Descendentes Vivos de Dinossauros
Numa floresta de pinheiros no nordeste rural da China, uma encosta escarpada de xisto está repleta de restos de criaturas extintas de 125 milhões de anos atrás, quando esta parte da província de Liaoning estava coberta de lagos de água doce. Erupções vulcânicas regularmente convulsionavam a área na época, enterrando milhões de répteis, peixes, caracóis e insetos em cinzas. Piso cautelosamente entre os miríades de fósseis, pego numa laje de xisto não muito maior que a minha mão e bato a sua borda com um martelo de pedra. Uma costura divide ao meio um peixe de cor avermelhada, produzindo impressões espelhadas de delicadas barbatanas e espinhas tão finas quanto pêlos humanos.
Um dos principais paleontólogos da China, Zhou Zhonghe, sorri. “Lugar incrível, não é?” diz ele.
Foi em 1995 que Zhou e colegas anunciaram a descoberta de um fóssil desta zona de desastre pré-histórico que anunciava uma nova era de paleontologia. O fóssil era um pássaro primitivo do tamanho de um corvo que pode ter sido asfixiado por vapores vulcânicos ao sobrevoar os lagos todos aqueles milhões de anos atrás. Eles deram o nome de Confuciusornis à nova espécie, em homenagem ao filósofo chinês.
Até então, apenas um punhado de fósseis de aves pré-históricas tinha sido desenterrado em qualquer parte do mundo. Isso em parte porque as aves, então como agora, eram muito menos comuns que os peixes e invertebrados, e em parte porque as aves evadiram mais facilmente deslizamentos de lama, poços de alcatrão, erupções vulcânicas e outros fenômenos geológicos que capturaram animais e preservaram vestígios deles durante anos. Os cientistas localizaram apenas dez esqueletos fossilizados intactos da mais antiga ave conhecida, Archaeopteryx, que viveu no final do período Jurássico, cerca de 145 milhões de anos atrás.
Zhou, que trabalha no Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia Vertebrada (IVPP) da Academia Chinesa de Ciências em Pequim, acreditava que os extraordinários leitos ósseos em Liaoning poderiam preencher alguns dos muitos espaços em branco no registro fóssil das primeiras aves. Ele não poderia ter sido mais profético. Nos últimos 15 anos, milhares de aves fósseis primorosamente preservadas surgiram do antigo leito do lago, chamado de Formação Yixiana. A região também produziu espécimes de dinossauros deslumbrantes, de que nunca se tinha visto antes. Como resultado, a China tem sido a chave para resolver uma das maiores questões da ciência dos dinossauros nos últimos 150 anos: a verdadeira relação entre as aves e os dinossauros.
A ideia de que as aves – o mais diverso grupo de vertebrados terrestres, com quase 10.000 espécies vivas – descendentes diretamente dos dinossauros não é nova. Foi criado pelo biólogo inglês Thomas Henry Huxley em seu tratado de 1870, Mais Evidências da Afinidade entre os Répteis Dinossauros e as Aves. Huxley, um renomado anatomista talvez mais lembrado por sua ardente defesa da teoria da evolução de Charles Darwin, viu pouca diferença entre a estrutura óssea do Compsognathus, um dinossauro não maior que um peru, e do Archaeopteryx, que foi descoberto na Alemanha e descrito em 1861. Quando Huxley olhou para avestruzes e outras aves modernas, ele viu pequenos dinossauros. Se os ossos da perna de uma galinha bebê fossem aumentados e fossilizados, ele notou, “não haveria nada em seus personagens que nos impedisse de referi-los à Dinosauria”
P>P>Pára, ao longo das décadas os pesquisadores que duvidavam da ligação dinossauro-pássaro também fizeram bons argumentos anatômicos. Diziam que os dinossauros carecem de uma série de características que são distintamente aviárias, incluindo ossos, ou clavículas fundidas; ossos repletos de bolsas de ar; articulações flexíveis do pulso; e pés de três dedos. Além disso, o elo posicionado parecia contrário ao que todos pensavam saber: que as aves são pequenas, inteligentes, velozes e velozes, enquanto que os dinossauros – do grego para “temível grande lagarto” – eram criaturas de sangue frio, monótonas, penosas, semelhantes a répteis.
