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Alvorecer dos mamíferos

          Os mamíferos são os vertebrados mais facilmente reconhecidos – inclusive, porque nós mesmos pertencemos a essa classe. Esse grupo de animais possui representantes com adaptações para todos os tipos de ambientes, seja com as grandes baleias no mar, toupeiras no subsolo ou os macacos e esquilos vivendo em árvores. Animais dominantes hoje, é difícil imaginar que há alguns milhares de anos nossos ancestrais viviam recolhidos às sombras dos grandes dinossauros. Durante a era Mesozóica (entre 250 a 65 milhões de anos atrás), o surgimento de duas grandes linhagens iria definir os mamíferos de hoje: uma chamada Allotheria (que hoje não apresenta nenhuma espécie viva, sendo, portanto, completamente extinta) e Theria, que inclui os mamíferos “verdadeiros” atuais (ou seja, todos os tipos de mamífero exceto os monotremados) e seus parentes próximos. Um grande problema não resolvido na evolução dos mamíferos é que as relações sobre a origem de Allotheria, incluindo Multituberculata e Haramiyida são muito pouco conhecidas (Figura 1).

Arvore mamiferos

Figura 1: Um cladograma representando as relações filogenéticas entre os mamíferos e seus antecessores. A grande seta indica o grupo chamado “Mamíferos Coroa”(que consiste nos representantes vivos desse conjunto, juntamente com todos os seus ancestrais, inclusive com o ancestral comum mais recente). Percebam que Haramiyida (composto pelas espécies Haramiyavia, Aboroharamiya, e os grupos Plagiaulacida e Cimolodonta) estão na árvore, já dentro dos Mamíferos Coroa.  Modificada de Zheng et al (2013).

        Os multituberculados são os mamíferos da era Mesozóica mais diversificados e conhecidos, e possuíam papel ecológico similar ao dos roedores modernos. Já os haramiyidíos foram, durante muito tempo foram conhecidos principalmente por fósseis de dentes isolados, o que sempre dificultava entender o posicionamento deste grupo dentro das pesquisas evolutivas.  Esse cenário mudou com a descoberta de vários indivíduos (inclusive, com idades diferentes) de haramiyidíos da China, datados do período Jurássico. A nova espécie, batizada de Arboroharamiya jenkinsi, era um pequeno animal arborícola, encontrado na Formação Tiaojishan (Figura 2). Sua descrição em 2013 pôde estabelecer que este era, de fato, um membro do clado Allotheria – jogando os Haramiyidios, cujo posicionamento era incerto, para bem próximo dos mamíferos verdadeiros. Graças a essa descoberta, o surgimento dos mamíferos foi situado para 50 milhões de anos antes.

Arboroharamiya

Figura 2: Representação artística de como seria o Arboroharamiya em vida. Arte por Zhao Chuang.

        Outros pesquisadores, no entanto, questionaram se esses pequenos animais seriam mamíferos verdadeiros, pois outros cinodontes possuem características ósseas muito similares aos mamíferos primitivos. Uma das poucas diferenças entre um mamífero (seja primitivo ou atual) e um cinodonte é que estes possuem um número maior de substituições contínuas da dentição.  Já os mamíferos verdadeiros possuem o que chamamos de difiodontia, ou seja, a dentição é composta por apenas duas gerações de dentes ao longo da vida (os dentes decíduos, ou “de leite”, e os dentes permanentes). Porém, no registro fóssil, é raro ter preservados os dois tipos de dentição. Para investigar e corroborar se o Arboroharamiya e os demais haramiyidíos seriam cinodontes avançados ou mamíferos verdadeiros, uma equipe de paleontólogos  tomografou os pequenos indivíduos de Arboroharamiya para explorar como seria a substituição dentária nestes animais.

