Cerca de 66 milhões de anos atrás, um grande dinossauro, possivelmente um T. rex Ou nanotiranoEngoliu um pássaro. Notavelmente, as evidências dessa refeição antiga sobreviveram em fezes fossilizadas, que os pesquisadores descreveram como o melhor espécime de penas já descoberto na era dos dinossauros. Ao examinar essa pena, os cientistas dizem que podem ter encontrado uma pista importante sobre a razão pela qual as aves se tornaram a única linhagem de dinossauros a sobreviver à extinção em massa no final do período Cretáceo.
As descobertas foram relatadas em biologia atual.
“Esta é uma pena muito bonita e bem preservada, proveniente de uma fonte inesperada, e é emocionante que possa ajudar-nos a responder a esta grande questão da paleontologia”, diz Jingmei O’Connor, autor principal do novo artigo e curador associado de répteis fósseis no Field Museum de Chicago.
Por que alguns pássaros sobreviveram ao asteróide?
As aves são um ramo altamente especializado da árvore genealógica dos dinossauros, cuja história remonta à Era Mesozóica. pássaro mais antigo conhecido, arqueoptérixViveu há cerca de 150 milhões de anos. Os pássaros continuaram a co-evoluir com outros dinossauros durante cerca dos 100 milhões de anos seguintes.
Essa longa coexistência mudou drasticamente há 66 milhões de anos, quando um asteróide atingiu a Terra e causou uma extinção em massa global. Quase todas as linhagens de dinossauros desapareceram, incluindo a maioria dos tipos de pássaros.
No entanto, um ramo sobreviveu. Este grupo, conhecido como Neornithes, acabou dando origem a todas as espécies de aves vivas hoje.
Por que os Neornithes sobreviveram quando outras aves e dinossauros desapareceram continua sendo um dos enigmas mais duradouros da paleontologia. O’Connor passou anos estudando fósseis de pássaros em busca de explicações. No entanto, este estudo levou-a a um território incomum: penas preservadas dentro de fezes fossilizadas, conhecidas como coprólitos.
“Até onde eu sei, ninguém jamais pensou em procurar penas em coprólitos ou em estudar penas, então este projeto foi realmente emocionante”, diz O’Connor.
Encontrei uma pequena pena em Montana
O espécime foi descoberto em 2016 por David DeMar Jr., cientista pesquisador e gerente da coleção do Projeto Hell Creek no Museu Burke da Universidade de Washington e coautor do artigo. DeMar estava fazendo trabalho de campo no nordeste de Montana quando uma rocha incomum chamou sua atenção.
“Eu estava rastejando em um penhasco rochoso coletando fósseis de peixes quando meu olho caiu sobre um caroço escuro, marrom-avermelhado, com metade do tamanho de uma bola de golfe. DeMar.
Posteriormente, os pesquisadores analisaram a composição mineral do fóssil em laboratório e usaram imagens de tomografia computadorizada para ver o que estava escondido dentro dele. A tomografia computadorizada combina milhares de raios X em uma visão digital detalhada do interior de um objeto sem destruí-lo.
Nate Carroll, coautor do artigo e paleontólogo do Carter County Museum, diz: “Embora a preservação tenha sido melhor do que muitas das penas que estive estudando no âmbar birmanês, isso estava em uma rocha – e bastante normal. Em Ekalaka, Montana. “Cada hora de processamento de dados revela outra pena, outra escama, outro osso – em impressionante 3D. Como alguém que dependia de minas de âmbar distantes como minha principal fonte de dados de penas em 3D, perceber que fezes fossilizadas do meu estado natal poderiam produzir espécimes tão extraordinários foi uma virada de jogo.”
O destino final de um antigo pássaro mergulhador
Dentro do coprólito, os cientistas identificaram várias penas, pequenas escamas de um peixe-agu e os ossos das pernas de um pássaro hesperornitiforme. Como a pena e os ossos da ave foram encontrados juntos, os pesquisadores concluíram que a pena provavelmente veio da mesma ave.
“Os hesperornithiformes eram aves aquáticas, ecologicamente semelhantes aos mergulhões”, diz O’Connor. “A maioria não conseguia voar e, em vez disso, usavam suas pernas especializadas para mergulhar na água e caçar coisas como peixes. As asas mostravam adaptações para viver debaixo d’água que vemos em pássaros aquáticos vivos.”
Os Hesperornithiformes eram parentes evolutivos próximos dos Neornithes, o ramo que sobreviveu às extinções em massa e que finalmente produziu as aves modernas. Mas os hesperornitiformes pertenciam a uma linhagem diferente e desapareceram junto com a maioria das outras aves.
“As aves mais comuns que viveram no Cretáceo faziam parte de um grupo chamado enantiornithins. O moderno ramo de aves Neornithe era separado desse grupo, assim como os Hesperornithiformes”, diz O’Connor.
A água por si só não explica a existência de pássaros
Uma hipótese propõe que os Neornithes sobreviveram porque muitos viviam em ambientes aquáticos, onde as condições teriam fornecido alguma proteção contra a devastação após o impacto de um asteróide.