No final dos anos 60, um esqueleto fossilizado de dinossauro de Montana começou a minar essa suposição. Deinonychus, ou “garra terrível” após a garra em forma de foice em cada pé traseiro, estava cerca de 11 pés da cabeça à cauda e era um predador ágil. Além disso, a sua estrutura óssea era semelhante à do Arqueoptérix. Logo os cientistas estavam reunindo outras evidências físicas intrigantes, descobrindo que as clavículas fundidas eram comuns nos dinossauros, afinal. Os ossos de Deinonychus e Velociraptor tinham bolsas de ar e articulações flexíveis do pulso. Os traços dos dinossauros estavam sempre mais parecidos com os das aves. “Todas essas coisas eram retiradas da definição de ser uma ave”, diz o paleontólogo Matthew Carrano do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian.
Mas havia uma característica importante que não tinha sido encontrada nos dinossauros, e poucos especialistas se sentiriam inteiramente à vontade para afirmar que os chickadees e triceratops eram parentes até que tivessem provas para este elo anatômico perdido: as penas.
Um pobre agricultor chinês, Li Yingfang, fez uma das maiores descobertas fósseis de todos os tempos, em agosto de 1996, na aldeia de Sihetun, a uma hora de carro do local onde eu havia prospectado peixes fósseis. “Eu estava cavando buracos para plantar árvores”, lembra Li, que agora tem um trabalho em tempo integral em um museu de dinossauros construído naquele mesmo local. De um buraco, ele desenterrou uma laje de xisto de dois metros de comprimento. Um caçador de fósseis experiente, Li dividiu a laje e viu uma criatura diferente de qualquer outra que ele havia visto. O esqueleto tinha um crânio semelhante a uma ave, uma longa cauda e impressões do que parecia ser estruturas semelhantes a penas.
Por causa das penas, Ji Qiang, então o diretor do Museu Geológico Nacional, que comprou uma das placas de Li, assumiu que era uma nova espécie de ave primitiva. Mas outros paleontólogos chineses estavam convencidos de que era um dinossauro.
Na visita a Pequim em outubro, Philip Currie, um paleontólogo agora na Universidade de Alberta, viu o espécime e percebeu que ele iria virar a paleontologia em sua cabeça. No mês seguinte, Currie, um trabalhador de longa data da China, mostrou uma fotografia da mesma aos colegas na reunião anual da Sociedade de Paleontologia de Vertebrate. A fotografia roubou o espectáculo. “Era um fóssil incrível”, lembra o paleontólogo Hans-Dieter Sues, do Museu Nacional de História Natural. “Sensacional.” Os paleontólogos ocidentais logo fizeram uma peregrinação a Pequim para ver o fóssil. “Eles voltaram atordoados”, diz Sues.
Apesar das penas, o esqueleto não deixou dúvidas de que a nova espécie, chamada Sinosauropteryx, que significa “asa de lagarto chinês”, era um dinossauro. Viveu há cerca de 125 milhões de anos, com base na datação de elementos radioactivos nos sedimentos que envolviam o fóssil. Seus filamentos integumentais – longas e finas estruturas salientes de sua pele escamosa – convenceram a maioria dos paleontólogos de que o animal foi o primeiro dinossauro emplumado jamais desenterrado. Uma dúzia de dinossauros com filamentos ou penas foram descobertos desde então nesse local.
Ao analisar espécimes da China, os paleontólogos preencheram lacunas no registro fóssil e traçaram as relações evolutivas entre vários dinossauros. Os fósseis finalmente confirmaram, para todos menos alguns céticos, que as aves descendem de dinossauros e são os representantes vivos de uma linhagem de dinossauros chamada Maniraptorans.
