Biologia + Ciências Naturais

A mais completa ave fóssil do Cretáceo do Brasil

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Fósseis de aves são bastante raros, principalmente de aves com penas preservadas. As penas são frágeis e se perdem pela tafonomia ou são destruídas de algum modo na fossildiagênese. Como resultado disto, pouco se sabe sobre como se deu a evolução das penas e plumagens. Como raras exceções, nos sedimentos finos da China e da Mongólia foram encontrados alguns espécimes com plumagem preservada.

Duas coisas:
Fossildiagênese é o processo de formação de fósseis. Basicamente é alguma parte do corpo, ou o corpo inteiro, que é preservada ou como molde ou como uma réplica na rocha.
Tafonomia são processos que vão da morte até a fossildiagênese e inclui coisas como apodrecimento, carniceiros, ladrões de cova e etc. Enquanto a fossildiagênese explica como as coisas se preservam a tafonomia explica porque somente algumas coisas são preservadas.

Outros lugares com alto potencial de preservação existem fora da China. Por exemplo, o Archeopteryx – debatido até hoje por ser um possível ancestral das primeiras aves – foi encontrado na Alemanha e ele, por acaso, é um exemplo de como as informações sobre as penas são importantes. Boa parte do auê em torno do Archeopteryx se deu justamente por ele ter sua plumagem parcialmente preservada.

O que lhes trago aqui hoje é algo muito especial. É um pequeno esqueleto quase completo de uma ave do tamanho de um beija-flor. Detalhe, material descoberto na região da Bacia do Araripe, Brasil, com penas preservadas. Notem que este é o primeiro caso do tipo no Cretáceo do Brasil e este é considerado o espécime mais completo de Gonduana.

Gonduana? Explico já já.

A região do Crato é uma velha conhecida do paleontólogos do Brasil. Além de fornecer fósseis excelentes para pesquisa e ela é uma área relativamente rica em materiais onde são encontrados fósseis de plantas, animais terrestre e aquáticos do Cretáceo. Isso é no tempo dos dinossauros. E foi durante o Cretáceo também que Gonduana, então um dos últimos supercontinentes, começou a se fragmentar no que mais tarde daria origem à América do Sul, África, Índia e Madagascar.

Pronto. Durante a maior parte do Mesozoico, todos os continentes atuais existiam, mas estavam colados uns nos outros em um supercontinente chamado Pangeia. Durante o Jurássico essa estrutura começou a se partir e dividiu-se em dois supercontinentes: Laurásia continha todos os continentes do norte atuais (Europa, Asia e América do Norte) e Gonduana todos as massas do hemisfério sul (América do Sul, África, Oceania, Índia e Antártica). Mais tarde os dois supercontinentes também se desmancharam formando o mundo como ele é hoje: Eurásia, África, Antártica, Oceania e Américas.

O material encontrado é do grupo Enantiornithes, um grupo semelhante ao dos Confuciusornis (ajudou? não, né?). Ambos são aves extintas do Cretáceo. É impossível saber a espécie com certeza e criar uma espécie nova seria temerário, então ficaremos na dúvida com essa.

Olhem só que pequeno. A barrinha tem 5 mm. Notem também como as penas da cauda são maiores que o bicho inteiro. Olhando com calma à direita, é possível observar detalhes das penas em uma das asas, que está dobrada para cima.
Olhem só como é pequeno. A barrinha tem 5 mm. Notem também como as penas da cauda são maiores que o bicho inteiro. Olhando com calma à direita, é possível observar detalhes das penas em uma das asas, que está dobrada para cima.

As penas podem ser vistas nas fotos do artigo. São essas marquinhas em torno do corpo da ave. É possível ver até mesmo detalhes como filamentos delas e tem mais. Em algumas penas existem pequenas concentrações de grãos ao longo delas. Suspeita-se que isso sejam vestígios da pigmentação original, então seria possível estimar a colocação e alguns padrões da penas quando a ave ainda era viva.

O Prof. Ismar da UFRJ fez um pequeno vídeo de divulgação para o lançamento deste trabalho à impressa.

Outra coisa curiosa deste animal são as penas da cauda. Note que elas são anormalmente alongadas. De fato, elas eram de pouca utilidade para voo, talvez até atrapalhassem. Elas serviam mesmo era para chamar a atenção, de modo parecido com as penas do pavão que servem para ameaçar os rivais e paquerar as pavoas de plantão. Essa é uma característica já conhecida do grupo do Confuciusornis e é razoável supor que o mesmo acontecia com Eunantiornithes. Espécimes com este tipo de plumagem já foram encontrados, mas o do Brasil se ressalta pela ótima preservação que permitiu aos pesquisadores esclarecer alguns detalhes sobre a morfologia delas que causava alguma confusão com as diferentes interpretações que recebiam.

Por fim, o tamanho diminuto sugere que se trata de um animal muito jovem, porém, as penas escandalosas da cauda dizem o contrario. Em aves atuais, (falo do pavão, mais uma vez) este tipo de plumagem surge quando o animal está mais velho e na idade de se reproduzir. Mas no caso destes grupos fósseis isso parecia acontecer muito antes pois já foram relatados casos parecidos entre eles.

