Os mamíferos são únicos em muitos aspectos. Somos de sangue quente e ágeis em comparação com nossos parentes reptilianos.

Mas um novo estudo, financiado pela National Science Foundation (NSF) e liderado pelos pesquisadores da Universidade de Harvard Stephanie Pierce e Katrina Jones, sugere que somos únicos em mais uma maneira - a composição de nossas espinhas. Os pesquisadores descrevem sua descoberta em um artigo publicado esta semana na revista. Ciência .

"A lombada é basicamente como uma série de contas em um cordão, com cada conta representando um único osso - uma vértebra, "disse Pierce, curador de paleontologia de vertebrados em Harvard. "Na maioria dos animais de quatro patas, como lagartos, todas as vértebras parecem e funcionam da mesma forma.

"Mas as espinhas dorsais dos mamíferos são diferentes. As diferentes seções ou regiões da coluna, como o pescoço, tórax e região lombar - assumem formas muito diferentes. Eles funcionam separadamente e, portanto, podem se adaptar a diferentes estilos de vida, como correr, vôo, cavando e escalando. "

Embora as espinhas dorsais dos mamíferos sejam especializadas, as regiões que os sustentam eram consideradas antigas, datando dos primeiros animais terrestres.

Os mamíferos aproveitaram ao máximo o projeto anatômico existente, ou assim os cientistas acreditavam. Contudo, o novo estudo está desafiando essa ideia examinando o registro fóssil.

“Não há animais vivos hoje que registrem a transição de um ancestral 'semelhante a um lagarto' para um mamífero, "disse Jones, autor principal do estudo. "Fazer isso, temos que mergulhar no registro fóssil e olhar para os precursores extintos dos mamíferos, os sinapsídeos não mamíferos. "

Esses ancestrais antigos detêm a chave para compreender a origem das características específicas dos mamíferos, incluindo a coluna vertebral.

Mas estudar fósseis não é fácil. "Os fósseis são escassos e encontrar animais extintos com mais de 25 vértebras no lugar é incrivelmente raro, "Jones disse.

Para resolver este problema, os pesquisadores vasculharam coleções de museus em todo o mundo para estudar os fósseis de animais mais bem preservados que viveram há cerca de 320 milhões de anos.

"Olhando para o passado antigo, uma mudança precoce na coluna vertebral dos mamíferos foi um primeiro passo importante em sua evolução, "disse Dena Smith, um diretor de programa na Divisão de Ciências da Terra da NSF, que financiou a pesquisa. "Mudanças na coluna vertebral ao longo do tempo permitiram que os mamíferos se desenvolvessem na miríade de espécies que conhecemos hoje."

Pierce e Jones, junto com o co-autor Ken Angielczyk do Field Museum em Chicago, examinou dezenas de espinhos fósseis, bem como mais de 1, 000 vértebras de animais vivos, incluindo ratos, crocodilos, lagartos e anfíbios.

Eles queriam descobrir se as regiões vertebrais dos mamíferos eram tão antigas quanto se pensava, ou se os mamíferos estivessem fazendo algo único.

"Se as regiões vertebrais tivessem permanecido inalteradas ao longo da evolução, como hipotetizado, esperaríamos ver as mesmas regiões nos sinapsídeos de não mamíferos que vemos nos mamíferos hoje, "disse Pierce.

Mas não parece ser o caso. Quando os pesquisadores compararam o posicionamento e a forma das vértebras, eles encontraram algo surpreendente. A coluna vertebral ganhou novas regiões durante a evolução dos mamíferos.

"Os primeiros sinapsídeos não mamíferos tinham menos regiões do que os mamíferos vivos, "disse Jones.

Cerca de 250 milhões de anos atrás, uma nova região evoluiu perto dos ombros e das patas dianteiras. Mudanças dramáticas também começaram a aparecer nos membros anteriores de animais conhecidos como terapsídeos não mamíferos.

Esses desenvolvimentos simultâneos, os cientistas acreditam, provavelmente ocorreu em conjunto com mudanças em como as criaturas andavam e corriam.

"Parece haver algum tipo de conversa cruzada durante o desenvolvimento entre os tecidos que formam as vértebras e a omoplata, "Pierce disse." Acreditamos que essa interação resultou na adição de uma região perto do ombro, à medida que os membros anteriores de nossos ancestrais evoluíram para assumir novas formas e funções. "

Mais tarde, uma região emergiu perto da pelve. “É esta última região, a região lombar sem costelas, que parece ser capaz de se adaptar ao máximo a diferentes ambientes, "disse Pierce.

A etapa final na construção da espinha dorsal do mamífero pode estar ligada a mudanças nos genes Hox, importante para as regiões da coluna vertebral no início de seu desenvolvimento.

"Fomos capazes de fazer conexões entre mudanças nos esqueletos de animais extintos e idéias na moderna biologia do desenvolvimento e genética, "Jones disse." Esta abordagem combinada está nos ajudando a entender o que torna um mamífero um mamífero. "