O porco-espinho fóssil da Flórida resolve um dilema espinhoso que está sendo preparado há 10 milhões de anos
Os porcos-espinhos sul-americanos têm espinhos grandes e ocos, enquanto os da América do Norte são menos visíveis - mas igualmente dolorosos. Crédito:Museu da Flórida, Kristen Grace Há um debate de longa data entre os biólogos que estudam porcos-espinhos. Existem 16 espécies de porco-espinho na América Central e do Sul, mas apenas uma nos Estados Unidos e Canadá. Evidências de DNA sugerem que o único porco-espinho da América do Norte pertence a um grupo que se originou há 10 milhões de anos, mas os fósseis parecem contar uma história diferente. Alguns paleontólogos pensam que podem ter evoluído há apenas 2,5 milhões de anos, no início das eras glaciais.
Um novo estudo publicado na revista Current Biology afirma ter reconciliado a disputa, graças a um esqueleto de porco-espinho excepcionalmente raro e quase completo descoberto na Flórida.
Os autores chegaram à conclusão estudando as principais diferenças na estrutura óssea entre os porcos-espinhos da América do Norte e do Sul, mas chegar lá não foi fácil. Foi necessária uma turma inteira de estudantes de graduação e pós-graduação e vários anos de cuidadosa preparação e estudo.
“Mesmo para um curador experiente com todo o conhecimento necessário, leva uma quantidade incrível de tempo para estudar e processar completamente um esqueleto inteiro”, disse a autora principal Natasha Vitek. Enquanto estudava como estudante de doutorado no Museu de História Natural da Flórida, Vitek se uniu ao curador de paleontologia de vertebrados Jonathan Bloch para criar um curso universitário no qual os alunos adquiriam experiência prática em pesquisa estudando fósseis de porco-espinho.
A radiação antiga deu origem aos maiores roedores do mundo
Os porcos-espinhos são um tipo de roedor e os seus antepassados provavelmente tiveram origem em África há mais de 30 milhões de anos. Desde então, os seus descendentes vaguearam pela Ásia e por partes da Europa por terra, mas a sua viagem para a América do Sul é um acontecimento particularmente marcante na história dos mamíferos.
Atravessaram o Oceano Atlântico – provavelmente através de rafting – quando a África e a América do Sul estavam muito mais próximas umas das outras do que hoje. Foram os primeiros roedores a pisar no continente, onde evoluíram para grupos conhecidos como porquinhos-da-índia, chinchilas, capivaras e porcos-espinhos.
Alguns assumiram proporções gigantescas. Havia animais pesados, parecidos com ratos, com até um metro e meio de comprimento, equipados com um cérebro minúsculo que pesava menos que uma ameixa. Parentes extintos da capivara cresceram até o tamanho de vacas.
Os porcos-espinhos permaneceram relativamente pequenos e desenvolveram adaptações para a vida nas copas das árvores das exuberantes florestas tropicais da América do Sul. Hoje, eles viajam pela copa com a ajuda de longos dedos cobertos por garras rombas em forma de foice, perfeitamente anguladas para agarrar galhos. Muitos também têm caudas longas e preênseis, capazes de suportar seu peso, que usam para escalar e pegar frutas.
A ex-aluna de pós-graduação Natasha Vitek e seu orientador Jonathan Bloch co-criaram um curso universitário para os alunos aprenderem sobre paleontologia enquanto adquiriam experiência prática com um raro esqueleto de porco-espinho de 2 milhões de anos. Crédito:Museu da Flórida, Jeff Gage
Apesar de seu excelente histórico de locomoção, a América do Sul foi um beco sem saída por muitos milhões de anos. Uma vasta rota marítima com correntes rápidas separava a América do Norte e a América do Sul, e a maioria dos animais não conseguiu atravessá-la – com algumas exceções notáveis.
Começando há cerca de 5 milhões de anos, o Istmo do Panamá subiu acima do nível do mar, isolando o Pacífico do Atlântico. Esta ponte terrestre tornou-se o antigo equivalente a uma rodovia congestionada alguns milhões de anos depois, com o tráfego fluindo em ambas as direções.
Elefantes pré-históricos, felinos dente-de-sabre, onças, lhamas, queixadas, veados, gambás e ursos migraram da América do Norte para o Sul. A caminhada reversa foi feita por quatro tipos diferentes de preguiças terrestres, tatus enormes, aves do terror, capivaras e até um marsupial.
Os dois grupos tiveram destinos radicalmente diferentes. Os mamíferos que migraram para o sul tiveram um desempenho bastante bom; muitos estabeleceram-se com sucesso em seus novos ambientes tropicais e sobreviveram até o presente. Mas quase todas as linhagens que se aventuraram para o norte, em ambientes mais frios, foram extintas. Hoje, existem apenas três sobreviventes:o tatu de nove bandas, o gambá da Virgínia e o porco-espinho norte-americano.
