Mas um novo estudo, financiado pela National Science Foundation (NSF) e liderado pelos investigadores da Universidade de Harvard Stephanie Pierce e Katrina Jones, sugere que somos únicos de uma forma mais — a composição da nossa coluna vertebral. Os investigadores descrevem a sua descoberta num artigo publicado esta semana na revista Science.
“A coluna vertebral é basicamente como uma série de contas num fio, com cada conta representando um único osso — uma vértebra”, disse Pierce, curador de paleontologia de vertebrados em Harvard. “Na maioria dos animais de quatro patas, como os lagartos, as vértebras têm todas o mesmo aspecto e função.
“Mas as espinhas dorsais dos mamíferos são diferentes. As diferentes secções ou regiões da coluna vertebral — como o pescoço, o tórax e a parte inferior das costas — assumem formas muito diferentes. Funcionam separadamente e por isso podem adaptar-se a diferentes formas de vida, como correr, voar, escavar e escalar”.
Enquanto as espinhas dorsais dos mamíferos são especializadas, acredita-se que as regiões que lhes estão subjacentes são antigas, datando dos mais antigos animais terrestres.
Os mamíferos tiraram o máximo partido do projecto anatómico existente, ou assim acreditavam os cientistas. No entanto, o novo estudo está a desafiar esta ideia ao analisar o registo fóssil.
“Não há animais vivos hoje em dia que registem a transição de um antepassado ‘lagarto’ para um mamífero”, disse Jones, autor principal do estudo. “Para o fazer, temos de mergulhar no registo fóssil e olhar para os predecessores extintos dos mamíferos, os sinapídios não mamíferos”
Estes ancestrais antigos possuem a chave para compreender a origem das características específicas dos mamíferos, incluindo a coluna vertebral.
Mas estudar os fósseis não é fácil. “Os fósseis são escassos e encontrar animais extintos com todas as mais de 25 vértebras no lugar é incrivelmente raro”, disse Jones.
Para enfrentar este problema, os investigadores pesquisaram colecções de museus em todo o mundo para estudar os fósseis de animais mais bem preservados que viveram há cerca de 320 milhões de anos.
“Olhando para o passado antigo, uma mudança precoce nas colunas vertebrais dos mamíferos foi um importante primeiro passo na sua evolução”, disse Dena Smith, uma directora de programa da Divisão de Ciências da Terra da NSF, que financiou a investigação. “As mudanças na coluna vertebral ao longo do tempo permitiram que os mamíferos se tornassem na miríade de espécies que conhecemos hoje”
Pierce e Jones, juntamente com o co-autor Ken Angielczyk do Field Museum em Chicago, examinaram dezenas de espinhas fósseis, bem como mais de 1.000 vértebras de animais vivos, incluindo ratos, jacarés, lagartos e anfíbios.
Queriam saber se as regiões vertebrais dos mamíferos eram tão antigas como se pensava anteriormente, ou se os mamíferos estavam a fazer algo único.
“Se as regiões vertebrais tivessem permanecido inalteradas através da evolução, como hipótese, esperaríamos ver as mesmas regiões nas sinapses não-mamíferas que vemos hoje em dia nos mamíferos”, disse Pierce.
Mas não parece ser esse o caso. Quando os investigadores compararam o posicionamento e a forma das vértebras, encontraram algo surpreendente. A coluna tinha ganho novas regiões durante a evolução dos mamíferos.
“As primeiras sinapses não-mamíferas tinham menos regiões do que os mamíferos vivos”, disse Jones.
A cerca de 250 milhões de anos atrás, uma nova região evoluiu perto dos ombros e das pernas dianteiras. Mudanças dramáticas também começaram a aparecer nos membros anteriores dos animais conhecidos como sinápsides não-mamíferos.
Estes desenvolvimentos simultâneos, os cientistas acreditam, provavelmente ocorreram em conjunto com mudanças na forma como as criaturas andavam e corriam.
“Parece haver algum tipo de conversa cruzada durante o desenvolvimento entre os tecidos que formam as vértebras e a omoplata”, disse Pierce. “Pensamos que esta interacção resultou na adição de uma região perto do ombro, uma vez que os membros anteriores dos nossos antepassados evoluíram para assumir novas formas e funções”
Later, uma região emergiu perto da pélvis. “É esta última região, a região lombar sem costelas, que parece ser capaz de se adaptar ao máximo a diferentes ambientes”, disse Pierce.
O último passo na construção da espinha dorsal dos mamíferos pode estar ligado a alterações nos genes Hox, importantes para as regiões da coluna vertebral no início do seu desenvolvimento.
“Temos sido capazes de fazer ligações entre alterações nos esqueletos de animais extintos e ideias na moderna biologia do desenvolvimento e genética”, disse Jones. “Esta abordagem combinada está a ajudar-nos a compreender o que faz de um mamífero um mamífero”.