        Como resultado, comparando o desenvolvimento dentário dentro de várias idades diferentes do Arboroharamiya, desde indivíduos juvenis até adultos, os pesquisadores não só observaram que os mais jovens desta espécie possuíam dentes decíduos junto com dentes permanentes, como  também apresentavam os dentes incisivos permanentes substituindo os seus correspondentes “de leite” em uma faixa de tempo muito mais lenta do que os outros dentes. Ou seja, os molares e pré-molares tinham os dentes “de leite” substituídos antes dos incisivos (Figura 3). Isso levou os paleontólogos que conduziram esse estudo a propor que o Arboroharamiya tinha uma especialização alimentar muito grande, na qual havia o prevalecimento da função mastigatória ao invés de uma função roedora. Isso trouxe mais um novo panorama: enquanto a maior parte dos mamíferos primitivos era interpretada como animais roedores, ao menos o Arboroharamiya poderia ter um hábito alimentar mais diversificado, o que implica um grande êxito adaptativo já no início da história evolutiva dos mamíferos. Essa descoberta  confirma que o Arboroharamiya faz parte do clado dos mamíferos coroa, e nos ajuda a entender novas características para os mamíferos  primitivos e seu complexo padrão de evolução. A difiodontia é tratada então como muito mais antiga do que se pensava, e reforça a entender o que de fato é um mamífero. Além, essa pesquisa nos traz novos dados que ajudam a compreender a evolução e a diversificação dos mamíferos coroa.

dente1

Figura 3: Um dos dentes analisados graças à tomografia. A figura mostra os dentes  decíduos germinados (marcados pelas siglas lp4 e lm1), enquanto que o dente permanente está terminando de se formar (marcado pela sigla am2). A seta vermelha indica um dente incisivo que estava pronto para germinar.Imagem modificada de Mao et al. 2018.

Fontes Bibliográficas:

Gang Han; Fangyuan Mao; Shundong Bi; Yuanqing Wang; Jin Meng (2017). “A Jurassic gliding euharamiyidan mammal with an ear of five auditory bones”. Nature. 551 (7681): 451–456. doi:10.1038/nature24483.

Zheng, X.; Bi, S.; Wang, X.; Meng, J. (2013). “A new arboreal haramiyid shows the diversity of crown mammals in the Jurassic period”. Nature. 500 (7461): 199. doi:10.1038/nature12353.

Mao Fang-Yuan, Zheng Xiao-Ting, Wang Xiao-Li, Wang Yuan-Qing ,Bi Shun-Dong & MENG Jin (2018). Evidence of diphyodonty and heterochrony for dental development in euharamiyidan mammals from Jurassic Yanliao Biota. Vertebrata PalAsiatica (advance online publication). Doi: 10.19615/j.cnki.1000-3118.180803

Perkins, S. (7 August 2013). “Fossils throw mammalian family tree into disarray”. Nature News. Retrieved 7 August 2013.

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As áreas de proteção ambiental estão cumprindo seu papel de preservar a biodiversidade?

Preservar a biodiversidade é uma preocupação constante para vários cientistas e não cientistas. Por conta disso, existem diversos projetos, trabalhos e leis sobre o tema, além do esforço de diferentes profissionais para a conscientização da importância de se preservar habitats, animais, plantas, ecossistemas, etc. Atualmente, aproximadamente 14% do território terrestre são consideradas áreas de proteção ambiental, mas essas áreas realmente estão fazendo seu papel de proteger a biodiversidade do planeta? Qual o critério utilizado para escolher essas áreas? Essas perguntas foram respondidas em um artigo encabeçado por uma cientista brasileira que atua na Universidade Federal de Goiás e na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (juntamente com colegas de outras universidades nacionais e internacionais) e publicado na revista PNAS  no último mês.

O artigo, de autoria de Fernanda T. Brum e colaboradores, sugere áreas prioritárias para a conservação de mamíferos. A diferença desse artigo para os demais é que, para sugerir essas áreas, os pesquisadores se basearam em três dimensões de diversidade: taxonômica, funcional e filogenética.

Mas, o que significa cada tipo de diversidade e qual a sua importância para a conservação? A diversidade taxonômica é uma medida do número de espécies presentes numa área. É uma importante medida quantitativa, mas se utilizada sozinha, pode superestimar a biodiversidade de uma região. A diversidade funcional expressa o grau de diferenças funcionais entre espécies. Ela leva em consideração o papel dos organismos no ecossistema e o quanto esse papel é importante para a manutenção desse ecossistema, como por exemplo, o serviço de polinização feito pelas abelhas ou ainda, o serviço de fluxo de nutrientes exercido pela ictiofauna. Essas características funcionais podem ser morfológicas, fisiológicas, reprodutivas ou comportamentais. Por fim, a diversidade filogenética leva em conta a história evolutiva das espécies contidas em uma determinada área. Assim, a história evolutiva captura a singularidade das linhagens através do tempo e nos dá uma ideia do risco de extinção a que uma espécie está submetida.