Referência

Ismar de Souza Carvalho, Fernando E. Novas, Federico L. Agnolín, Marcelo P. Isasi, Francisco I. Freitas, & José A. Andrade (2015). A Mesozoic bird from Gondwana preserving feathers Nature Communications : 10.1038/ncomms8141

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Como funciona por dentro: microtomografia

Caso eu tenha deixado de mencionar anteriormente, minha dissertação era essencialmente a descrição da anatomia pós craniana de um Crocodilomorpha do Cretáceo do Brasil. Infelizmente eram ossos pequenos e frágeis inseridos em um arenito (uma pedra!) duro pacas e a remoção deles resultaria em perdas de material. Isso, por acaso, foi tentado por outros alunos que conseguiram limpar em parte o material, mas perderam tanta coisa no processo que tivemos que abordar os fósseis com outra estratégia. Felizmente nós temos um laboratório com equipamento para microtomografias. Neste post dou uma revisão bem geral sobre a técnica.

Histórico

A aquisição de dados microtomográficos foi desenvolvida nos anos 70, para uso médico e posteriormente sua utilização em pesquisa nas áreas de geologia e engenharia foi impulsionada nos anos 80. As imagens microtomográficas são obtidas através de diferenças de atenuação dos raios X sobre materiais do objeto imageado. Estas atenuações são dependentes tanto do material analisado quanto da intensidade e qualidade da radiação aplicada. O processo todo tem um jeito de radiografia, mas é bem mais que isso. Enquanto na radiografia vemos apenas uma imagem 2D onde ficaram registrados os materiais de diferentes densidades, na microtomografia existem mais possibilidades de análise.

Aplicações diversas
Exemplo de tomografia: a técnica que permite a visualização de estruturas internas de um objeto foi desenvolvida para fins de diagnóstico médico, mas mostrou-se util em outras áreas da pesquisa. Na esquerda temos um bloco de rocha com diferentes constituintes separados por cores. Na direita, temos uma tomografia co crânio de um mamífero onde a região do cérebro foi diferenciada.

Em resumo: a técnica consiste do mapeamento de diferenças de densidade dentro do material analisado usando radiação, mas que permite a visualização de sua estrutura interna em detalhes. A máxima resolução obtida com scanners médicos é de 600 µm x 600 µm x 1 mm (três dimensões, notem), mas equipamentos desenvolvidos para materiais mais específicos podem obter resoluções superiores.

tomografia medica
Tomografia médica: A tomografia médica é bem específica, depende de menos energia (até porque mais seria cancerígeno/radioterápico) que as demais, mas é a mais usada e explorada. No tomógrafo médico podemos ver os elementos básicos do equipamento a fonte (que é móvel), a plataforma (que é fixa, pois é onde fica o paciente) e o detector (que fica oposto à fonte, por isso o formato circular do equipamento).

Fontes e Filtros

O síncrotron é um fonte artificial e policromática de raios-x. Este tipo de fonte sempre possui múltiplos tipos de energia, isso gera distorções (artefatos) na imagem que tornam sua interpretação difícil devido às diversas atenuações de raios de baixa energia. Fontes monocromáticas, como elementos radioativos usados em equipamentos de raio-x médicos, são as melhores, porém, são um problema em termos de manutenção e descarte. Fontes artificiais podem ser adaptadas usando difração (com a ajuda de um filtro que desvia os raios de energia inferior), mas isso reduz a intensidade dos raios significativamente e só pode ser feito em fontes relativamente potentes.

Scanners para uso em aquisições de alta resolução geralmente utilizam fontes de síncrotron de alta energia, com raios paralelos ou quase-paralelos e monocromáticos; estes atingem resoluções de 5 um. Porém, a aquisição de alta resolução restringe o tamanho da amostra significativamente. Este tipo de aquisição é necessária para a visualização de amostras que envolvam materiais de atenuações baixas como diferenças entre gases e líquidos.

O caso do Césio 32 que aconteceu no Brasil nos anos 80 (parece tão distante agora…) é um ótimo exemplo de risco oferecido por fontes naturais de radiação. Um síncrotron pode simplesmente ser desligado e torna-se inofensivo. Eu acho…

Para a realização da aquisição, diversas configurações precisam ser adequadas ao objetivo da aquisição. As configurações de aquisição envolvem ajustes da fonte (intensidade) e detector (atenuação e filtragem). Dentre as configurações de aquisição relevantes podemos citar corrente, voltagem e filtragem. Corrente e voltagem determinam em parte a intensidade da emissão. Os filtros são utilizados para promover a difração dos raios policromáticos reduzindo sua intensidade e podem ter impacto significativo nos resultados da aquisição.

255 tons de cinza

A aquisição em si resulta em algo parecido com a sísmica em geologia. As imagens da aquisição, as quais são simples bitmaps, devem ser processadas antes de serem úteis em alguma coisa. O processo de reconstrução utiliza filtragem das imagens digitais através de modelos matemáticos. Durante a reconstrução são removidos diversos artefatos gerados durante a aquisição. Os artefatos são um elemento inerente do método e, embora possam ser reduzidos em condições ótimas de aquisição, podem ser gerados por fatores como desalinhamento entre a fonte e o detector, erros no detector, objetos anormalmente densos (amostra heterogênea, o que por acaso, é a regra) e etc.

O resultado da reconstrução são séries de imagens que documentam o objeto tomografado tanto interna quanto externamente. Estas imagens são sempre em uma escala de cinza, onde as diferentes densidades do material original foram convertidas em uma escala de 255 tons de cinza onde os tons mais claros (em direção ao 255) identificam densidade maiores e os tons mais escuros (em direção ao 0) identificam densidades mais baixas ou atenuação zero (quando o raio passa direto pelo material, praticamente sem refração). A visualização pode ser feita diretamente nas fatias, um procedimento típico da tomografia médica, ou utilizadas para a criação de um modelo tridimensional que permita livre manipulação.

brain tomograph
Uma tomografia médica: Creio que agora começou a fazer sentido o minha lorota sobre reconstrução e etc. A série de imagens, conhecidas como fatias, mostram as diferentes densidades dentro do material na forma de uma escala de cinza.