Novos fósseis capturam a evolução em flagrante
Os animais que viajaram para o norte tiveram que enfrentar novos ambientes que tinham pouca semelhança com aqueles que deixaram para trás. As florestas tropicais quentes deram lugar a pastagens abertas, desertos e florestas decíduas frias. Para os porcos-espinhos, isto significava enfrentar invernos brutais, menos recursos e descer das árvores para caminhar em terra. Eles ainda não pegaram o jeito do último; Os porcos-espinhos norte-americanos têm uma velocidade máxima de solo de cerca de 3 km/h.
Os porcos-espinhos sul-americanos estão equipados com uma pelagem ameaçadora de espinhos ocos e sobrepostos, que oferecem uma quantidade substancial de proteção, mas pouco fazem para regular a temperatura corporal. Os porcos-espinhos norte-americanos os substituíram por uma mistura de pêlo isolante e longos espinhos em forma de agulha que podem ser levantados quando se sentem ameaçados. Eles também tiveram que modificar sua dieta, o que mudou o formato de sua mandíbula.
“No inverno, quando seus alimentos favoritos não estão por perto, eles mordem a casca das árvores para chegar ao tecido mais macio que está por baixo. Não é uma boa comida, mas é melhor do que nada”, disse Vitek. “Achamos que esse tipo de alimentação é selecionado para uma estrutura específica da mandíbula que os torna melhores na retificação”.
Eles também perderam suas caudas preênseis. Embora os porcos-espinhos norte-americanos ainda gostem de escalar, esse não é o seu forte. Espécimes de museus frequentemente mostram evidências de fraturas ósseas cicatrizadas, provavelmente causadas por quedas de árvores.
Os porcos-espinhos da América do Norte (esquerda) e do Sul (direita) estão em trajetórias evolutivas separadas há até 10 milhões de anos. Crédito:Museu da Flórida, Kristen Grace
Muitas dessas características podem ser observadas em fósseis. O problema é que não existem muitos fósseis por aí. De acordo com Vitek, a maioria são dentes individuais ou fragmentos de mandíbula, e os pesquisadores costumam confundi-los com porcos-espinhos sul-americanos. Aqueles que são considerados pertencentes ao grupo norte-americano não possuem as características críticas que forneceriam aos paleontólogos pistas sobre como evoluíram.
Então, quando Art Poyer, paleontólogo do Museu da Flórida, encontrou um esqueleto de porco-espinho primorosamente preservado em uma pedreira de calcário da Flórida, eles estavam bem cientes de seu significado.
“Quando o trouxeram pela primeira vez, fiquei surpreso”, disse Bloch, autor sênior do estudo. “É tão raro obter esqueletos fósseis como este, não apenas com crânio e mandíbulas, mas com muitos ossos associados do resto do corpo. Isso permite uma imagem muito mais completa de como esse mamífero extinto teria interagido com seu ambiente. Imediatamente percebemos que ele era diferente dos modernos porcos-espinhos norte-americanos por ter uma cauda especializada para agarrar galhos”.
Ao comparar o esqueleto fóssil com ossos de porcos-espinhos modernos, Bloch e Vitek estavam confiantes de que poderiam determinar a sua identidade. Mas a quantidade de trabalho que isso exigiria era mais do que uma pessoa poderia fazer sozinha em um curto espaço de tempo. Então eles co-criaram um curso universitário de paleontologia, no qual a única tarefa do semestre inteiro era estudar ossos de porco-espinho.
“É o tipo de coisa que só poderia ser ensinada em um lugar como o Museu da Flórida, onde há coleções e alunos suficientes para estudá-las”, disse Vitek. "Nós nos concentramos nos detalhes da mandíbula, membros, patas e cauda. Foi necessária uma série de comparações muito detalhadas que você talvez nem notasse na primeira passagem."
Os resultados foram surpreendentes. O fóssil não tinha mandíbulas reforçadas para roer cascas e possuía uma cauda preênsil, fazendo com que parecesse mais relacionado aos porcos-espinhos sul-americanos. Mas, disse Vitek, outras características apresentam uma semelhança mais forte com os porcos-espinhos norte-americanos, incluindo o formato do osso do ouvido médio, bem como o formato dos dentes inferiores anteriores e posteriores.
Com todos os dados combinados, as análises forneceram consistentemente a mesma resposta. Os fósseis pertenciam a uma espécie extinta de porco-espinho norte-americano, o que significa que este grupo tem uma longa história que provavelmente começou antes da formação do istmo do Panamá. Mas permanecem questões sobre quantas espécies existiram neste grupo ou por que foram extintas.
“Uma coisa que não foi resolvida pelo nosso estudo é se estas espécies extintas são ancestrais diretos do porco-espinho norte-americano que está vivo hoje”, disse Vitek. "Também é possível que os porcos-espinhos tenham entrado duas vezes em regiões temperadas, uma vez ao longo da costa do Golfo e outra no oeste. Ainda não chegamos lá."
Jennifer Hoeflich, Isaac Magallanes, Sean Moran, Rachel Narducci, Victor Perez, Jeanette Pirlo, Mitchell Riegler, Molly Selba, María Vallejo-Pareja, Michael Ziegler, Michael Granatosky e Richard Hulbert do Museu de História Natural da Flórida também são autores do artigo. .
