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Ciência14/06/2022

Presas de mastodonte revelam 1ª evidência da migração anual de animal extinto

O paleontólogo da Universidade de Michigan Daniel Fisher com o esqueleto montado do mastodonte de Buesching, baseado em moldes de ossos individuais produzidos em fibra de vidro, em exibição pública no Museu de História Natural da Universidade de Michigan em Ann Arbor. Crédito: Eric Bronson, Michigan Photography

14/06/22 - 09h22min

Cerca de 13.200 anos atrás, um mastodonte macho morreu em uma sangrenta batalha de época de acasalamento com um rival no que hoje é o nordeste de Indiana (EUA), a quase 160 quilômetros de seu território natal, de acordo com o primeiro estudo a documentar a migração anual de um animal individual de uma espécie extinta.

O adulto de 8 toneladas, conhecido como mastodonte de Buesching, foi morto quando um oponente perfurou o lado direito de seu crânio com uma ponta de presa, uma ferida mortal que foi revelada aos pesquisadores quando os restos do animal foram recuperados de uma fazenda de turfa perto de Fort Wayne em 1998.

O nordeste de Indiana foi provavelmente o local de acasalamento de verão preferido para esse caminhante solitário, que fez a caminhada anualmente durante os últimos três anos de sua vida, aventurando-se ao norte de sua casa na estação fria, de acordo com um artigo publicado online na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Documentação inédita

O estudo também mostra que o mastodonte de Buesching pode ter passado algum tempo explorando o centro e o sul do estado vizinho de Michigan, o que parece adequado para uma criatura cujo esqueleto de fibra de vidro em tamanho real está em exibição no Museu de História Natural da Universidade de Michigan, em Ann Arbor.

“O resultado único deste estudo é que, pela primeira vez, conseguimos documentar a migração anual por terra de um indivíduo de uma espécie extinta”, disse Joshua Miller, paleoecologista da Universidade de Cincinnati (EUA) e primeiro autor do estudo. “Usando novas técnicas de modelagem e um poderoso kit de ferramentas geoquímicas, conseguimos mostrar que grandes mastodontes machos como o de Buesching migravam todos os anos para os locais de acasalamento.”

Daniel Fisher, paleontólogo da Universidade de Michigan e colíder do estudo, participou da escavação do mastodonte de Buesching há 24 anos. Mais tarde, ele usou uma serra de fita para cortar uma laje fina e longitudinal do centro da presa direita de 2,9 metros em forma de banana do animal, que é mais longa e mais completamente preservada do que a esquerda.

História de vida nas presas

Essa placa foi usada para as novas análises isotópicas e de história de vida, que permitiram aos cientistas reconstruir os padrões de mudança de uso da paisagem durante dois períodos-chave: adolescência e os anos finais da idade adulta. O mastodonte de Buesching morreu em uma batalha pelo acesso a parceiras aos 34 anos, de acordo com os pesquisadores.

“Você tem uma vida inteira diante de si nessa presa”, disse Fisher, que estuda mastodontes e mamutes há mais de 40 anos e ajudou a escavar várias dezenas de parentes extintos de elefantes. “O crescimento e desenvolvimento do animal, bem como sua história de mudança no uso da terra e mudança de comportamento – toda essa história é capturada e registrada na estrutura e composição da presa”, disse Fisher, que também é professor de ciências da terra e ambientais, professor de ecologia e biologia evolutiva e curador do Museu de Paleontologia da Universidade de Michigan.

As análises da equipe revelaram que a área de residência original do mastodonte de Buesching provavelmente estava no centro de Indiana. Como os elefantes modernos, o jovem macho ficou perto de casa até se separar do rebanho liderado por fêmeas quando adolescente.

Expansão para o norte

Como um adulto solitário, o mastodonte de Buesching viajava mais longe e com mais frequência, muitas vezes cobrindo quase 32 quilômetros por mês, de acordo com os pesquisadores. Além disso, seu uso da paisagem variou com as estações do ano, incluindo uma dramática expansão para o norte em uma região apenas de verão que incluía partes do nordeste de Indiana – as supostas áreas de acasalamento.