A maioria dos dinossauros não fazia parte da linhagem que deu origem às aves; ocupavam outros ramos da árvore genealógica dos dinossauros. Sinosauropteryx, na verdade, era o que os paleontólogos chamam de um dinossauro não marinho, apesar de ter penas. Esta percepção levou os paleontólogos a rever a sua visão sobre outros dinossauros não-avios, tais como o famoso comedor de carne Velociraptor e até mesmo alguns membros do grupo dos tiranossauros. Eles também foram provavelmente adornados com penas.
A abundância de fósseis de penas permitiu aos paleontólogos examinar uma questão fundamental: Porque é que as penas evoluíram? Hoje, é claro que as penas desempenham muitas funções: ajudam as aves a reter o calor do corpo, repelem a água e atraem um companheiro. E, claro, ajudam a voar – mas nem sempre, como demonstram avestruzes e pinguins, que têm penas mas não voam. Muitos dinossauros com penas não tinham asas ou eram muito pesados, em relação ao comprimento de seus membros com penas, para voar.
Decifrando como as penas se transformaram ao longo dos tempos de fibras espigadas em delicados instrumentos de vôo, iria lançar luz sobre a transição dos dinossauros para as aves, e como a seleção natural forjou este traço complexo. Poucos cientistas conhecem as penas antigas mais intimamente do que o Xu Xing do IVPP. Ele já descobriu 40 espécies de dinossauros – mais do que qualquer outro cientista vivo – de toda a China. Seu escritório no IVPP, em frente ao Zoológico de Pequim, está repleto de fósseis e elencos.
p>Xu prevê a evolução das penas como um processo incremental. As penas na sua forma mais primitiva eram filamentos únicos, parecidos com penas, que saltavam da pele reptiliana. Estas estruturas simples são muito antigas; mesmo os pterodáctilo tinham filamentos de tipo. Xu sugere que a evolução das penas pode ter começado em um ancestral comum de pterodáctilos e dinossauros – há cerca de 240 milhões de anos atrás, ou cerca de 95 milhões de anos antes do Archaeopteryx.
Após o surgimento de filamentos simples vieram vários filamentos unidos na base. A seguir apareceram no registro fóssil barbos emparelhados atirando de um eixo central. Eventualmente, filas densas de farpas entrelaçadas formaram uma superfície plana: a planta básica das chamadas penas pentáceas das aves modernas. Todos estes tipos de penas foram encontrados em impressões fósseis de terópodes, a subordem de dinossauros que inclui o Tyrannosaurus rex assim como aves e outros Maniraptorans.
Filamentos também são encontrados em outras partes da árvore genealógica dos dinossauros, em espécies distantes dos terópodes, como Psittacosaurus, um herbívoro com cara de papagaio que surgiu há cerca de 130 milhões de anos. Tinha poucos filamentos individuais ao longo da cauda. Não é claro por que os filamentos aparecem em algumas linhagens de dinossauros, mas não em outras. “Uma possibilidade é que as estruturas semelhantes a penas evoluíram muito cedo na história dos dinossauros”, diz Xu, e alguns grupos mantiveram as estruturas, enquanto outros grupos as perderam. “Mas finalmente em Maniraptorans, as penas estabilizaram e evoluíram para penas modernas”, diz ele. Ou os filamentos podem ter evoluído independentemente em momentos diferentes. Como Sues aponta, “Parece que, geneticamente, não é um grande truque fazer uma escala em um filamento”
Originalmente, filamentos simples podem muito bem ter sido para exibição, o equivalente dinossauro de uma plumagem iridescente de um pavão. Evidências vívidas para essa teoria apareceram quando os cientistas revelaram as verdadeiras cores das penas de 125 milhões de anos. Penas de pássaros e escamas de répteis contêm melanosomas – pequenos sacos contendo variedades do pigmento melanina. Muitos paleontólogos suspeitavam que as penas de dinossauros também continham melanossomas. No laboratório de Mike Benton na Universidade de Bristol, Zhang Fucheng do IVPP passou mais de um ano à procura de melanossomas em fotografias de fósseis de aves e dinossauros tiradas com um microscópio electrónico. A diligência de Zhang valeu a pena em 2009 quando ele identificou melanossomos em Confuciusornis que continham eumelanina, que dá às penas uma tonalidade cinza ou preta, e feomelanina, que lhes dá uma cor castanha a castanho-avermelhada. As penas do animal tinham manchas de cor branca, preta e marrom-alaranjada.
