p A Dra. Tanja Wintrich usa um microscópio de luz polarizada para examinar o disco intervertebral de um ictiossauro (réptil marinho) do período Jurássico. Crédito:Martin Sander / Uni Bonn
p Os discos intervertebrais conectam as vértebras e dão à coluna vertebral sua mobilidade. O disco consiste em um anel fibroso cartilaginoso e um núcleo gelatinoso como tampão. Sempre foi assumido que apenas humanos e outros mamíferos possuem discos. Um equívoco, como uma equipe de pesquisa sob a liderança da Universidade de Bonn descobriu agora:Até o Tyrannosaurus rex pode ter sofrido uma hérnia de disco. Os resultados já foram publicados na revista
Relatórios Científicos . p As cobras atuais e outros répteis não têm discos intervertebrais; em vez de, suas vértebras estão conectadas com as chamadas articulações esféricas. Aqui, a superfície da extremidade em forma de bola de uma vértebra se encaixa em uma depressão em forma de copo da vértebra adjacente, semelhante a uma articulação do quadril humano. No meio, há cartilagem e líquido sinovial para manter a articulação móvel. Esta construção evolutiva é boa para os répteis de hoje, porque evita o temido disco escorregado, que é causado por partes do disco escorregando para dentro do canal vertebral.
p "Achei difícil acreditar que répteis antigos não tinham discos intervertebrais, "diz a paleontóloga Dra. Tanja Wintrich da Seção de Paleontologia do Instituto de Geociências da Universidade de Bonn. Ela notou que as vértebras da maioria dos dinossauros e répteis marinhos antigos são muito semelhantes às dos humanos, ou seja, eles não têm juntas esféricas. Ela, portanto, se perguntou se répteis extintos tinham discos intervertebrais, mas havia "substituído" essas juntas por articulações esféricas no decorrer da evolução.
p Vértebras do torso do dinossauro de pescoço comprido "Arapahoe":Este esqueleto de dinossauro, com 27 metros, o mais longo já exibido na Europa, está atualmente em exibição no Museu Koenig em Bonn. A junta esférica entre duas vértebras pode ser vista ao lado da fita métrica. Crédito:Martin Sander / Uni Bonn
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Comparação das vértebras de dinossauros com animais ainda vivos hoje
p Para este fim, a equipe de pesquisadores liderada por Tanja Wintrich e com a participação da Universidade de Colônia e da TU Bergakademie Freiberg, bem como pesquisadores do Canadá e da Rússia examinaram um total de 19 dinossauros diferentes, outros répteis extintos, e animais ainda vivos hoje. Os pesquisadores concluíram que os discos intervertebrais não ocorrem apenas em mamíferos. Para essas investigações, vértebras ainda em conexão foram analisadas usando vários métodos.
p Surpreendentemente, O Dr. Wintrich agora também foi capaz de demonstrar que restos de cartilagem e até mesmo outras partes do disco intervertebral são quase sempre preservados em tais espécimes antigos, incluindo répteis marinhos como ictiossauros e dinossauros como o tiranossauro. Ela então traçou a evolução dos tecidos moles entre as vértebras ao longo da árvore genealógica dos animais terrestres, que 310 milhões de anos atrás se dividiram em linhagens de mamíferos e linha de dinossauros e pássaros.
p Seção fina através de uma parte da espinha de um ictiossauro do período jurássico inicial (180 milhões de anos) de Holzmaden, no sul da Alemanha. A incorporação na lama em camadas finas no fundo do mar garante uma boa preservação, que também inclui os restos do disco intervertebral entre as vértebras. Crédito:Tanja Wintrich / Uni Bonn
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Os discos intervertebrais surgiram várias vezes durante a evolução
p Não se sabia até então que os discos intervertebrais são uma característica muito antiga. Os resultados também mostram que os discos intervertebrais evoluíram várias vezes durante a evolução em diferentes animais, e provavelmente foram substituídas por articulações esféricas duas vezes em répteis. "A razão pela qual o disco intervertebral foi substituído pode ser que ele é mais suscetível a danos do que uma articulação esférica, "diz o Dr. Wintrich. No entanto, mamíferos sempre mantiveram discos intervertebrais, repetindo o padrão familiar de que são bastante limitados em sua flexibilidade evolutiva. "Essa percepção também é fundamental para a compreensão médica dos humanos. O corpo humano não é perfeito, e suas doenças refletem nossa longa história evolutiva, "acrescenta o paleontologista Prof. Dr. Martin Sander da Universidade de Bonn.
p Em termos de métodos de pesquisa, a equipe não se baseou apenas na paleontologia, mas também na anatomia médica, biologia do desenvolvimento e zoologia. Sob o microscópio, Ossos de dinossauros cortados com uma serra de pedra e então triturados muito finamente fornecem informações comparáveis às seções histológicas de tecido fixo e incrustado de animais existentes. Isso torna possível transpor os longos períodos de evolução e identificar processos de desenvolvimento. O Prof. Sander comenta:"É realmente surpreendente que a cartilagem da articulação e, aparentemente, até o próprio disco possam sobreviver por centenas de milhões de anos."
p Seção fina da coluna vertebral no microscópio óptico do mais antigo gênero de réptil marinho Mesosaurus (290 milhões de anos) do período Permiano. A lacuna entre as duas vértebras na parte inferior da imagem contém os restos do precursor do disco intervertebral. As cores brilhantes são criadas por luz polarizada e mostram o tipo de tecido ósseo e a fixação da cartilagem. Crédito:Tanja Wintrich / Uni Bonn
p Dr. Wintrich, que agora trabalha no Instituto de Anatomia da Universidade de Bonn, está satisfeito com a cooperação entre as áreas que tornou possível esse entendimento interdisciplinar em primeiro lugar:"Descobrimos que mesmo o Tyrannosaurus rex não estava protegido contra hérnia de disco." Somente dinossauros predadores semelhantes a pássaros desenvolveram articulações esféricas e articulações em sela, ainda visto em pássaros de hoje. Da mesma forma, essas articulações esféricas foram uma vantagem decisiva para a estabilidade da coluna vertebral dos maiores dinossauros, os dinossauros de pescoço comprido.
p Essa ponte entre a paleontologia e a medicina é seminal na Alemanha. O anatomista Prof. Dr. Karl Schilling da Universidade de Bonn, que não estava envolvido no novo estudo, relatórios:"Nos EUA, em contraste, pesquisadores de dinossauros e biólogos evolutivos estão frequentemente envolvidos no treinamento médico, especialmente em anatomia e embriologia. Isso dá aos jovens médicos uma perspectiva que está se tornando cada vez mais importante em um ambiente em rápida mudança. "