A microtomografia pode ser utilizada em materiais que apresentem diferença de densidade suficientemente grande entre seus constituintes ou na composição atômica. Umas das aplicações é no mapeamento de porosidade de materiais dada à extrema diferença de densidade entre os poros e o material circundante; é o método utilizado para caracterização de rocha reservatório em geologia sedimentar ;). É possível, por exemplo, diferenciar as fases sólidas, líquidas e gasosas em uma amostra para avaliar a porosidade efetiva. A aquisição também pode ser utilizada para visualização de volumes tridimensionais em alta resolução. Um exemplo disto é a avaliação de rugosidade/irregularidade de superfícies de amostras de rochas ou visualização 3D da morfologia externa de micro e macrofósseis em resoluções semelhantes ou superiores às do microscópio eletrônico. Uma das principais vantagens da microtomografia é ser um método que preserva o material estudado o que permitiria sua aplicação tanto em materiais onde métodos destrutivos seria inviáveis (como fósseis e meteoritos) e no monitoramento de processos ativos como relações deformações em materiais utilizados em engenharia.

Comparação densidade candidodon
Meu orientador morre se ver isso: dados não publicados ;) Aqui temos uma microtomografia de crânio, como no primeiro exemplo. Podemos ver a escala de cores distinguindo o fóssil do sedimento. Na imagem de cima, a escala de cinza foi convertida em cores para melhor visualização.

Outras coisas legais

Outra forma de produzir um efeito parecido com o da tomografia é transformar um objeto físico em laminas e fotografá-las em alta resolução. Este processo é destrutivo pois exige que o material seja laminado para sua realização. As laminas, por sua vez, são preservadas o que permite novas aquisições ou observação direta das mesmas. O resultado final é semelhante a uma tomografia, porém, com imagens coloridas que permitem uma melhor segmentação e identificação de estruturas através das lâminas. Isso pode ser feito com rocha, ou qualquer outra coisa que seja solidificável e um exemplo é o Visible Human Project que está fazendo exatamente isto com corpos humanos.

Este vídeo é meio antigo, mas mostra muito bem como a técnica funciona na prática. Eles usam resina para tornar o corpo inteiro um bloco sólido que vai sendo fotografado e polido (desbastado) a até literalmente desaparecer.

O Auriga é um equipamento da Zeiss (depois me lembrem de cobrar pelo jabá) que aplica a nanotomografia, mas este é um método totalmente destrutivo de análise de amostras. Diferentemente da tomografia as imagens são obtidas com um laser que é aplicado diretamente às amostras. O resultado deste processo é o desbastamento da amostra a sua consequente destruição. Porém, o Auriga oferece acesso a escala nanométrica, visualização tridimensional da amostra e mapeamento de sua composição química.

Tem uns vídeos da Zeiss explicando o método, mas este é o melhor para mostrar o resultado da aquisição.

Referências

Mees, F.; Swnnen, R.; Van Geet, M.; Jacobs (eds), P. 2003. Applications of X-ray Computed Tomography in the Geosciences. Geological Society, Londo, Special Publications, 215.

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Desgalvanizando fósseis

Quem trabalha com paleontologia sabe como é metalizar um material. Para quem não conhece é o seguinte: eventualmente precisamos fazer imagens de alta resolução de certos materiais e a técnica mais comum envolve usar o microscópio eletrônico de varredura (MEV). O problema é que o MEV exige que o material a ser fotografado tenha uma certa condutância para que os feixes de elétrons possam foca-lo adequadamente, geralmente somente objetos de metal ficam bem na foto. A solução é revestir o material com uma cobertura metálica – ouro é o mais usado, é praticamente uma galvanização.

Detalhe de micrografia de dente de crocodilomorfo: dados e mais dados…

As fotos ficam lindas, o problema é que depois delas o material fica inútil, ele vira uma pecinha de ouro. Para materiais translúcidos que tenham estruturas internas isso é um baita problema. Alguns microfósseis precisam ser estudados sob o efeito de vários níveis de foco, com a metalização temos imagens ótimas apenas da superfície do material. Dentes pequenos de mamíferos e crocodilos também precisam de metalização para serem fotografados no MEV, mas depois disto ficam péssimos para serem estudados em lupa ou fotografados tradicionalmente.

Eu dei sorte na minha monografia, meu material sofreu uma fossildiagênese que o impregnou com óxido de ferro, os espécimes já eram praticamente pedacinhos de metal e puderam ser fotografados sem nenhum sacrifício.

Pesquisadores da Universidade de Leicester desenvolveram um processo que permite a remoção da camada metálica. O processo consiste de usar uma solução iônica com ponto de fusão baixo para promover a oxidação do metal sem danos ao material. Foram feitos testes com microfósseis carbonáticos e fósseis de vertebrados fosfatados. Nenhum dano foi percebido em materiais montados com adesivos, embora exista uma suspeita de perda da adesividade em alguns microfósseis.

Esse método é uma alternativa aos processos anteriores que demandavam reagentes muito tóxicos. Os subprodutos desta reação podem ser descartados sem muitos problemas, segundo os autores. Embora testes com outros tipos de materiais como fósseis de sílica e outros adesivos ainda devam ser realizados, já temos uma opção para reaver os espécimes que estão metalizados pelas coleções das universidades.

