O fóssil de 165 milhões de anos de Microdocodon gracilis , um minúsculo, animal parecido com o musaranho, mostra o primeiro exemplo de ossos hióide modernos na evolução dos mamíferos.

Os ossos hióide ligam a parte de trás da boca, ou faringe, às aberturas do esôfago e da laringe. Os hióides dos mamíferos modernos, incluindo humanos, são organizados em forma de "U", semelhante ao assento de sela do balanço infantil, suspenso por segmentos articulados do crânio. Ajuda-nos a transportar e engolir alimentos e líquidos mastigados - uma função crucial da qual depende o nosso sustento.

Os mamíferos como um todo são muito mais sofisticados do que outros vertebrados vivos em mastigar alimentos e engoli-los um pequeno caroço de cada vez, em vez de engolir grandes mordidas ou presas inteiras como um crocodilo.

"Os mamíferos se tornaram tão diversos hoje por meio da evolução de diversas maneiras de mastigar seus alimentos, tempo são insetos, vermes, eu no, ou plantas. Mas não importa o quão diferente os mamíferos possam mastigar, todos eles têm que engolir da mesma forma, "disse Zhe-Xi Luo, Ph.D., professor de biologia orgânica e anatomia da Universidade de Chicago e autor sênior de um novo estudo do fóssil, publicado esta semana em Ciência .

"Essencialmente, a maneira especializada de os mamíferos mastigarem e engolirem é possibilitada pelos ágeis ossos hióide na parte posterior da garganta, "Luo disse.

'Um primitivo, lindo fóssil '

Este aparelho hióide moderno é móvel e permite que os músculos da garganta controlem as funções intrincadas de transporte e deglutição de alimentos mastigados ou líquidos de bebidas. Outros vertebrados também têm ossos hióide, mas seus híbridos são simples e semelhantes a bastões, sem articulações móveis entre os segmentos. Eles só podem engolir alimentos inteiros ou em grandes pedaços.

Quando e como essa estrutura hióide única apareceu pela primeira vez em mamíferos, Contudo, há muito tempo é questionado entre os paleontólogos. Em 2014, Chang-Fu Zhou, Ph.D., do Museu Paleontológico de Liaoning, na China, o principal autor do novo estudo, encontrou um novo fóssil de Microdocodon preservado com delicados ossos hióide no famoso sítio Jurassic Daohugou, no nordeste da China. Logo em seguida, Luo e Thomas Martin da Universidade de Bonn, Alemanha, encontrou-se com Zhou na China para estudar o fóssil.

"É um imaculado, lindo fóssil. Fiquei surpreso com a preservação primorosa deste minúsculo fóssil à primeira vista. Percebemos que era incomum, mas ficamos intrigados com o que havia de incomum nisso, "Luo disse." Depois de tirar fotos detalhadas e examinar o fóssil ao microscópio, ocorreu-nos que este animal jurássico tem pequenos ossos hióide, muito parecidos com os dos mamíferos modernos. "

Esse novo insight deu a Luo e seus colegas um contexto adicional sobre como estudar o novo fóssil. Microdocodon é um docodont, de uma linhagem extinta de parentes próximos de mamíferos da Era Mesozóica, denominados mamíferos. Anteriormente, paleontologistas previram que hióides como este deveriam estar presentes em todos os primeiros mamíferos, mas era difícil identificar os ossos delicados. Depois de encontrá-los em Microdocodon , Desde então, Luo e seus colaboradores encontraram estruturas hioides fossilizadas semelhantes em outros mamíferos mesozóicos.

"Agora podemos, pela primeira vez, abordar como a função crucial para engolir evoluiu entre os primeiros mamíferos a partir do registro fóssil, "Luo disse." Os pequenos hioides de Microdocodon são um grande marco para a interpretação da evolução da função alimentar dos mamíferos. "

Novos insights sobre a evolução dos mamíferos como um todo

Luo também trabalhou com o acadêmico de pós-doutorado Bhart-Anjan Bhullar, Ph.D., agora no corpo docente da Universidade de Yale, e abril Neander, um artista científico e especialista em visualização de fósseis por TC na UChicago, estudar elencos de Microdocodon e reconstruir como viveu.

A mandíbula e o ouvido médio dos mamíferos modernos são desenvolvidos a partir (ou em torno) do primeiro arco faríngeo, estruturas em um embrião de vertebrado que se desenvolvem em outros ossos e tecidos reconhecíveis. Enquanto isso, os hioides são desenvolvidos separadamente do segundo e do terceiro arcos faríngeos. Microdocodon tem uma orelha média primitiva ainda ligada à mandíbula, como a de outros mamíferos primitivos, como cinodontes, que é diferente do ouvido dos mamíferos modernos. No entanto, seus híbridos já são como os dos mamíferos modernos.

"Os hióides e os ossos do ouvido são todos derivados da boca do vertebrado primordial e do esqueleto das guelras, com o qual nossos primeiros ancestrais semelhantes a peixes se alimentaram e respiraram, "Bhullar disse." O articulado, hióide móvel de Microdocodon coexiste com um ouvido médio arcaico - ainda preso ao maxilar inferior. Portanto, a construção do mamífero moderno envolveu uma reaproveitamento em série de um sistema verdadeiramente antigo. "

O minúsculo, criatura parecida com o musaranho provavelmente pesava apenas 5 a 9 gramas, com um corpo esguio, e uma cauda excepcionalmente longa. As dimensões dos ossos dos membros correspondem às dos modernos habitantes das árvores.

"Os ossos de seus membros são finos como palitos de fósforo, e, no entanto, este pequeno mamífero mesozóico ainda vivia uma vida ativa nas árvores, "Neander disse.

Os leitos fósseis que produziram Microdocodon são datados de 164 a 166 milhões de anos. Microdocodon coexistiu com outros docodontes como o semiaquático Castorocauda, o Docofossor subterrâneo, a casa da árvore Agilodocodon , bem como alguns planadores mamíferos.