Restauração vitalícia do Lystrosaurus em estado de torpor. Crédito:Crystal Shin
A hibernação é um recurso familiar na Terra hoje. Muitos animais, especialmente aqueles que vivem perto ou dentro das regiões polares, hibernam para passar os meses difíceis de inverno, quando a comida é escassa, as temperaturas caem e os dias ficam escuros.
De acordo com uma nova pesquisa, esse tipo de adaptação tem uma longa história. Em um artigo publicado em 27 de agosto na revista Biologia das Comunicações , cientistas da Universidade de Washington e seu Museu Burke de História Natural e Cultura relatam evidências de um estado de hibernação em um animal que viveu na Antártica durante o Triássico Inferior, cerca de 250 milhões de anos atrás.
A criatura, um membro do gênero Lystrosaurus, era um parente distante de mamíferos. A Antártica durante o tempo do Lystrosaurus situava-se em grande parte dentro do Círculo Antártico, como hoje, e experimentou longos períodos sem luz solar a cada inverno.
Os fósseis são a evidência mais antiga de um estado semelhante à hibernação em um animal vertebrado, e indica que o torpor - um termo geral para hibernação e estados semelhantes em que os animais reduzem temporariamente sua taxa metabólica para passar por uma estação difícil - surgiu nos vertebrados antes mesmo de os mamíferos e dinossauros evoluírem.
“Os animais que vivem nos pólos ou perto deles sempre tiveram que lidar com os ambientes mais extremos presentes lá, "disse a autora principal Megan Whitney, um pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Harvard que conduziu este estudo como um estudante de doutorado em biologia da UW. "Essas descobertas preliminares indicam que entrar em um estado de hibernação não é um tipo relativamente novo de adaptação. É um tipo antigo."
Lystrosaurus viveu durante um período dinâmico da história do nosso planeta, surgindo pouco antes da maior extinção em massa da Terra no final do Período Permiano - que exterminou cerca de 70% das espécies de vertebrados na terra - e de alguma forma sobreviveram a ela. O stout, forrageadoras de quatro patas viveram outros 5 milhões de anos no período Triássico subsequente e se espalharam por faixas do então único continente da Terra, Pangea, que incluía o que agora é a Antártica.
Esta seção delgada da presa fossilizada de um Lystrosaurus antártico mostra camadas de dentina depositadas em anéis de crescimento. A presa cresceu para dentro, com as camadas mais antigas na borda e as camadas mais novas perto do centro, onde estaria a cavidade pulpar. No canto superior direito está uma visão ampliada das camadas, com uma barra branca destacando uma zona indicativa de um estado de hibernação. A barra de escala é de 1 milímetro. Crédito:Megan Whitney / Christian Sidor
"O fato de que o Lystrosaurus sobreviveu à extinção em massa do final do Permiano e teve uma gama tão ampla no início do Triássico tornou-o um grupo de animais muito bem estudado para compreender a sobrevivência e a adaptação, "disse o co-autor Christian Sidor, um professor de biologia da UW e curador de paleontologia de vertebrados no Museu Burke.
Paleontólogos hoje encontram fósseis de Lystrosaurus na Índia, China, Rússia, partes da África e da Antártica. Estes agachamentos, atarracado, criaturas, a maioria era quase do tamanho de um porco, mas alguns tinham de 2 a 2,5 metros de comprimento - não tinham dentes, mas tinham um par de presas na mandíbula superior, que eles provavelmente empregaram para forragear entre a vegetação do solo e cavar em busca de raízes e tubérculos, de acordo com Whitney.
Essas presas tornaram possível o estudo de Whitney e Sidor. Como elefantes, As presas do Lystrosaurus cresceram continuamente ao longo de suas vidas. As seções transversais de presas fossilizadas podem abrigar informações de história de vida sobre o metabolismo, crescimento e estresse ou tensão. Whitney e Sidor compararam seções transversais de presas de seis Lystrosaurus da Antártica com seções transversais de quatro Lystrosaurus da África do Sul.