Via: ScienceDialy

Artigo:

Non-destructive, safe removal of conductive metal coatings from fossils: a new solution

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Andando sob as águas

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Lembro-me que em uma aula de Biologia de Vertebrados I, estávamos discutindo sobre a origem do grupo. Foi a primeira vez que ouvi falar de filogenética e foi também quando finalmente entendi o que eram “peixes de nadadeiras lobadas” e “peixes de nadadeiras raiadas”. É interessante como a biologia faz mas sentido quando vista como um todo do que em suas partes, não? Evolução ajuda muito neste aspecto. Agora deixemos minhas memórias de velho de lado e entremos no assunto.

O artigo, intitulado “Behavioral evidence for the evolution of walking and bounding before terrestriality in sarcopterygian fishes” toca justamente no assunto. O que estes pesquisadores fizeram foi usar um animal atual para fazer algumas inferências sobre a origem dos tetrápodes. Para quem desconhece o termo, tetrápodes são os vertebrados de quatro patas que inclui anfíbios, répteis, mamíferos e aves. Os tetrápodes são descendentes de peixes Sarcopterygii (os de nadadeiras lobadas). Estes peixes são hoje representados pelo lendário Celacanto (Latimeria chalumnae que é mais conhecido como “o fóssil vivo”).

Segundo a teoria clássica de Romer, era que peixes, obrigados a se migrar de um lago semi-seco para outro, teriam aos poucos se habituado com a vida na superfície. Isso soa meio absurdo, mas tem peixes bem normais (do tipo que vai para a panela) que fazem isso hoje em dia, o peixe gato é um exemplo só para ilustrar.

[youtube:http://www.youtube.com/watch?v=yhYmhDa0-Iw%5D

O peixe-gato e seu andar de buldogue.

O que está em questão é que o processo “da água para a terra”, ocorrido durante o Devoniano, é muito drástico e exige mudanças no esqueleto apendicular. Alguns fósseis dos primeiros tetrápodes têm traços de animais aquáticos. Então como a forma de locomoção dos animais terrestre teria surgido dentro d’água?

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Esta é A Verdadeira origem dos animais terrestres. Esse negócio de paleontologia é só mentira, Youtube é o que há ;)

A pesquisa é bem simples. O peixe pulmonado Protopterus annectens possui nadadeiras longas e finas, bem inadequadas para a vida na terra, além disto, possui uma anatomia típica de ancestrais dos tetrápodes e foi usado de modelo. Testaram como era o nado dele com fotos e filmagens. O experimento mostrou que o P. annectens usa as nadadeiras posteriores para dar impulso a partir do substrato o que lhe dá aquela ginga de lagartixa quando foge com a alternância dos membros posteriores a cada passo. Notem no vídeo abaixo como existe uma clara diferença entre o apoio usado pelo Peixe-gato, do vídeo acima, e o P. annectens.

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Protopterus annectens gingando.

O nado do P. annectens ainda está longe de um caminhar, mas já é grande a diferença em relação aos peixes típicos. Os Actionopterygii (os de nadadeiras raiadas, incluindo o peixe-gato) geralmente usam as nadadeiras peitorais para forçar o deslocamento (tanto em água quanto em terra) enquanto o nosso modelo está usando as traseiras, isso é semelhante ao tipo de impulso usado pelos tetrápodes. Isto sugere que o P. annectens é um modelo de morfologia mínima para a locomoção baseada em substrato e que por sua vez é a base para a locomoção em terra seca.

PS: Há um outro artigo que saiu na mesma época. Esse vai mais longe e propõe novas interpretações sobre a origem dos tetrápodes. É interessante quando várias pesquisas em torno de um mesmo ponto são publicadas assim, quase ao mesmo tempo. A quem interessar possa, o título é “Woodland Hypothesis for Devonian Tetrapod Evolution“.

King HM, Shubin NH, Coates MI, & Hale ME (2011). Behavioral evidence for the evolution of walking and bounding before terrestriality in sarcopterygian fishes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108 (52), 21146-51 PMID: 22160688

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Os Irmãos Karamosuchia: Um breve safári pelo Cretáceo de Gonduana

De que adianta uma monografia se ela vai para a estante da biblioteca? Este post é um resumo dos principais elementos da minha monografia que descreveu um pequeno conjunto de dentes da Formação Alcântara. O trabalho foi publicado em um resumo e está nas referências para quem se interessar. Espero que gostem ;)

Os Notosuchia

Notosuchia é um grupo extinto de crocodilos. O que os torna especialmente interessantes são suas disparidades, estese destaca por:

  • São animais exclusivamente terrestres, bem diferentes dos atuais que são aquáticos.
  • Possuem uma postura ereta, andando de cabeça erguida e com as patas viradas para frente em vez de pros lados.
  • O focinho curto os tornam animais de uma mordida forte. A maioria dos crocodilos atuais tem a cara comprida, embora mordam com força também.
  • Possuem dentes especializados de acordo com a localização na boca e com a dieta. Isso é bastante incomum em Crocodilos, tanto atuais quanto fósseis.
Araripesuchus wegeneri Buffetaut, 1981. Ilustração representando como seria em vida. Adaptado de Sereno & Larsson (2009).


Esse focinho curto dos Notosuchia é conhecido como o Rostrum Curto na literatura. Por que ele é um indicativo de força de mordida? O que dói mais, a mordida de um doberman ou a de um buldogue? O Buldogue tem um focinho mais curto que o do doberman justamente para ter uma força de mordida maior. A boca, a nossa inclusa, é como um alicate onde os dentes de trás exercem uma pressão maior que os da frente. Ter uma “cara curta” é uma forma de ter alta pressão de mordida em toda a boca. Isso é útil para quem mastiga coisas duras como ossos e raízes.

