p Os paleontólogos da Universidade de Toronto (U of T) e do Royal Ontario Museum (ROM) em Toronto revisitaram inteiramente uma pequena, mas excepcionalmente feroz, antiga criatura marinha chamada Habelia optata que confundiu os cientistas desde que foi descoberto, há mais de um século. p A pesquisa do autor principal Cédric Aria, recém-formado no programa de doutorado no departamento de ecologia e biologia evolutiva da Faculdade de Artes e Ciências da U of T, e co-autor Jean-Bernard Caron, curador sênior de paleontologia de invertebrados no ROM e professor associado nos departamentos de ecologia e biologia evolutiva e ciências da Terra na U of T, é publicado hoje em BMC Evolutionary Biology .

p Aproximadamente 2 cm de comprimento com uma cauda tão longa quanto o resto de seu corpo, o há muito extinto Habelia optata pertence ao grupo de animais invertebrados chamados artrópodes, que também inclui criaturas familiares como aranhas, insetos, lagostas e caranguejos. Viveu durante o período cambriano médio, há aproximadamente 508 milhões de anos, e vem do renomado depósito fóssil de Burgess Shale na Colúmbia Britânica. Habelia optata fazia parte da "explosão cambriana, "um período de rápida mudança evolutiva quando a maioria dos principais grupos de animais emergiu pela primeira vez no registro fóssil.

p Como todos os artrópodes, Habelia optata apresenta corpo segmentado com esqueleto externo e membros articulados. O que permaneceu obscuro por décadas, Contudo, era o principal subgrupo de artrópodes ao qual Habelia pertencia. Os primeiros estudos mencionaram mandibulados - uma linhagem hiperdiversa cujos membros possuem antenas e um par de apêndices especializados conhecidos como mandíbulas, geralmente usado para agarrar, espremer e esmagar sua comida. Mas Habelia mais tarde foi deixado como um dos artrópodes não resolvidos do Burgess Shale.

p A nova análise dos pesquisadores da U of T-ROM sugere que Habelia optata era, em vez disso, um parente próximo do ancestral de todos os queliceratos, o outro subgrupo de artrópodes que vivem hoje, nomeado para a presença de apêndices chamados quelíceras na frente da boca e usados ​​para cortar alimentos. Isso se deve principalmente à anatomia geral da cabeça em Habelia , e a presença de dois pequenos apêndices semelhantes a quelíceras revelados nesses fósseis.

p " Habelia agora mostra em grande detalhe a arquitetura corporal da qual emergiram os queliceratos, o que nos permite resolver algumas questões antigas, "disse Aria, que agora é um pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Geologia e Paleontologia de Nanjing, na China. "Agora podemos explicar o porquê, por exemplo, os caranguejos-ferradura têm um par reduzido de membros - a chilaria - na parte de trás da cabeça. Essas são relíquias de apêndices totalmente formados, já que os queliceratos parecem ter originalmente cabeças com pelo menos sete pares de membros. "

p Aria e Caron analisaram 41 espécimes no total, a maioria dos quais são novos espécimes adquiridos por grupos de trabalho de campo liderados pela ROM para o xisto de Burgess.

p A pesquisa ilustra que o corpo bem blindado de Habelia optata , coberto por uma infinidade de diferentes espinhos, foi dividido em cabeças, tórax e pós-tórax, todos com diferentes tipos de apêndices. O tórax exibe cinco pares de pernas que andam, enquanto o pós-tórax abriga apêndices arredondados provavelmente usados ​​na respiração.

p "Os escorpiões e os agora extintos escorpiões marinhos também são queliceratos com corpos divididos em três regiões distintas, "Explicou Aria." Achamos que essas regiões correspondem amplamente às de Habelia . Mas uma grande diferença é que os escorpiões e os escorpiões do mar, como todos os queliceratos, literalmente 'andar sobre suas cabeças, ' enquanto Habelia ainda tinha apêndices ambulantes em seu tórax. "

p Os pesquisadores argumentam que essa diferença na anatomia permitiu Habelia para desenvolver uma cabeça especialmente complexa que torna esta espécie fóssil ainda mais peculiar em comparação com os queliceratos conhecidos. A cabeça do Habelia continha uma série de cinco apêndices feitos de uma grande placa com dentes para mastigação, um galho parecido com uma perna com espinhos semelhantes a cerdas rígidas para agarrar, e um alongado, ramo delgado modificado como um apêndice sensorial ou tátil.

p "Este complexo aparato de apêndices e mandíbulas feito Habelia um predador excepcionalmente feroz para seu tamanho, "disse Aria." Provavelmente era muito móvel e eficiente para dilacerar suas presas. "

p O resultado surpreendente deste estudo, apesar da relação evolutiva de Habelia com queliceratos, é que essas características incomuns levaram os pesquisadores a comparar o chefe da Habelia com os mandibulados de uma perspectiva funcional. Assim, os ramos sensoriais peculiares podem ter sido usados ​​de maneira semelhante às mandibulas que usam antenas. Também, os apêndices em forma de placa sobrepostos na série do meio de cinco são mostrados para abrir e fechar paralelamente à parte inferior da cabeça - assim como eles fazem em mandibulados, especialmente aqueles que se alimentam de animais com carapaças endurecidas.

p Por último, um sétimo par de apêndices na parte posterior da cabeça parece ter cumprido uma função semelhante à dos "maxilípedes" - apêndices nos mandibulados que auxiliam os outros membros da cabeça no processamento dos alimentos. Essa ampla correspondência em função, e não na origem evolutiva, é chamada de "convergência".

p "Do ponto de vista evolutivo, Habelia está perto do ponto de divergência entre queliceratos e mandibulados, - disse Aria. - Mas suas semelhanças com mandibulados são modificações secundárias de características que em parte já eram quelicadas por natureza. Isso sugere que os queliceratos se originaram de espécies com alta variabilidade estrutural. "

p Os pesquisadores concluem da excelente estrutura da cabeça, bem como de pernas para andar bem desenvolvidas, naquela Habelia optata e seus parentes eram predadores ativos do fundo do mar Cambriano, caçando pequenas criaturas marinhas com conchas, como pequenos trilobitas - artrópodes com duras, exoesqueletos mineralizados que já eram muito diversos e abundantes durante a época cambriana.

p "Isso aumenta a importância das carapaças e conchas para a mudança evolutiva durante a explosão do Cambriano, e expande nossa compreensão dos ecossistemas neste momento, mostrando outro nível de relação predador-presa e seu impacto determinante no surgimento de artrópodes como os conhecemos hoje, "disse Caron, que era o supervisor de PhD de Aria quando a maior parte desta pesquisa foi concluída.

p “O aparecimento e a propagação de animais com conchas são consideradas uma das características definidoras da explosão cambriana, e Habelia contribui para ilustrar a importância desse fator ecológico para a diversificação inicial de queliceratos e artrópodes em geral. "

p Os resultados são descritos no estudo "Convergência mandibular em um quelicerato de haste cambriana blindada, "onde Habelia optata é trazida à vida pela artista visual e ilustradora científica Joanna Liang com animações que descrevem a arquitetura corporal espetacular e o complexo mecanismo de alimentação deste fóssil. Liang colaborou com Aria e Caron para produzir as animações como parte de sua tese de mestrado em comunicações biomédicas na U of T sob o supervisor Dave Mazierski.