Uma criatura marinha extinta em forma de fita, do tamanho de uma mão humana, foi um dos primeiros animais a desenvolver um precursor de uma coluna vertebral. Os cientistas identificaram recentemente o cordão nervoso do animal usando um truque incomum: viraram seus fósseis de cabeça para baixo.

O paleontólogo Charles Doolittle Walcott encontrou pela primeira vez fósseis de Pikaia nos depósitos de xisto de Burgess, na Colúmbia Britânica, datados de 508 milhões de anos atrás, e os descreveu em um tratado de 1911. O animal tinha aproximadamente 16 centímetros de comprimento e corpo achatado e sinuoso e cabeça pequena, com dois tentáculos e franjada por brânquias externas. Estas foram originalmente consideradas pernas rudimentares, por isso o animal foi posicionado com essas estruturas voltadas para baixo.

Em 2012, após décadas de estudo dos fósseis de Pikaia, os investigadores descreveram detalhadamente as suas estruturas internas fossilizadas. Eles identificaram um longo fio próximo à 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 feita por outra equipe de cientistas, publicada em 11 de junho em Revista atual de Biologiareverteu essa visão e todos os outros estudos anteriores sobre Pikaia.

Segundo os pesquisadores, 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 suposto vaso sanguíneo era um cordão nervoso dorsal, característica associada ao grupo de animais conhecidos 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 bastonete chamada notocorda nas 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 o formato de determinados músculos e a posição de seu ânus. Mas os especialistas não tinham certeza de onde exatamente Pikaia pertencia na árvore genealógica dos cordados.

Com a descrição de um cordão nervoso dorsal, Pikaia pode agora ser considerado parte da linhagem fundamental de todos os cordados, embora não tenha descendentes diretos vivos hoje, relataram os autores do estudo.

Flipping Pikaia “esclarece muitas coisas”, disse o biólogo evolucionista Jon Mallatt, professor clínico da Universidade de Idaho (EUA). Mallatt, que não esteve envolvido na nova pesquisa, publicou um artigo sobre Pikaia em 2013, trabalhando a partir da posição corporal estabelecida (e de cabeça para baixo).

Em retrospecto, 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 entravam em conflito com características anatômicas estabelecidas em outros cordados, disse Mallatt.

“Pikaia de repente se tornou muito menos estranho”, disse ele.

Nova orientação

A reavaliação de qual era o lado correto do 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, principal autor do estudo, pesquisador e doutorando. no Departamento de Ciência e Tecnologia. Land na Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

Houve vários motivos para revisitar interpretações anteriores dos fósseis, disse Mussini CNN. Por um lado, havia o enigma do que os cientistas acreditavam ser a posição do órgão dorsal. Sua localização – perto do que deveriam ser as costas de Pikaia – aparentemente descartou a possibilidade de o órgão ser um intestino.

No entanto, uma vez que Pikaia foi virado de cabeça para baixo, a localização e as características do órgão fizeram mais sentido anatomicamente. Ele se alargava e se estendia até a faringe do animal, a região da garganta onde o intestino normalmente se conecta à boca. Seu status tridimensional poderia ser explicado pela presença de tecidos quimicamente reativos – características de um intestino. Em outros fósseis de Burgess Shale, íons abundantes e compostos reativos, que são normalmente encontrados nos tecidos intestinais, fazem com que as estruturas digestivas se mineralizem mais rapidamente do que o resto do corpo, preservando assim mais de suas formas originais. As estruturas dentro do órgão de Pikaia eram possivelmente restos de alimentos ingeridos, segundo o estudo.

Em um Pikaia invertido, as guelras externas que anteriormente apontavam para baixo estavam agora anguladas para cima, assim como as guelras externas dos saltadores de lama e axolotes modernos.

Inverter Pikaia também mudou a orientação dos grupos musculares que se agrupam em uma formação de onda. Esses músculos, chamados miômeros, são uma característica fundamental dos vertebrados. Na nova posição de Pikaia, o ponto de maior flexão desses músculos fica ao longo das costas, o que também se aplica à disposição dos miômeros em outros animais com coluna vertebral.

“Isso torna o movimento de Pikaia consistente com o que vemos nos cordados modernos”, disse Mussini.

Encontrando a coragem

O suposto vaso sanguíneo de Pikaia também era anatomicamente intrigante, pois não possuía a ramificação típica encontrada 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 de 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 fossilizam porque tivemos a sorte de encontrar vários sistemas nervosos cambrianos preservados noutros depósitos”, disse ele, “principalmente a partir 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; A comparação dos fósseis com os 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 de aranhas, escorpiões e caranguejos-ferradura vivos, disse Mussini.

Embora não existam análogos vivos para o Pikaia, os dados dos fósseis de artrópodes deram aos cientistas uma referência mais detalhada sobre o cordão nervoso do Pikaia. Como outros tecidos nervosos fossilizados, o cordão nervoso de 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 cordado, colocando-o “praticamente na base do que consideraríamos cordados tradicionais”, disse Mallatt.

Muito sobre a anatomia de Pikaia permanece um mistério, mas observá-lo de um novo ângulo pode oferecer novos insights sobre a sua desconcertante gama de características, disse Mussini.

“Muitos destes detalhes só vieram à tona nos últimos 10 ou 12 anos”, acrescentou Mussini. “Os autores do artigo de 2012 certamente podem ser perdoados por não trazerem esses detalhes para a conversa, porque é um trabalho em andamento.”

Mindy Weisberger é redatora científica e produtora de mídia cujo trabalho foi publicado nas revistas Live Science, Scientific American e How It Works.

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