no campus de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (USP), onde o fóssil continuou a ser estudado. Agora, com o molde intracraniano completo, ficaram mais aparentes as semelhanças com os cérebros das aves. “Eu não sabia como conectar a parte da frente e a de trás, então pedi ajuda ao paleoartista Rodolfo Nogueira”, revela Bronzati. Os crânios de fósseis costumam estar desarticulados e chegar a seu formato original exige uma mistura precisa de imaginação e conhecimento anatômico.
Ixalerpeton provavelmente vivia no alto das árvores, um ambiente tridimensional. Esse hábito já lhe exigia uma sofisticação sensorial que, aparentemente, pôs sua linhagem no caminho da possibilidade de conquistar o meio aéreo. “A parte óptica do cérebro precisava ser capaz de manter a imagem nítida na retina enquanto ele se movia depressa para capturar presas”, explica Bronzati. “Ao voar, a capacidade visual é mais importante para permitir manobras exatas do que a coordenação motora das asas.”
O flóculo, aquela estrutura especializada no cerebelo, atua no controle dos músculos da cabeça e do pescoço em resposta a indicações sensoriais que vêm das asas, de forma que a imagem não fica borrada pela vibração causada pelo voo. Vem daí uma possível interpretação, proposta em 2003 pelo paleontólogo norte-americano Lawrence Witmer, da Universidade de Ohio, nos Estados Unidos, para o tamanho avantajado do flóculo nos pterossauros. A membrana que reveste as asas, da ponta do dedo à cintura, era inervada e fornecia muito estímulo sensorial. “Nas aves não é a mesma coisa, porque as penas não têm receptores táteis como as membranas”, compara Bronzati.
A possibilidade de inferir a anatomia cerebral em espécies extintas não é nova: Witmer foi pioneiro nessa técnica e em 2003 descreveu o cérebro de dois pterossauros na revista científica Nature. Ele é um dos coautores do artigo publicado nesta semana. A técnica ganhou força nos últimos anos pelo uso mais disseminado no contexto industrial de aparelhos de microtomografia computadorizada tridimensional. “O acesso ficou facilitado e há mais softwares disponíveis”, explica Bronzati. Segundo o paleontólogo, o aparelho, além de ser preciso, traz o benefício de permitir a análise da caixa craniana sem danificar os fósseis.
Sobral explica que em alguns animais, como é o caso de alguns pterossauros, assim como mamíferos e aves, o cérebro ocupa a caixa craniana inteira e deixa marcas de sua estrutura nos ossos fossilizados. “É possível obter uma imagem bem fidedigna”, afirma Sobral. E completa que, quando limitações impõem uma margem de erro na interpretação, ela é semelhante para os animais aparentados, de maneira que a comparação ainda se sustenta.
A transição para o voo na linhagem das aves e as mudanças neuroanatômicas relacionadas a essa habilidade está bem documentada e compreendida. Um fóssil encontrado no interior paulista, Navaornis hestiae, ajudou a completar o quebra-cabeça (ver Pesquisa FAPESP nº 346). Ao contrário do que indica o registro fóssil de aves, o trabalho de Bronzati não detecta nos pterossauros uma evolução gradual da anatomia cerebral, como se os elementos essenciais ao voo tivessem surgido subitamente. “Lagerpetídeos ainda têm cérebros mais reptilianos, alongados e com hemisférios cerebrais pequenos, parecidos com aqueles dos primeiros dinossauros, que eram animais terrestres”, diz.
“Precisamos achar mais fósseis”, afirma o paleontólogo. É possível, segundo ele, que não estejam enxergando os passos evolutivos por escassez de material analisado. “A maioria dos exemplares encontrados só tem a parte de trás do crânio”, lamenta. Sobral complementa que aos poucos o registro fóssil está sendo preenchido, e o estudo publicado agora ajuda a definir quais características são importantes para entender como os cérebros de voadores convergem ao longo do tempo evolutivo e adquirem contornos em comum. Bronzati pretende montar um banco de dados de uma diversidade de espécies com informações neuroanatômicas e ecológicas para entender melhor o papel do flóculo na evolução da locomoção aérea.
Projeto
Explorando a diversidade dos dinossauros do Cretáceo Sul-americano e suas faunas associadas (n° 20/07997-4); Modalidade Projeto Temático; Pesquisador responsável Max Cardoso Langer (USP); Investimento R$ 5.204.941,88.
Artigo científico
BRONZATI, M. et al. Neuroanatomical convergence between pterosaurs and non-avian paravians in the evolution of flight. Current Biology. v. 35, p. 1-8. 26 nov. 2025.
