Como os membros dos vertebrados evoluíram a partir das nadadeiras dos peixes

Como os membros dos vertebrados evoluíram a partir das nadadeiras dos peixes

Uma equipe de pesquisa liderada pelo pesquisador do Instituto de Biologia Evolutiva (IBE) Borja Esteve Altava, em colaboração com pesquisadores do Royal Veterinary College (RVC) de Londres, da Harvard University, da University of Auckland, do Institute of Technology of New York e Howard University em Washington DC, recompôs a anatomia das nadadeiras e membros de animais fósseis extintos usando uma nova análise matemática que usa redes para modelar a anatomia animal.

Modelos revelaram como a complexidade dos arranjos ósseos diminuiu durante a transição das nadadeiras para os membros. Essa menor complexidade foi acompanhada por um aumento no número de ossos e articulações.

A equipe também descobriu que a variedade de conexões entre os ossos diminuiu desde os primeiros vertebrados de quatro membros, cerca de 400 milhões de anos atrás.

Os cientistas sugerem que deve haver um compromisso evolutivo entre o mecanismo original de desenvolvimento das nadadeiras e membros e as novas demandas biomecânicas exigidas para andar sobre os membros.

“Modelar as nadadeiras e membros como redes de ossos conectados nos permitiu quantificar e comparar a anatomia dessas duas estruturas relacionadas, mas muito diferentes, de uma forma que não é acessível a outros métodos de medição atuais”, comenta Borja Esteve-Altava , atualmente é pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Biologia Evolutiva (IBE), um centro conjunto do Conselho Superior de Pesquisa Científica (CSIC) e da Universidade Pompeu Fabra (UPF) e que realizou esta pesquisa no RVC.

Maior modularidade dos membros

'Uma das descobertas mais interessantes deste estudo inovador foi demonstrar que os membros têm maior modularidade do que as nadadeiras; algumas partes dos membros estão mais intimamente associadas umas às outras, formando um clube exclusivo de interações. Essa modularidade permitiu muitas especializações posteriores, como a mobilidade de nossos dedos para digitar em teclados em comparação com a rigidez de nossos dedos para caminhar com eles ”, diz John Hutchinson, professor de biomecânica evolutiva da RVC.

De acordo Stephanie E. Pierce, Professor Associado de Biologia Organísmica e Evolutiva e Curador de Paleontologia de Vertebrados no Museu de Zoologia Comparada da Universidade de Harvard, “embora as conexões entre os ossos tenham sido simplificadas quando as nadadeiras se tornaram membros, a evolução das mãos com os dedos das mãos e dos pés com os pés forneciam a plataforma necessária para andar, permitindo que nossos primeiros ancestrais deixassem o ambiente aquático para viver na terra.

O estudo abre a porta para a análise biomecânica do desenvolvimento e evolução de outras partes do corpo envolvidos em habilidades motoras, como cauda de répteis ou asas de pássaros, bem como a integração do esqueleto e musculatura em estudos de macroevolução.

Referência bibliográfica:

Borja Esteve-Altava et. ao. «Paralelismos evolutivos da anatomia-rede peitoral e pélvica das nadadeiras aos membros»Science Advances 2019; 5: eaau7459.


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