Paleobiogeografia

Os Notosuchia são considerados animais típicos do hemisfério sul. Existiram durante o Cretáceo quando Pangeia se dividiu em duas: Gonduana ao sul e Laurásia ao norte. Logo, o território dos Notosuchia era basicamente Gonduana.

Distribuição dos continentes durante o Cretáceo Inferior. (NATURAL HISTORY MUSEUM, 2007)

Gonduana naquela época era formada pela união do que hoje chamamos de África, América do Sul, Madagascar, Índia, Austrália e Antártica. Era um continente imenso e ocupado por grandes regiões áridas. Falando nisso, os Notosuchia são frequentemente associados com climas áridos e semiáridos em regiões que sofrem estiagem severa e chuvas torrenciais sazonalmente. Alguns autores apontam que as variações tão drásticas ao longo do ano foram um fator para a diversificação do grupo.

Graças a esta distribuição paleobiogeográfica os Notosuchia são encontrados em bacias do Brasil como Bauru, Araripe e São Luís-Grajaú além da África, Bolívia, Argentina e Uruguai.

Teoria de Distribuição

Alguns gêneros de Notossuquídeos podem ser encontrados tanto no Brasil quanto na África. Além disto, as espécies são parecidas entre os continentes e filogeneticamente próximas, portanto, devem ter ocorrido alguma forma de migração entre os dois (CARVALHO & BERTINI, 1999; CARVALHO & BERTINI, 2000).

Isso seria possível pois a separação entre Brasil e África só ocorreu mesmo durante o Albiano (fim do Cretáceo Inferior). Então existe a possibilidade de terem migrado entre Brasil e África.

Porém, uma espécie chamada Chimaerasuchus paradoxus pode ser encontrada na China (Laurásia, Hemisfério Norte). Então fica a questão: ou C. paradoxus não é um Notosuchia afinal (muito improvável a essa altura) ou ele é um Notosuchia e uma prova de que o grupo já existia antes da separação de Pangeia, logo, teriam tido tempo de se espalhar bem antes da separação dos continentes (ANDRADE, 2005; FIORELLI & CALVO, 2008; POL; CLARK & CHIAPPE, 2004; WU & SUES, 1996; ZAHER et al., 2006).

Então, vamos a uma breve lista de Notossuquídeos e onde foram encontrados:

América do Sul África e Madagascar
  • Formação Santana (Aptiano-Albiano, Bacia do Araripe,
    Brasil)

    • Araripesuchus gomesii Price, 1959
    • Caririsuchus camposi Kellner, 1987
  • Formação Rio Colorado e Formação Bajo de la Carpa
    (Santoniano – Província Neuquén, Argentina)

  • Formação Itapecuru (Aptiano-Albiano, Bacia do Parnaíba,
    Brasil)

    • Candidodon itapecuruense Carvalho & Campos,
      1986
  • Formação Guichón (Bacia Litoral, Uruguai)
    • Uruguaysuchus aznarezi Rusconi, 1933
    • Uruguaysuchus terrai Rusconi, 1933
  • Formação Cajones (Turoniano-Santoniano – Bolívia)
    • Yacarerani boliviensis Novas et al. 2009
  • Formação Rio Limay (Bacia Neuquén, Argentina)
  • Formação Adamantina (Bacia Bauru, Brasil)
    • Mariliasuchus amarali Carvalho & Bertini,
      1990 (Coniacino-Maastrichtiano)
    • Mariliasuchus robustos Nobre et al., 2007
      (Turoniano-Santoniano)
    • Morrinhosuchus luizae Iori & Carvalho, 2009
      (Turoniano-Santoniano)
    • Adamantinasuchus navae Nobre & Carvalho, 2006
      (Turoniano-Santoniano)
  • Formação Galula (Bacia Rukma Rift, Tanzânia)
    • Pakasuchus kapilimai O’Connor et al. 2010 (Médio
      Cretáceo)
  • Formação Elrhaz (Aptiano-Albiano – República do Níger)
  • Beds Caronga (Cretáceo Inferior, Malauí)
    • Malawisuchus mwakasingutiensis Gomani, 1997
  • Depósitos de Kem Kem (Marrocos)
  • Formação Maevarano (Cretáceo Superior, Madagascar)
    • Simosuchus clarki Buckley et al. 2000

Notaram como é todo mundo tem o mesmo nome? É que suchus é uma referência a uma divindade egípcia que também era um crocodilo e por acaso é uma palavra grega para este animal. Por isso é comum que nomes científicos de crocodilo terminem assim.

Filogenética

Para quem não conhece a filogenética é o estudo das relações entre especies e sua origem. Diferentemente da classificação tradicional em Reinos, Filos, Famílias e etc que é baseada em semelhanças a Filogenética é baseada nos resultados da evolução e especiação. A filogenia dos Notosuchia é bastante bagunçada. Como eles existiam em regiões muito diferentes e distantes, cada um desenvolveu uma solução quanto a alimentação e aparência, embora sigam um plano geralmente reconhecível.

Filogenia dos Notosuchia. Apesar de não ter gêneros recentes como Pakasuchus e Yacarenani, escolhi esta análise por ser uma das mais completas. Adaptado de Fiorelli & Calvo (2008).

Por exemplo, Candidodon itapecuruense foi classificado inicialmente como um mamífero do Cretáceo devido a forma de seus dentes que mais parecem de tricodontes do que de crocodilo. Notosuchus terrestris é outro que tem curiosidades em sua aparência como um nariz grande e bochechas. Mas a dentição é o maior critério para avaliar a diversidade dos Notosuchia (KELLNER et al., 2009). Embora todos apresentem hetorodontia, cada um tem sua própria heterodontia. Apesar disto, tudo indica que o grupo é monofilético, ou seja, todos tem um ancestral em comum (FIORELLI & CALVO, 2008).

