Nova pesquisa sugere que diversos capacetes em mamíferos com cascos evoluíram de um ancestral comum
Uma grande variedade de capacetes para mamíferos está em exibição no Centro Richard Gilder de Ciência, Educação e Inovação do Museu como parte do Núcleo de Coleções Louis V. Gerstner Jr. Crédito:Alvaro Keding/ AMNH Dos pequenos ossicones de uma girafa aos gigantescos chifres de um alce macho - que podem crescer até a largura de um carro - o capacete dos mamíferos ruminantes com cascos é extremamente diversificado, e novas pesquisas sugerem que, apesar das diferenças físicas, aspectos fundamentais desses mamíferos ósseos as adaptações provavelmente evoluíram de um ancestral comum.
Esta descoberta foi publicada hoje na revista Communications Biology por pesquisadores do Museu Americano de História Natural e do Baruch College e do CUNY Graduate Center.
"Chifres e chifres são estruturas incrivelmente diversas, e os cientistas há muito debatem suas origens evolutivas", disse Zachary Calamari, professor assistente do Baruch College e do CUNY Graduate Center e pesquisador associado do Museu. “Esta investigação genómica não só nos aproxima da resolução de um mistério evolutivo, mas também nos ajuda a compreender melhor como os ossos se formam em todos os mamíferos”.
Existem cerca de 170 espécies modernas de mamíferos ruminantes com cascos com capacete e muitas mais no registro fóssil. O capacete que vemos hoje vem em quatro tipos – chifres, chifres, ossicones e pronghorns – e são usados de diversas maneiras, inclusive para defesa, reconhecimento de outros membros da espécie e acasalamento. Até recentemente, os cientistas não tinham certeza se esses vários capacetes ósseos evoluíram independentemente em cada grupo de ruminantes ou a partir de um ancestral comum compartilhado.
Como Ph.D. em biologia comparativa. estudante da Escola de Pós-Graduação Richard Gilder do Museu, Calamari começou a investigar essa questão usando análise genômica e de forma 3D baseada em computador. Trabalhando com John Flynn, curador de mamíferos fósseis do Museu Frick, Calamari se concentrou no sequenciamento de transcriptomas, os genes expressos em um tecido em um momento específico, para capacetes.
Sua pesquisa apóia a ideia de que todas as formas de capacete de ruminantes evoluíram de um ancestral comum como protuberâncias ósseas emparelhadas da "testa" dos animais, a área próxima aos ossos frontais do crânio.
“Nossos resultados fornecem mais evidências de que os chifres se formam a partir da crista neural craniana, uma camada de células embrionárias que forma a face, e não a partir das células que formam os ossos nas laterais e na parte posterior da cabeça”, disse Flynn. "É surpreendente que estas sejam as mesmas células que formam os chifres. E os padrões distintos de expressão genética em chifres de gado e chifres de veado, em relação a outros 'controles' de tecido ósseo e cutâneo, fornecem evidências convincentes de origem compartilhada de aspectos fundamentais destes estruturas ósseas espetaculares em um ancestral antigo."
O autor do estudo, Zachary Calamari, escaneando um crânio de alce no Museu Americano de História Natural. Crédito:Matt Shanley/ AMNH
Ao comparar seu transcriptoma de chifre de gado recém-sequenciado com transcriptomas de chifre de veado e pele de porco, Calamari e Flynn confirmaram pela primeira vez com transcriptomas que as diferenças específicas da família no arnês provavelmente evoluíram como elaborações em uma estrutura óssea geral herdada de um ancestral comum.
“Além dos padrões de expressão gênica que sustentam uma origem única de chifres e galhadas, nossos resultados também mostram que a regulação dos padrões de expressão gênica nessas estruturas pode diferir de outros ossos”, disse Calamari.
"Esses resultados nos ajudam a entender a história evolutiva dos chifres e galhadas e podem sugerir que as diferenças em outros apêndices cranianos de ruminantes, como ossicones e pronghorns, também são elaborações de um apêndice craniano ancestral compartilhado."
