Dentes fósseis de 439 milhões de anos estão derrubando visões de longa data sobre a evolução

Reconstrução volumétrica de uma prótese dentária em vista de seu aspecto lingual (padrão total de Qianodus Dupis). A amostra tem mais de 2 mm de comprimento. Crédito: Chu et al.

Os raros dentes fósseis chineses mudaram as crenças dos cientistas sobre a evolução dos vertebrados.

Uma equipe internacional de cientistas descobriu restos de peixes com dentes que datam de 439 milhões de anos, o que indica que os ancestrais dos condrichthyes (tubarões e raias) e ossículos (peixes com nadadeiras lobadas) surgiram muito antes do que se pensava anteriormente.

Os resultados foram recentemente publicados na prestigiosa revista temperar a natureza.

Um local remoto na província de Guizhou, no sul da China, produziu descobertas fósseis notáveis, incluindo dentes solitários identificados como pertencentes a uma nova espécie (Qianodus doubleis) de vertebrados primitivos com mandíbulas do antigo período Siluriano (cerca de 445 a 420 milhões de anos atrás). Qianodus, em homenagem ao antigo nome da atual Guizhou, tinha elementos dentários incomuns semelhantes a caracóis com várias gerações de dentes que foram inseridos ao longo da vida do animal.

Reconstrução de uma natação Qianodus doubleis. Crédito: IVPP

Um dos fósseis mais raros encontrados no local foram as espiroquetas dentárias (ou zefitas) de Qianodus. Devido ao seu pequeno tamanho, que raramente ultrapassa os 2,5 mm, teve que ser estudado sob ampliação usando luz visível e raios-X.

Uma característica notável das migalhas era que elas tinham um par de fileiras de dentes colocados em uma área central elevada da base das almofadas. Esses chamados dentes decíduos mostram um crescimento gradual em tamanho à medida que se aproximam do verme interno (lingual). O deslocamento distinto entre as duas fileiras de dentes decíduos é o que distingue as flores de Qianodus das de outros vertebrados. Embora não tenha sido detectado anteriormente nas almofadas de dentes de espécies fósseis, um arranjo semelhante de fileiras de dentes proximais também está presente nos dentes de muitos tubarões modernos.

Seção hipotética ao longo do comprimento do dente giratório em vista lateral (tipo abrangente de Qianodus Duplicis). A amostra tem mais de 2 mm de comprimento. Crédito: Chu et al.

A descoberta indica que grupos conhecidos de vertebrados com mandíbulas da chamada “idade dos peixes” (420 a 460 milhões de anos atrás) na verdade surgiram cerca de 20 milhões de anos atrás.

“Qianodus nos fornece a primeira evidência concreta de dentes e mandíbulas de extensão, deste período inicial crítico da evolução dos vertebrados”, disse Li Qiang, da Universidade Normal de Qujing.

Em contraste com os dentes dos tubarões modernos que estão constantemente caindo, os pesquisadores acreditam que as almofadas de dentes de Qianodus permaneceram na boca e aumentaram de tamanho à medida que o animal crescia. Essa explicação explica o aumento gradual dos dentes substitutos e o alargamento da base da mandíbula como resposta ao aumento contínuo do tamanho da mandíbula durante o desenvolvimento.

Para os pesquisadores, a chave para reconstruir o crescimento das bolhas foram duas amostras em estágio inicial de formação, facilmente identificáveis ​​por seus tamanhos significativamente menores e menos dentes. Uma comparação com as mais numerosas bolhas maduras forneceu aos paleontólogos uma visão rara da mecânica evolutiva dos primeiros dentes dos vertebrados. Essas observações indicam que os dentes decíduos foram os primeiros a serem formados, enquanto a adição dos dentes laterais (adicionais) ocorreu mais tarde na evolução.

Reconstruindo Qianodus dupis, Vertebrados primitivos com mandíbulas. Crédito: Zhang Heming

“Apesar de suas características distintas, mostradores dentários foram relatados em muitas linhagens extintas de cartilaginosos e osteoclastos”, disse Plamen Andreev, principal autor do estudo. “Algumas das primeiras cartilagens até construíram seus dentes inteiramente de dentes espaçados.”

Os pesquisadores afirmam que esse também foi o caso de Qianodus. Eles chegaram a essa conclusão depois de examinar pequenas bolhas (1-2 mm de comprimento) de uma nova espécie de radiação síncrotron – um processo de tomografia computadorizada que usa raios-X de alta energia de um acelerador de partículas.

Professor Chu Min do Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados em Academia Chinesa de Ciências.

Essas observações são apoiadas por uma árvore filogenética que identifica Qianodus como um parente próximo dos extintos grupos condrichthyes dentados baseados em espirais.

“Nossa linha do tempo modificada para a origem dos principais grupos de vertebrados com mandíbulas é consistente com a visão de que sua diversificação inicial ocorreu no início do período Siluriano”, disse o professor ZHU.

A descoberta de Qianodus fornece evidências concretas de vertebrados dentados, semelhantes a tubarões, dezenas de milhões de anos mais velhos do que se pensava anteriormente. A análise genética apresentada no estudo define Qianodus como um animal primitivo condrichthiano, o que significa que os peixes com mandíbula já eram bastante diversos no Siluriano Inferior e surgiram logo após a evolução da mineralização esquelética nas linhagens ancestrais de vertebrados sem mandíbula.

Evan Sansom, co-autor do estudo disse: Universidade de Birmingham.

Referência: “Os dentes gnatostômios mais antigos” por Plamen S. Andreev e Evan J. temperar a natureza.
DOI: 10.1038/s41586-022-05166-2