Um mapa da Pangéia durante o Triássico Inferior, mostrando as localizações das populações de Lystrosaurus da Antártica (azul) e da África do Sul (laranja) comparadas neste estudo. Crédito:Megan Whitney / Christian Sidor
De volta ao Triássico, os locais de coleta na Antártica estavam a cerca de 72 graus de latitude sul - bem dentro do Círculo Antártico, a 66,3 graus ao sul. Os locais de coleta na África do Sul estavam a mais de 550 milhas ao norte durante o Triássico a 58-61 graus de latitude sul, longe do Círculo Antártico.
As presas das duas regiões mostraram padrões de crescimento semelhantes, com camadas de dentina depositadas em círculos concêntricos como anéis de árvores. Mas os fósseis da Antártica abrigavam uma característica adicional que era rara ou ausente nas presas mais ao norte:espaçados próximos, anéis grossos, o que provavelmente indica períodos de menos deposição devido ao estresse prolongado, de acordo com os pesquisadores.
"O análogo mais próximo que podemos encontrar das 'marcas de estresse' que observamos nas presas do Lystrosaurus Antártico são marcas de estresse em dentes associadas à hibernação em certos animais modernos, "disse Whitney.
Nesta imagem da seção delgada de uma presa fossilizada de um Lystrosaurus sul-africano, pontas de setas pretas mostram camadas de dentina depositadas em camadas de crescimento, sem sinais de estado de hibernação. A barra de escala é de 0,1 milímetros. Crédito:Megan Whitney / Christian Sidor
Os pesquisadores não podem concluir definitivamente que o Lystrosaurus passou por uma hibernação verdadeira, que é uma redução de semanas no metabolismo, temperatura corporal e atividade. O estresse pode ter sido causado por outra forma de torpor semelhante à hibernação, como uma redução mais de curto prazo no metabolismo, de acordo com Sidor.
O Lystrosaurus na Antártica provavelmente precisava de alguma forma de adaptação semelhante à hibernação para lidar com a vida perto do Pólo Sul, disse Whitney. Embora a Terra estivesse muito mais quente durante o Triássico do que hoje - e partes da Antártica possam ter sido florestadas - as plantas e animais abaixo do Círculo Antártico ainda experimentariam variações anuais extremas na quantidade de luz do dia, com o sol ausente por longos períodos no inverno.
Muitos outros vertebrados antigos em latitudes elevadas também podem ter usado torpor, incluindo hibernação, para lidar com as tensões do inverno, Whitney disse. Mas muitos animais extintos famosos, incluindo os dinossauros que evoluíram e se espalharam depois que Lystrosaurus morreu, não tem dentes que crescem continuamente.
"Para ver os sinais específicos de estresse e tensão causados pela hibernação, você precisa olhar para algo que pode fossilizar e estava crescendo continuamente durante a vida do animal, "disse Sidor." Muitos animais não têm isso, mas felizmente Lystrosaurus fez. "
Se a análise de outros fósseis de Lystrosaurus da Antártica e da África do Sul confirmar esta descoberta, também pode resolver outro debate sobre esses antigos, animais saudáveis.
"Animais de sangue frio muitas vezes desligam seu metabolismo inteiramente durante uma temporada difícil, mas muitos animais endotérmicos ou de "sangue quente" que hibernam freqüentemente reativam seu metabolismo durante o período de hibernação, "disse Whitney." O que observamos nas presas do Lystrosaurus da Antártica se encaixa em um padrão de pequenos 'eventos de reativação' metabólicos durante um período de estresse, que é mais semelhante ao que vemos em hibernadores de sangue quente hoje. "
Se então, esse primo distante dos mamíferos não é apenas um exemplo de criatura vigorosa. É também um lembrete de que muitas características da vida hoje podem ter existido por centenas de milhões de anos antes que os humanos evoluíssem para observá-las.