É bom ressaltar que heterodontia característica rara porém não única dos Notosuchia. Ela também está presente em Edentosuchus tienshanesis (POL; CLARK & CHIAPPE, 2004) que não faz parte do grupo e também é um tipo de crocodilo (um Protosuchia). Portanto heterodontia de crocodilos é uma curiosidade, mas não é uma garantia de que seja um Notosuchia.

Diversidade da Dentição

Vejamos agora os diversos “modelos de dentadura” disponíveis para Notosuchia. Isto permite organizá-los em grupos pela forma dos dentes molariformes que não significam muito em termos filogenéticos, mas tem implicações paleoecológicas:

Dentes de Luva
São os dentes de Simosuchus clarki, Uruguaysuchus terrai e U. aznarezi. Têm a aparência de uma mão com luvas. Possuem cúspides em fila única.
Dentes de Crista
São dentes de Yacarenani boliviensis e Chimaerasuchus paradoxus. Notem que um é chinês e o outro é boliviano! Possuem uma série de cúspides como os de Simosuchus, mas em fileiras triplas o que lhe dá uma aparência bem jurássica!
Dentes de Ciranda
São encontrados em Candidodon itapecuruense e Malawishuchus mawakasyungutiensis (ufa!). Estes são uma versão simplificada do anterior. O dente possui uma única cúspide principal que é cercada de cúspides menores (estilares) pelos flancos.

Para quem não está acostumado com a terminologia, aqui está uma dica interessante. Notaram como chamei o dente de molariforme e não de molar? É que os nomes molar, incisivo e canino foram criados por anatomistas de mamíferos e para mamíferos. Quando se encontra algo parecido em outros grupos eles são chamados de molariforme, incisiviforme e caniniforme. Já as cúspides são simplesmente as cristas dos dentes, como as que os nossos molares têm.

Além da forma dos molariformes algumas características interessantes podem ser encontradas em alguns grupos. Por exemplo, pouco se sabe sobre a dieta dos Notosuchia (ou se sabia), como os crocodilos atuais são carnívoros e a maioria dos crocodilos fósseis também então se supôs que os Notosuchia também seriam. Vejamos isso com calma.

A zifodontia é a principal característica usada para definir se um animal é carnívoro ou não tendo por base a dentição. Um legítimo zifodonte possui serras nas laterais dos dentes que tornam os molariformes fatiadores de carne afiados. Um exemplo de Notosuchia com zifodontia é Notosuchus terrestris e de Araripesuchus wegeneri.

Zifodontia de Notosuchus terrestris. Adaptado de Fiorelli & Calvo, (2008).

Porém existem os Falsos Zifodontes. Estes possuem ondulações no esmalte dos dentes que os tornam semelhantes aos Zifodontes.

Falsa Zifodontia de Asiatosuchus. Adaptado de Andrade & Bertini (2005).

Recentemente, em Mariliasuchus, foi descrita uma condição dita Zifomorfia (ANDRADE & BERTINI, 2005). Ela foi encontrada nos molariformes, o que por si só é estranho, e inicialmente fora confundida com Falsa Zifodontia. Na Zifomorfia surgem pequenas bolotas nas laterais dos dentes. Elas são boas para esmagar e não para cortar como na zifomorfia.

Zifomorfia de Mariliasuchus amarali. Adaptado de Andrade & Bertini (2005).

Então Notosuchus é carnívoro e Mariliasuchus quebrava caranguejo no dente? Cedo demais para conclusões, prossigamos.

Paleoecologia

A diversidade de dentições dos Notosuchia sugere uma diversidade em sua dieta, logo, também ocupariam nichos ecológicos diferentes. O que é mais interessante é que sua diversidade de espécies e paleoecológica é imensa e comparável com a dos mamíferos em Laurásia. Alias, isto é muito mais enrolado do que parece. Enquanto em Laurásia os mamíferos se diversificaram e prosperaram em Gonduana parece que não sairão muito de onde estavam antes da fragmentação de Pangeia.

Tudo indica que os Notosuchia em Gonduana se diversificaram e ocuparam os nichos ecológicos que seriam dos mamíferos neste continente. Isso explicaria a diversidade de mamíferos em Laurásia e a raridade dos mesmos em Gonduana (O’CONNOR et al. 2010).

As especializações de dentes sugerem uma outra coisa. Dentes especializados não servem para nada se você só pode abrir ou fechar a boca. Os gatos por exemplo, a boca de um felino só move para cima e para baixo e notem que os dentes deles são praticamente idênticos em toda a boca.

Algo que torna os humanos tão versáteis na hora de se alimentar é a capacidade de mover a mandíbula para todo lado. Isto nos permite mascar chiclete, descascar coco com os dentes e fazer caretas. Os Notosuchia faziam as caretas pelo menos. Eles eram capazes de realizar movimentos Propalinais. Isto é o equivalente a mover a mandíbula para frente e para trás. Um exemplo atual disto é o Sphenodon, um bichinho que nada tem haver com os Notosuchia (alias, é mais antigo que eles) e que existe até hoje na Nova Zelândia.

Movimentos propalinais em Sphenodon punctatus Gray, 1842. Adaptado de Gorniak; Rosenberg; Gans (1982).