Atualmente, há uma discordância entre diversos estudos que utilizam as três dimensões de diversidade para sugerir ou avaliar áreas de preservação ambiental. Alguns estudos mostram que há correlação entre as três dimensões de diversidade em algumas áreas protegidas, ao passo que outros mostram uma enorme falta de congruência geográfica em áreas de preservação, ou seja, algumas áreas são selecionadas baseando-se em um ou outro tipo de diversidade e, por isso, acabam não representando e nem protegendo a biodiversidade local de maneira adequada.

No artigo, Brum e colaboradores encontraram áreas importantes para a conservação de mamíferos baseadas nas três dimensões de diversidade. Segundo os autores, as áreas prioritárias baseadas em diversidade funcional e filogenética tiveram bastante sobreposição, enquanto que as áreas selecionadas baseadas em diversidade taxonômica foram esparsas. A figura abaixo mostra as áreas selecionadas levando em consideração cada uma das diversidades separadas e sobrepostas. Fica evidente que não existe muita sobreposição das áreas selecionadas pelos diferentes índices de diversidade (de fato, somente 4,6% das áreas foram sobrepostas). Isso evidencia a importância da escolha de áreas prioritárias para conservação baseada em mais de uma dimensão ecológica a fim de proteger a biodiversidade como um todo.

Figura 1 -teste

Figura 1: áreas de preservação ambiental sugeridas com base em três dimensões de diversidade: dimensão taxonômica (taxonomic dimension), dimensão filogenética (phylogenetic dimension) e dimensão funcional (trait dimension). O último mapa mostra áreas de sobreposição entre as múltiplas dimensões.

 

Segundo uma das autoras do trabalho, Ana D. Davidson, proteger diferentes dimensões de biodiversidade ajuda a garantir o potencial evolutivo das espécies para se adaptar em um mundo que muda rapidamente e, assim, resguardar a sua contribuição na natureza da qual todos dependemos. Dos 4,6% das áreas prioritárias que guardam as três dimensões de diversidade, apenas 1% estão protegidas atualmente. Os resultados do artigo de Brum e colaboradores concordam com outras pesquisas que afirmam que diversas áreas protegidas não possuem um alto valor para conservação. Na maioria das vezes, essas áreas são escolhidas por serem remotas ou de baixo valor econômico. Considerando que 14% de áreas terrestres são protegidas atualmente no mundo, Brum e colaboradores sugerem que as áreas prioritárias selecionadas para futura conservação poderiam corresponder aos 3,6% restantes que possuem concordância entre as três dimensões de diversidade (Figura 2). Dessa maneira, não só teríamos áreas de proteção mais eficientes, como também seria atingida a meta recomendada pelo Plano Estratégico para 2011-2020 proposto na 10º Convenção de Diversidade Biológica (17% do território terrestre como área protegida).

Figura 2-Fernanda brum

Figura 2: Mapa mostrando áreas de proteção ambiental existentes (verde), áreas com sobreposição das três dimensões de diversidade (marrom) e áreas com sobreposição das dimensões de diversidade atualmente protegidas (laranja). No artigo, os autores sugerem que as áreas em marrom sejam prioridade para conservação, pois guardariam as três dimensões de diversidade, sendo assim, mais eficientes.

Infelizmente, colocar o plano em ação não é tão fácil. Outros fatores devem ser levados em consideração antes de transformar as áreas identificadas no artigo em áreas de preservação, como custos, considerações políticas e sociais e fundos disponíveis para a compra de terras. Além disso, o trabalho de Brum e colaboradores identifica áreas prioritárias para a preservação de mamíferos, mas outros grupos de organismos também devem ser levados em consideração. Conservar a biodiversidade vai além da conservação de um ou outro grupo e é crucial para garantir a provisão dos serviços prestados pelo ecossistema e sua contribuição para o bem-estar humano.

Referências:

Fernanda T. Brum et al. (2017). Global priorities for conservation across multiple dimensions of mammalian diversity. PNAS, 144 (29): 7641-7646.

www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170706121159.htm