Fósseis hesperornitiformes complicam essa ideia. Essas aves também viviam dentro e ao redor da água, mas sua linhagem foi extinta. Isto sugere que o habitat por si só não pode explicar completamente por que os Neornithes sobreviveram.
O’Connor suspeita que outra diferença importante pode envolver as penas e como essas penas foram substituídas.
“Pensamos que os tipos de penas que estas aves tinham, e/ou a forma como mudaram essas penas, podem ser uma das causas subjacentes da seletividade da extinção em massa do final do Cretáceo – essencialmente, a razão pela qual algumas aves morreram e outras sobreviveram”, diz ela.
Asas primitivas e frio com efeito letal
As penas dentro do coprólito são identificadas pela primeira vez em um Hesperornitiforme. Sua estrutura parece estar em algum lugar entre as penas dos enantiornitinos e das aves modernas.
“Algumas destas aves mergulhadoras parecem ter penas de aparência moderna e impermeáveis, mas também tinham algumas das penas corporais pequenas, peludas e primitivas que associamos aos dinossauros e enantiornitinos”, diz O’Connor.
As penas do corpo desempenham um papel importante em manter as aves aquecidas. Se as penas dos Hesperornithiformes e enantiornitinas tivessem a capacidade de reter o calor de forma menos eficiente do que as penas encontradas nos Neornithes, esta diferença poderia ter sido significativa após o impacto do asteróide.
Acredita-se que a colisão tenha lançado grandes quantidades de poeira e detritos na atmosfera, diminuindo a luz solar e contribuindo para um dramático período de resfriamento conhecido como inverno de impacto. Aves com melhor isolamento podem estar mais bem equipadas para tolerar essas condições adversas.
Como os hesperornitiformes não pertenciam nem aos Neornithes nem aos Enantiornithines, as suas penas recentemente descobertas fornecem outra peça do puzzle da extinção.
“Os hesperornithiformes mantiveram tipos de penas primitivos que podem não ter sido tão eficientes para o isolamento como as penas plumáceas modernas, e isto pode explicar porque foram extintos com os enantiornitinos”, diz O’Connor.
Um raro olhar sobre o caçador e a caça
Greg Wilson Mantilla, professor da Universidade de Washington, curador de paleontologia de vertebrados no Museu Burke e coautor do estudo, diz que a descoberta é especialmente valiosa porque os fósseis de pássaros e suas penas são excepcionalmente incomuns.
“Raramente encontramos fósseis de aves e ainda menos penas, o que nos dá informações tão importantes sobre a evolução deste aspecto-chave da sua biologia. Além disso, estas penas de aves encontradas no estrume de grandes dinossauros fossilizados dão-nos uma janela incrível para as interacções predador-presa há 66 milhões de anos.”
O espécime mostra, portanto, mais do que apenas o desenvolvimento das penas. Ele também preserva evidências de uma antiga teia alimentar, revelando o que um grande dinossauro comia algum tempo antes do fim da era dos dinossauros.
Cocô fóssil abre uma nova janela para o passado
Para O’Connor, a pesquisa também demonstrou o quanto a paleontologia pode se assemelhar ao trabalho de detetive. Em vez de trabalhar com um esqueleto fossilizado quase completo, a equipa teve de reconstruir a história a partir de pequenos fragmentos preservados dentro de um coprólito.
O’Connor diz: “Normalmente trabalho com fósseis que são preservados em grandes lajes de pedra, e todo o esqueleto e até mesmo os tecidos moles são preservados – eles tornam tudo mais fácil para mim. Mas com este projeto, tivemos apenas este coprólito – e seu conteúdo – e isso me fez sentir como um detetive, reunindo todas essas pequenas pistas.” “E como ninguém tinha estudado penas em coprólitos antes, isto abre um novo caminho de investigação. Só sabíamos que devia procurá-lo por causa do quão aberto era, com as penas expostas – foi realmente um avanço de sorte. Espero que mais cientistas comecem a tomografia computadorizada de coprólitos e os observem mais de perto para ver o que pode estar dentro.”
A descoberta sugere que outros restos fósseis armazenados em museus ou ainda à espera de serem encontrados podem conter restos delicados semelhantes que passaram despercebidos. A tomografia computadorizada desses espécimes poderia dar aos pesquisadores uma nova maneira de estudar penas, dietas, relações com predadores e outros detalhes de ecossistemas pré-históricos.
Este estudo foi contribuído por Jingmei O’Connor (Museu Field), David Demmer Jr. (Museu Burke de História Natural e Cultura / Universidade de Washington), Nathan Carroll (Museu do Condado de Carter), Karen Chin (Universidade do Colorado, Boulder), Michael Holland (Museu Burke de História Natural e Cultura / Universidade de Washington), Alex Clark (Museu Field e Universidade de Chicago), Christian Cooper (Museu Field), Pei-Chen Kuo. (Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados, Academia Chinesa de Ciências), Thomas Tobin (Universidade do Alabama), Aaron Celestian (Museu de História Natural do Condado de Los Angeles), David Bottjer (Universidade do Sul da Califórnia), Luis Chiappe (Museu de História Natural do Condado de Los Angeles) e Gregory Wilson Mantilla (Museu Burke de História Natural e Cultura, Universidade de Washington).