Os movimentos propalinais, assim como qualquer forma de mastigação, causam marcas e desgastes nos dentes bem características. Com estas marcas podemos avaliar quais Notosuchia realmente mastigavam comida. Por acaso, a maioria deles possuem vestígios de desgastes nos dentes e a sofisticação dos dentes molariformes que vimos antes são um indicativo de movimento propalinal também (GORNIAK; ROSENBERG; GANS, 1982). Isso porque os dentes de trás da boca só tem alguma utilidade para quem mastiga, quem só pode abrir e fechar a boca tem que investir nos da frente.

Mas como tudo isso se encaixa? O rostrum curto, por exemplo, é uma característica de animais herbívoros e carniceiros (BUSBEY, 1995). Herbívoros porque mastigar planta não é fácil e Carniceiros porque este tipo de animal geralmente quebra ossos para comer tutano, algo parecido com o que os cachorros fazem hoje em dia roendo ossos com os dentes de trás.

A complexidade dos dentes molariformes também é um indicativo de dieta herbívora. Como comprovar? Pelo cocô. Os “cocores” fossilizados são chamados coprólitos e dão dicas sobre o que o bicho comia. Mariliasuchus amarali tem traços de uma dieta carnívora e herbívora em seus coprólitos (NOBRE et al. 2008). Combinando isso com a sua zifomorfia, temos fortes indícios de uma animal onívoro.

Notosuchus terrestris é outro que evidencia a diversidade do grupo. Ele possui traços de bochechas o que indica que mastigava comida com calma (FIORELLI & CALVO, 2008). Outra curiosidade é um pescoço forte e um focinho de porco. Para que? Uma coisa que os suínos fazem atualmente é fuçar a terra em busca de brotos e raízes. Será que N. terrestris era fã de beterraba? Talvez não porque beterraba não existia, mas outras plantas com raízes ou caules subterrâneos eram candidatas para o lanche da tarde.

Outro Notosuchia com estranhos hábitos à mesa era o Pakasuchus kapilimai. Era pequeno e tudo indica que tinha os hábitos de um pequeno mamífero insetívoro. Interessante não? Pelo visto, junto com N. terrestris ele é mais uma evidência de convergência de comportamentos com os mamíferos (BONAPARTE, 1991).

Referências Consultadas

  • ANDRADE, M .B. Revisão sistemática e taxonômica dos Notosuchia (Metasuchia, Crocodylomorpha). 239p. Dissertação (Mestrado em Geologia Regional) – Programa de Pós-Graduação em Geologia Regional, Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, 2005.
  • ANDRADE, M. B.; BERTINI, R. J. Morphology of the dental carinae in Mariliasuchus amarali (Metasuchia) and the pattern variation among fossil Crocodylomorpha, In: CONGRESSO LATINO-AMERICANO DE PALEONTOLOGIA DE VERTEBRADOS, 2., 2005, Rio de Janeiro. Resumos… Rio de Janeiro: Museu Nacional / Universidade Federal do Rio de Janeiro. p.25.
  • BONAPARTE, J. F. Los vertebrados fósiles de la Formación Río Colorado, de la Ciudad de neuquén y cecanías, Cretáceio Superior. Revista del Museo Argentino de Paleontología “Bernardino Rivadavia” – Paleontologia, Argentina, , v.4, p,17-123, 1991.
  • BUSBEY, A. B. The structural consequences of skull flattening in crocodilians. In: Thomason, J. J. (ed.), Functional Morphology in Vertebrate Paleontology. Cambrige University Press, New York, USA, p.173-192. 1995.
  • CARVALHO, I. S.; BERTINI, R. J. Mariliasuchus: um novo Crocodylomorpha (Notosuchia) do Cretáceo da Bacia Bauru, Brasil. Geología Colombiana, v.24, p.83-105. 1999.
  • CARVALHO, I. S. & BERTINI, R. J. Contexto geológico dos notossúquios (Crocodylomorpha) cretácicos do Brasil. Revista Geologia Colombiana, Colômbia, n. 25, p. 163-184. Dez. 2000.
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  • GORNIAK, C. G.; ROSENBERG, H. I. GANS, C. Mastication in the Tuatara, Sphenodon punctatus (Reptilia: Rhynchocephalia): Structure and Activity of the Motor System. Journal of Morphology, v.171, p.321-353. 1982.
  • KELLNER, A. W. A.; PINHEIRO, A. E. P.; AZEVEDO, S. A. K.; HENRIQUES, D. D. R.; DE CARVALHO, L. B.; OLIVEIRA, G. R. A new crocodyliform from the Alcântara Formation (Cenomanian), Cajual Island, Brazil. Zootaxa, p. 49–58, Mar. 2009. ISSN 1175-5334
  • NOBRE, H. N.; CARVALHO, I. S.; VASCONCELLOS, F. M.; SOUTO, P. R. Feeding behavior of the Gondwanic Crocodylomorpha Mariliasuchus amarali from the Upper Cretaceous Bauru Basin, Brazil. Gondwana Research, V. 13, P. 139-145, Jan. 2008. doi:10.1016/j.gr.2007.08.002
  • O’CONNOR, P. M.; SERTICH, J. J. W.; STEVENS, J. N. ROBERTS, E. M. GOTTFRIED, M. D.; HIERONYMUS, T. L.; JINNAH, Z. A.; RIDGELY, R.; NGASALA, S. E.; TEMPA, J. The evolution of mammal-like crocodyliforms in the Cretaceous Period of Gondwana. Nature, v. 466, p.748-751. Ago. 2010.
  • POL, D.; JI, S.; CLARK, J. M.; CHIAPPE, L. M. Basal crocodyliforms from the Lower Cretaceous Tugulu Group (Xinjiang, China), and the phylogenetic position of Edentosuchus. Cretaceous Research, V. 25, P. 603-622, Ago. 2004. doi:10.1016/j.cretres.2004.05.002
  • SANTOS, B. R. C.; MEDEIROS, M. A. A.; CARVALHO, I. S.; SANTOS, R. A. B. Dentes de Candidodon itapecuruense da Ilha do Cajual (Formação Alcântara), Cretáceo do Maranhão. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE PALEONTOLOGIA, 22, Natal, 2011. ATAS, Natal, Sociedade Brasileira de Paleontologia.
  • SERENO, P.; LARSSON, H. C. E. Cretaceous Crocodyliforms from the Sahara. ZooKeys, v.28, p.1–143, Nov. 2009. doi: 10.3897/zookeys.28.325
  • WU, X. -C.; SUES, H. -D. Anatomy and phylogenetic relationships of Chimaerasuchus paradoxus, an unusual crocodyliform reltile from the lower Cretaceous of hubei, China. Journal of Vertabrate Paleontology, v. 16, p. 688-702, 1996.
  • ZAHER, H.; POL, D.; CARVALHO, A. B.; RICOMNI, C.; CAMPOS, D.; NAVA, W. Redescription of the cranial morphology of Mariliasuchus amarali, and its phylogenetic affinities (Crocodyliformes, Notosuchia). American Museum Novitates, v.3512, p.1-40, 2006.
Biologia + Ciências Naturais

