Os primeiros animais da Terra não tinham esqueleto e isso muda tudo

Essa data inicial gerou debate porque antecede os fósseis de esponjas confirmados mais antigos em pelo menos 100 milhões de anos. Para resolver este conflito de longa data, uma equipa de investigação internacional liderada pela Dra. M. Eleonora Rossi, da Escola de Ciências Biológicas da Universidade de Bristol, examinou mais de perto a forma como os esqueletos das esponjas evoluíram.

O registro fóssil e as espículas desaparecidas

As esponjas modernas contêm esqueletos feitos de inúmeras estruturas microscópicas semelhantes a vidro, chamadas espículas. Esses elementos duráveis ​​fossilizam bem e aparecem em rochas que datam de cerca de 543 milhões de anos, até o final do Período Ediacarano. No entanto, os cientistas não encontraram espículas em rochas mais antigas. Essa ausência alimentou o ceticismo sobre se as esponjas realmente se originaram tão cedo quanto sugerem as evidências genéticas.

Para resolver a discrepância, a Dra. Rossi e seus colegas usaram uma estratégia em duas partes. Primeiro, analisaram dados de 133 genes codificadores de proteínas juntamente com informações fósseis para construir uma linha do tempo evolutiva revista. Os seus resultados situam a origem das esponjas entre 600 e 615 milhões de anos atrás, diminuindo a lacuna entre as previsões genéticas e as evidências fósseis. Em seguida, eles examinaram como os esqueletos das esponjas se desenvolveram ao longo do tempo e descobriram que as espículas surgiram independentemente em linhagens de esponjas separadas.

Rossi, Pesquisador Associado Honorário, explicou: “Nossos resultados mostram que as primeiras esponjas tinham corpo mole e não tinham esqueletos mineralizados. É por isso que não vemos espículas de esponjas em rochas de cerca de 600 milhões de anos atrás – simplesmente não havia nenhuma para preservar.”

Evolução independente de esqueletos de esponja

A ideia de que os esqueletos das esponjas evoluíram mais de uma vez é apoiada por diferenças estruturais e genéticas entre as espécies vivas. Ana Riesgo, especialista mundial em evolução de esponjas do Museu de Ciências Naturais de Madrid (Espanha), disse: “Já tínhamos algumas pistas que sugeriam que os esqueletos das esponjas evoluíram de forma independente. Os esqueletos das esponjas modernas podem ser parecidos, mas são construídos de maneiras muito diferentes. Alguns são feitos de calcita, o mineral que compõe o giz, outros de sílica, essencialmente vidro, e quando examinamos seus genomas, vemos que genes completamente diferentes estão envolvidos.”

Para reconstruir esta história evolutiva, a equipe contou com um modelo estatístico de computador. Joseph Keating, co-autor do estudo, descreveu sua abordagem: “Usamos um processo de Markov, um tipo de modelo preditivo que é amplamente aplicado em áreas como finanças, IA, mecanismos de busca e previsão do tempo. Ao modelar transições entre diferentes tipos de esqueletos, incluindo formas de corpo mole, descobrimos que quase todos os modelos rejeitam fortemente a ideia de que as primeiras esponjas tinham esqueletos mineralizados. Apenas um modelo irreal que trata todos os tipos de minerais como equivalentes sugere o contrário, e mesmo assim os resultados são ambíguos. “

Repensando a ascensão dos primeiros animais

As descobertas levantam novas questões sobre o que impulsionou os estágios iniciais da evolução das esponjas. Hoje, quase todas as esponjas têm espículas mineralizadas, o que pode sugerir que os esqueletos desempenharam um papel fundamental no seu sucesso inicial. No entanto, a nova análise desafia essa suposição.

O professor Phil Donoghue, professor de paleobiologia na Universidade de Bristol, disse: “Dado que quase todas as esponjas vivas têm esqueletos compostos de espículas mineralizadas, podemos naturalmente assumir que as espículas foram importantes na evolução inicial das esponjas. Os nossos resultados desafiam esta ideia, sugerindo que a diversificação inicial das esponjas foi impulsionada por algo completamente diferente – e o que isso era ainda é um mistério tentador.”

As implicações vão além das esponjas apenas. O professor Davide Pisani, professor de filogenômica da Universidade de Bristol, concluiu: “Mas não se trata apenas de esponjas. As esponjas são a primeira linhagem de animais construtores de recifes a evoluir e podem muito bem ter sido a primeira linhagem animal, embora isso ainda seja debatido. Compreender sua evolução fornece informações importantes sobre a origem dos primeiros sistemas de recifes. Trata-se de como a vida e a Terra co-evoluíram e como a evolução dos primeiros animais mudou nosso planeta para sempre, permitindo, em última análise, o surgimento da vida animal formas com as quais estamos familiarizados, incluindo os humanos.”