“Toda vez que chegava a estação quente, o mastodonte de Buesching ia para o mesmo lugar repetidamente. A clareza desse sinal era inesperada e realmente emocionante”, disse Miller, que usou técnicas isotópicas semelhantes para estudar a migração do caribu no Alasca e no Canadá.

Sob os climas severos do Pleistoceno, a migração e outras formas de uso da paisagem com padrões sazonais foram provavelmente críticas para o sucesso reprodutivo de mastodontes e outros grandes mamíferos. No entanto, pouco se sabe sobre como seus alcances geográficos e mobilidade flutuaram sazonalmente ou mudaram com a maturidade sexual, de acordo com o novo estudo.

Estrôncio e oxigênio

Mas técnicas para analisar as proporções de várias formas, ou isótopos, dos elementos estrôncio e oxigênio em presas antigas estão ajudando os cientistas a desvendar alguns desses segredos.

Mastodontes, mamutes e elefantes modernos, que fazem parte de um grupo de mamíferos grandes e de tronco flexível chamados proboscídeos, têm dentes incisivos superiores alongados que emergem de seus crânios como presas. A cada ano de vida do animal, novas camadas de crescimento são depositadas sobre as já presentes, dispostas em faixas alternadas de claro e escuro.

As camadas de crescimento anual em uma presa são um tanto análogas aos anéis anuais de uma árvore, exceto que cada nova camada de presa se forma perto do centro, enquanto o novo crescimento nas árvores ocorre em uma camada de células próxima à casca. As camadas de crescimento em uma presa se assemelham a uma pilha invertida de casquinhas de sorvete, com a hora da morte registrada na base e a hora do nascimento na ponta.

Os mastodontes eram herbívoros que pastavam em árvores e arbustos. À medida que cresciam, elementos químicos em seus alimentos e água potável eram acrescentados a seus tecidos corporais, incluindo as presas graciosamente afiladas e sempre crescentes.

Impressões digitais geográficas

No estudo recém-publicado, isótopos de estrôncio e oxigênio nas camadas de crescimento das presas permitiram aos pesquisadores reconstruir as viagens do animal de Buesching como adolescente e adulto reprodutivamente ativo. Trinta e seis amostras foram coletadas na adolescência (durante e após a saída do rebanho matriarcal) e 30 amostras foram coletadas nos últimos anos de vida do animal.

Uma pequena broca, operada sob um microscópio, foi usada para moer meio milímetro a partir da borda das camadas de crescimento individuais, cada uma das quais abrangendo um período de um a dois meses na vida do animal. O pó produzido durante esse processo de moagem foi coletado e analisado quimicamente.

As proporções de isótopos de estrôncio na presa forneceram impressões digitais geográficas que foram combinadas com locais específicos em mapas que mostram como o estrôncio muda na paisagem. Os valores dos isótopos de oxigênio, que mostram flutuações sazonais pronunciadas, ajudaram os pesquisadores a determinar a época do ano em que uma camada específica de presas se formou.

Conclusões específicas

Como as amostras de isótopos de estrôncio e oxigênio foram coletadas das mesmas camadas de crescimento, os pesquisadores conseguiram chegar a conclusões específicas sobre onde o mastodonte de Buesching viajou durante diferentes épocas do ano e quantos anos ele tinha quando fez cada viagem.

Em seguida, os dados isotópicos das presas foram inseridos em um modelo de movimento espacialmente explícito desenvolvido por Miller e seus colegas. O modelo permitiu que a equipe estimasse a distância que o animal percorria e as probabilidades de movimento entre os locais candidatos – algo ausente em estudos anteriores de movimentos de animais extintos.

“O campo da geoquímica de isótopos de estrôncio é uma ferramenta realmente promissora para paleontologia, arqueologia, ecologia histórica e até biologia forense. Está florescendo”, disse Miller. “Mas, na verdade, acabamos de arranhar a superfície do que essa informação pode nos dizer.”

Fisher e Miller disseram que o próximo passo em seu projeto de pesquisa com mastodontes é analisar as presas de um indivíduo diferente, seja outro macho ou uma fêmea.

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