Dinos e a obstetrícia: O caso do Plesiossauro

ResearchBlogging.org

Os plesiossauros são um grupo muito importante de répteis marinhos. Eram bastante comuns durante seu tempo, mas desapareceram completamente com o fim da era dos dinossauros. Também fizeram o favor de não deixar nenhum parente próximo para termos uma ideia de como eles viviam. Bem, até agora se supunha que eles colocavam ovos. Pode parecer loucura já que chocar ovos amnióticos em ambiente marinho parece impossível, mas as tartarugas o fazem. Mesmo assim paira uma dúvida no ar pois a estrutura física do Plesiossauro é bem imprópria para que ele venha até uma praia para desovar…

Plesiossauro
Plesiossauro, mais conhecido como Monstro do Lago Ness, mas também atende pelo nome de Lapras! (na beira da praia? tenho minhas dúvidas)

Agora surgiu uma evidência importante de que os Plesiossauros, pelo menos da espécie Polycotylus latippinus, eram vivíparos. Isso não é tão chocante assim pois dinossauros vivíparos existiam, mas esta é a primeira vez que uma evidência como esta é descrita para um grupo tão representativo.

Tudo começa em 1987, quando um espécime semi-completo é encontrado no Kansas, um Plesiossauro adulto com um pequeno embrião dentro de si. O pequeno embrião diga-se não é tão pequeno assim, já era bem grande e foi estimado como estando em 2/3 desenvolvido. Seu tamanho já é bem fora do comum para outras espécies de répteis extintos e existentes, mas próximo dos padrões de tamanho encontrados atualmente em Cetáceos (Baleias e Golfinhos). O material é do Membro Sharon Springs, data do Campaniano (Cretáceo Superior). O espécime foi descrito agora por O’Keefe e Chiappe em artigo publicado na Science.

O pequeno dinossauro é formado de vários fragmentos de ossos pouco ossificados e com várias características típicas de um embrião. Dentre as evidências mais importantes de que realmente se trata de um feto pesam as características embrionárias, o fato ser da mesma espécie do esqueleto maior e de estar integrado a uma matriz que se formou a partir dos restos viscerais da “mãe”, o que por si sugere que estava dentro dela durante a deposição.

Esta descoberta trás implicações importantes. A principal delas é confirmar as suspeitas de viviparidade do Plesiossauro. O tamanho do feto também é importante, sugere que era o único de uma ninhada o que caracteriza uma Seleção K. Isso significa que a fêmea dava luz a um único filhote grande em vez de uma ninhada de vários (Seleção R) o que geralmente implica em cuidados parentais de longo prazo. Este tipo de comportamento atualmente é encontrado em Mamíferos aquáticos (justamente os Cetáceos) e um pequeno grupo de lagartos, os Egernia, que além da seleção K também apresentam um comportamento social sofisticado. Será que os Plesiossauros eram as baleias de seu tempo?

Fonte:

O’Keefe, F., & Chiappe, L. (2011). Viviparity and K-Selected Life History in a Mesozoic Marine Plesiosaur (Reptilia, Sauropterygia) Science, 333 (6044), 870-873 DOI: 10.1126/science.1205689

Biologia + Ciências Naturais

Quer ser um paleontólogo?

Gostaria de começar essa coluna citando um texto referente a um relatório de expedições de um importante paleontólogo americano, George Gaylord Simpson: “A caça aos fósseis é de longe o mais fascinante de todos os esportes. Nele, a gente acha incerteza, excitação e todo o arrepio do jogo de azar, sem nenhum dos aspectos negativos dele. (…) No próximo morro pode estar enterrada a grande descoberta (…). Além do mais, o caçador de fósseis não mata, ele ressuscita.” Para muitas pessoas, o profissional paleontólogo é confundido com um aventureiro – um típico Indiana Jones – para uma analogia mais apropriada. Alguém que estaria interessado em ossos de animais pré-históricos, principalmente de dinossauros. Quando eu era garoto tudo isso estava profundamente enraizado na minha cabeça… Hoje, geralmente quando saio das minhas aulas de Pós-Graduação em Geologia no Instituto de Geociências da UFRJ, onde faço mestrado, percebo que a atividade de um paleontólogo vai muito além de um estudioso de fósseis….

 

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