Em 2015, dois integrantes do Museu de Fósseis de Blue Beach na Nova Escócia, Canadá, encontraram uma mandíbula fóssil longa e curva repleta de dentes. Sonja Wood, proprietária, e Chris Mansky, curador do museu, coletaram o fóssil em um riacho após Wood ter tido um palpite.
O fóssil que encontraram pertencia a um peixe que havia morrido há 350 milhões de anos, com sua carcaça óssea ocupando quase um metro no leito do lago. O grande peixe vivia em águas repletas de peixes rivais, incluindo gigantes várias vezes maiores que ele. Ele tinha dentes em forma de gancho na ponta de sua longa mandíbula que usava para capturar vítimas esquivas, e presas na parte de trás para perfurá-las e quebrá-las para comer.
Nos últimos oito anos, fiz parte de uma equipe liderada pelo paleontólogo Jason Anderson, que passou décadas pesquisando a área de Blue Beach da Nova Escócia, a noroeste de Halifax, em colaboração com Mansky e outros colegas. Grande parte desse trabalho tem sido sobre os tetrápodes — o grupo que inclui os primeiros vertebrados a migrarem para viver em terra e todos os seus descendentes (ou seja, todos anfíbios, répteis, aves e mamíferos) —, mas minha pesquisa se concentra no que os fósseis de Blue Beach podem nos dizer sobre como o mundo dos vertebrados modernos se formou.
Surge o mundo dos vertebrados modernos
O mundo dos vertebrados modernos é definido pelo domínio de três grupos: os peixes cartilaginosos, ou condríctios (incluindo tubarões, raias e quimeras); os peixes com barbatanas lobadas, ou sarcopterígeos (grupo que inclui os tetrápodes, peixes pulmonados raros e celacantos); e os peixes com barbatanas raiadas, ou actinopterígeos (incluindo tudo do esturjão ao atum). Apenas alguns peixes sem mandíbula completam o quadro.
Esse agrupamento básico permaneceu notavelmente consistente — pelo menos nos últimos 350 milhões de anos.
Antes disso, o mundo dos vertebrados era muito mais populoso. No mundo dos vertebrados antigos, durante o Período Siluriano (443,7-419,2 milhões de anos atrás), por exemplo, os ancestrais dos vertebrados modernos nadavam ao lado de pseudo-tubarões espinhosos (acantódios), sarcopterígeos semelhantes a peixes, placodermos e peixes sem mandíbula com conchas ósseas, ou “armaduras”.
Os peixes sem mandíbula com armadura haviam diminuído muito de número no final do Período Devoniano (419,2-358,9 MA), mas os restantes continuavam a ser diversificados. Os actinopterígeos ainda estavam restritos a algumas espécies com formas corporais semelhantes.
No início do Período Carbonífero, que se seguiu imediatamente, tudo havia mudado. Os placodermos haviam desaparecido, o número de espécies de sarcopterígeos e acantódios diminuiu drasticamente, e os actinopterígeos e condríctios floresciam em seu lugar.
O mundo vertebrado moderno havia nascido.
Uma mudança radical
Blue Beach ajudou a construir nossa compreensão de como isso aconteceu. Estudos que descrevem seus tetrápodes e actinópteros mostraram a persistência de formas do estilo do Devoniano no Período Carbonífero.
Embora o declínio abrupto no final do Devoniano dos placodermos, acantódios e sarcopterígeos semelhantes a peixes possa ser explicado por uma extinção em massa, agora parece que vários tipos de actinopterígeos e tetrápodes sobreviveram e foram preservados em Blue Beach. Isso faz uma grande diferença na história geral: os tetrápodes e actinopterígeos ao estilo do Devoniano sobreviveram e contribuíram para a evolução desses grupos no Período Carbonífero.
Mas questões significativas permanecem para os paleontólogos. Um ponto de debate gira em torno de como os actinopterígeos se diversificaram quando o mundo vertebrado moderno nasceu — se exploraram novas formas de se alimentar ou de nadar primeiro.
O fóssil de Blue Beach era um actinopterígio, e nos perguntamos o que ele poderia nos dizer sobre essa questão. A comparação foi difícil. Dois actinopterígeos com mandíbulas longas e presas grandes eram conhecidos do Período Devoniano anterior (Austelliscus ferox e Tegeolepis clarki), mas a mandíbula recém-descoberta tinha uma curvatura mais extrema e um arranjo diferente dos dentes. Suas presas maiores estão na parte posterior (de trás) da mandíbula, mas as presas maiores do Austelliscus e do Tegeolepis estão na parte anterior (da frente).
Essas diferenças foram significativas o suficiente para que apresentássemos um novo gênero e espécie: Sphyragnathus tyche. E, tendo em vista o debate sobre a diversificação dos actinopterígeos, fizemos uma previsão: que as diferenças anatômicas entre o Sphyragnathus e os actinopterígeos devonianos representavam diferentes adaptações para a alimentação.
Presas dianteiras
Para testar essa previsão, comparamos o Sphyragnathus, o Austelliscus e o Tegeolepis com os actinopterígeos vivos. Nos actinopterígeos modernos, a diferença na anatomia reflete uma diferença na função: os de “presas frontais” capturam a presa perfurando com os dentes da frente e a seguram com os dentes de trás, mas os de “presas traseiras” usam os dentes de trás para perfurar.
Como não pudemos observar os peixes fósseis em ação, analisamos a tensão que seus dentes sofreriam se aplicássemos força. Os dentes de trás do Sphyragnathus suportavam a força com baixo estresse, tornando-os adequados para perfurar presas, mas os dentes de trás do Austelliscus e do Tegeolepis transformavam forças pequenas em estresse significativamente mais alto, tornando-os mais adequados para agarrar.
Concluímos que o Sphyragnathus foi o primeiro actinopterígio adaptado para quebrar presas perfurando-as, o que também corresponde às previsões mais amplas da hipótese da alimentação em primeiro lugar.
Ainda há muito trabalho a ser feito — apenas a mandíbula do Sphyragnathus foi preservada, então a hipótese da “locomoção em primeiro lugar” ainda não foi testada nele. Mas isso representa o desafio e a promessa da paleontologia: obtenha vislumbres suficientes do passado e você poderá começar a desvendar uma história.
Quanto aos actinopterígeos, pesquisas atuais indicam que eles primeiro se diversificaram no Período Devoniano e assumiram novas funções quando o mundo vertebrado moderno nasceu.
