p Muitas criaturas podem usar campos elétricos para se comunicar, detectar predadores ou atordoar suas presas com poderosos choques elétricos, mas como essa habilidade surgiu era um mistério. p Nosso novo jornal, publicado esta semana no jornal Paleontologia , detalha como essa eletrorrecepção pode ter evoluído nos primeiros animais com espinha dorsal.

p Também revela como tipos completamente novos de órgãos sensoriais estavam presentes nos antigos parentes de tubarões e peixes ósseos, os extintos peixes placoderme.

p O que é eletrorrecepção e como funciona?

p Os tubarões são o garoto-propaganda da eletrorrecepção. Algumas espécies são tão sensíveis a campos elétricos que podem detectar a carga de uma única bateria de lanterna conectada a eletrodos 16, 000km de distância. Sabe-se que os grandes tubarões brancos reagem a cargas de um milionésimo de volt na água.

p Os eletrorreceptores (conhecidos como ampolas de Lorenzini) são tubos cheios de gel que se abrem na superfície da pele dos tubarões. Dentro, cada tubo termina em um bulbo conhecido como ampola. Se você remover a pele da cabeça de um tubarão, centenas dessas lâmpadas podem ser vistas.

p A geléia no tubo é altamente condutora, o que permite que o potencial elétrico na abertura do poro seja transferido para a ampola na base do tubo. As diferenças de voltagem através da membrana que reveste cada ampola causam a ativação dos nervos, enviando sinais para o cérebro.

p Eletrorreceptores são mais frequentemente usados ​​para capturar presas, pela detecção de campos elétricos gerados pela presa. Por exemplo, isso permite que os tubarões encontrem presas escondidas na areia.

p Alguns peixes também desenvolveram eletrocomunicação complexa, pelos quais eles se comunicam por meio da detecção de sinais elétricos produzidos por outros peixes.

p Embora mais conhecido dos tubarões, a eletrorrecepção também é conhecida em vários grupos obscuros de peixes, incluindo peixes pulmonados, celacantos, os bizarros quimerídeos, e as antigas lampreias sem mandíbula.

p Na verdade, eletrorrecepção é surpreendentemente comum em vertebrados, o que nos levou a buscar sua presença nos ancestrais dos peixes vivos por meio do estudo de fósseis antigos.

p Evidência fóssil para eletrorrecepção

p A tomografia computadorizada de alta resolução nos permitiu "dissecar digitalmente" fósseis bem preservados e revelar sistemas sensoriais preservados dentro dos ossos. Um dos sistemas sensoriais mais conhecidos em peixes fósseis é o sistema da linha lateral, que detecta mudanças de pressão na água. Os peixes usam este sistema para mudar de direção como um grupo sem colidir uns com os outros ao nadar em um cardume.

p Mas ao redor do sistema de linha lateral em alguns peixes fósseis havia outra série de pequenos orifícios. A tomografia computadorizada revelou que sua estrutura interna era semelhante a eletrorreceptores em peixes vivos, e a posição dos poros corresponde à distribuição dos eletrorreceptores em peixes pulmonados vivos.

p Um sistema complexo de tubos ramificados (abaixo) parece ter fornecido nervos aos eletrorreceptores.

p Esses antigos sistemas eletrorreceptores parecem ter sido particularmente elaborados em peixes pulmonados fósseis. Os peixes pulmonados são um grupo antigo, que ainda sobrevivem na Austrália, África e América do Sul. O peixe pulmonado fóssil da Austrália, excepcionalmente preservado, com 400 milhões de anos, tinha focinhos cobertos por uma densa matriz desses eletrorreceptores.

p Outros fósseis do mesmo período mostram que os sistemas eletrorreceptores podem ter sido bastante diversos. Por exemplo, outro peixe antigo, relacionado com os peixes com nadadeiras raiadas, chamados Ligulalepis , tem uma série de grandes poços que se alargam na base, que podem representar grupos de eletrorreceptores.

p Agora parece que durante a evolução inicial dos vertebrados, os sistemas eletrorreceptores eram diversos e passaram por um período de experimentação.

p Alguns desses primeiros experimentos foram bem-sucedidos e persistem até hoje. Por exemplo, o celacanto ( Latimeria ) é um peixe de nadadeiras lobadas único, mais relacionado aos animais terrestres do que a maioria dos outros peixes. Possui um órgão eletrorreceptor especializado denominado órgão rostral embutido em sua caixa craniana. Isso é usado para detectar presas escondidas em pequenas fendas quando o celacanto executa sua "parada de cabeça" característica.

p Novos sistemas sensoriais desconhecidos

p Nossos estudos também revelaram sistemas sensoriais até então desconhecidos nos peixes placoderme, um grupo extinto que dominou os ecossistemas entre cerca de 420 milhões e 360 ​​milhões de anos atrás. Esses sistemas sensoriais parecem ser completamente únicos, embora não se assemelhem a eletrorreceptores.

p Estes incluem grandes fossas na parte inferior da bochecha, que chamamos de "aparelho de Young" em homenagem ao pesquisador australiano de placoderme, Dr. Gavin Young, quem primeiro os ilustrou em detalhes a partir de fósseis 3-D encontrados perto da represa Burrinjuck.

p Embora não possamos confirmar para que foram usados, o fato de esses buracos mostrarem uma passagem nervosa através do osso sugere que eles podem ter abrigado algum tipo de sistema sensorial incomum.

p Quanto mais estudamos os antigos placodermos mandibulares, Quanto mais descobrimos sobre eles, isso simplesmente não corresponde às previsões dos primeiros pesquisadores que pensavam que eram essencialmente semelhantes a tubarões.

p Recentemente, descobrimos que os membros mais velhos do grupo tinham mandíbulas e ossos da bochecha semelhantes aos dos primeiros peixes ósseos (osteichthyans). Placodermas também revelaram a origem da face dos vertebrados, como os órgãos sexuais evoluíram pela primeira vez e quando a cópula de vertebrados se originou.

p A descoberta inesperada de novos tipos de sistemas sensoriais também envia um sinal evolucionário de que eles não são semelhantes aos tubarões e, na verdade, são muito distintos na maneira como sentiam seu ambiente.

p Nosso estudo desses peixes fascinantes continua à medida que fósseis de placoderme 3-D mais impressionantes estão sendo encontrados em locais australianos, e preparado usando métodos ditigais e tomográficos de TC. Um trabalho está em andamento aqui na Austrália que em breve revelará novas informações sobre a anatomia desses peixes nunca antes imaginada. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.