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Ciência21/06/2022

Ouvido médio humano evoluiu a partir de guelras de peixes

Caixa craniana em 3D do shuyu. Crédito: IVPP

21/06/22 - 11h42min

O ouvido médio humano – que abriga três pequenos ossos que vibram – é a chave para transportar vibrações sonoras para o ouvido interno, onde se tornam impulsos nervosos que nos permitem ouvir.

Evidências embrionárias e fósseis provam que o ouvido médio humano evoluiu do espiráculo (espécie de orifício respiratório) dos peixes. No entanto, a origem do espiráculo dos vertebrados tem sido um mistério não resolvido na evolução dos vertebrados.

Alguns pesquisadores do século 20, acreditando que os primeiros vertebrados deveriam possuir uma guelra (ou brânquia) espiracular completa, procuraram uma nesses animais entre os arcos mandibular e hioide. Apesar da extensa pesquisa que abrange mais de um século, porém, nenhum foi encontrado em nenhum fóssil de vertebrado.

Agora, no entanto, cientistas do Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados (IVPP) da Academia Chinesa de Ciências e seus colaboradores encontraram pistas para esse mistério em fósseis de peixes galeaspidas na China. Suas descobertas foram publicadas na revista Frontiers in Ecology and Evolution.

De acordo com o prof. Gai Zhikun, do IVPP, primeiro autor do estudo, pesquisadores do instituto encontraram sucessivamente nos últimos 20 anos um fóssil 3D do peixe shuyu de 438 milhões de anos e o primeiro fóssil de galeaspida de 419 milhões de anos completamente preservado com filamentos de guelra na primeira câmara branquial. Os fósseis foram encontrados respectivamente em Changxing, província de Zhejiang, e Qujing, província de Yunnan.

Reconstituição virtual 3D do shuyu. Crédito: IVPP

Primeira evidência anatômica

“Esses fósseis forneceram a primeira evidência anatômica e fóssil de um espiráculo de vertebrado originário de guelras de peixes”, disse Gai.

Sete moldes virtuais da caixa craniana do shuyu foram posteriormente reconstruídos. Quase todos os detalhes da anatomia craniana do shuyu foram revelados em seu crânio do tamanho de uma unha, incluindo cinco divisões cerebrais, órgãos sensoriais e passagens de nervos cranianos e vasos sanguíneos no crânio.

“Muitas estruturas importantes dos seres humanos podem ser rastreadas até nossos ancestrais peixes, como nossos dentes, mandíbulas, ouvidos médios, etc. A principal tarefa dos paleontólogos é encontrar os importantes elos perdidos na cadeia evolutiva dos peixes aos humanos. O shuyu foi considerado um elo perdido tão importante quanto Archaeopteryx, Ichthyostega e Tiktaalik”, disse Zhu Min, acadêmico da Academia Chinesa de Ciências.

O espiráculo é um pequeno orifício atrás de cada olho que se abre para a boca em alguns peixes. Nos tubarões e em todas as arraias, o espiráculo é responsável pela entrada de água no espaço bucal antes de ser expelida pelas guelras. O espiráculo geralmente está localizado na parte superior do animal, permitindo a respiração, mesmo quando o animal está enterrado sob sedimentos.

Extraordinária história evolutiva

No Polypterus, o peixe ósseo vivo mais primitivo, os espiráculos são usados ​​para respirar. No entanto, os espiráculos de peixes acabaram sendo substituídos na maioria das espécies não peixes à medida que estas últimas evoluíram para respirar pelo nariz e pela boca. Nos primeiros tetrápodes, o espiráculo parece ter se desenvolvido primeiro no entalhe óptico. Como o espiráculo, era usado na respiração e incapaz de sentir o som. Mais tarde, o espiráculo evoluiu para o ouvido dos tetrápodes modernos, tornando-se o canal auditivo usado para transmitir o som ao cérebro por meio de minúsculos ossos do ouvido interno. Essa função permaneceu ao longo da evolução até os humanos.

“Nossa descoberta liga toda a história da fenda espiracular, reunindo descobertas recentes das bolsas branquiais de vertebrados fósseis sem mandíbulas, passando pelos espiráculos dos primeiros vertebrados com mandíbulas, até os ouvidos médios dos primeiros tetrápodes, que contam essa extraordinária história evolutiva”, disse o coautor do estudo Per E. Ahlberg, professor da Universidade de Uppsala (Suécia) e acadêmico da Real Academia Sueca de Ciências.

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