Sinosauropteryx era ainda mais impressionante. Zhang descobriu que os filamentos que corriam pelas suas costas e cauda devem ter feito o dinossauro parecer um poste de barbeiro listrado de cor laranja e branco. Um padrão tão vibrante sugere que “as penas surgiram primeiro como agentes para exibição de cores”, diz Benton.
P>Penas precoces poderiam ter servido para outros propósitos. Filamentos ocos podem ter dissipado calor, assim como os floreados de alguns lagartos modernos fazem hoje. Outros paleontólogos especulam que as penas evoluíram primeiro para reter o calor. Um exemplo revelador vem dos fósseis de Oviraptor – um terópode desenterrado na Mongólia que viveu há cerca de 75 milhões de anos – sobre ninhos cheios de ovos. Oviraptores enfiaram as pernas no centro da ninhada e abraçaram a periferia com seus longos membros dianteiros – uma postura com uma semelhança incrível com aves chocadeiras, mantendo seus ovos quentes. Os dinossauros relacionados com o Oviraptor estavam cobertos de penas pentáceas, sugerindo que o Oviraptor também estava. “Sentado em um ninho assim só fazia sentido se ele tivesse penas” para isolar gentilmente seus filhotes, diz Sues.
As penas acabaram se tornando, é claro, um instrumento de vôo. Alguns paleontólogos prevêem um cenário em que dinossauros usavam penas para ajudá-los a ocupar as árvores pela primeira vez. “Como os dinossauros tinham tornozelos articulados, eles não podiam girar os pés e não conseguiam subir bem. Talvez as penas os ajudassem a mexer nos troncos das árvores”, diz Carrano. Bebês pássaros de espécies principalmente terrestres, como perus, usam as asas dessa maneira. As penas podem ter-se tornado cada vez mais aerodinâmicas ao longo de milhões de anos, permitindo eventualmente que os dinossauros deslizem de árvore em árvore. Indivíduos capazes de realizar tal proeza podem ter sido capazes de alcançar novas fontes de alimento ou melhor escapar dos predadores – e passar o traço para as gerações seguintes.
Um dos espécimes mais sedutores a emergir dos canteiros de xisto de Liaoning é o Microraptor, que Xu descobriu em 2003. A besta bantamweight era um pé ou dois de comprimento e baseava as escamas a apenas dois quilos. Microraptor, da família Dromaeosaur, não era um ancestral das aves, mas também era diferente de qualquer dinossauro com penas previamente descoberto. Xu chama-lhe um dinossauro de “quatro asas” porque tinha penas longas e penugentas nos braços e pernas. Por causa do seu esterno fundido e penas assimétricas, diz Xu, Microraptor certamente poderia deslizar de árvore em árvore, e ele pode até ter sido melhor a voar sob seu próprio poder do que Archaeopteryx foi.
No ano passado, Xu descobriu outra espécie de dinossauro de quatro asas, também em Liaoning. Além de mostrar que o vôo de quatro asas não foi um acaso, a nova espécie, Anchiornis huxleyi, nomeada em homenagem a Thomas Henry Huxley, é a mais antiga espécie de dinossauro de penas conhecida. Veio de depósitos de lakebed Jurássico de 155 milhões a 160 milhões de anos. O achado eliminou a objecção final à ligação evolutiva entre as aves e os dinossauros. Durante anos, os céticos tinham criado o chamado paradoxo temporal: não havia dinossauros com penas mais antigas que o Arqueoptérix, por isso as aves não poderiam ter surgido dos dinossauros. Agora, essa discussão foi levada ao extremo: Anchiornis é milhões de anos mais velho que Archaeopteryx.
p>Dinossauros de quatro asas acabaram por ser um ramo morto na árvore da vida; desapareceram do registo fóssil há cerca de 80 milhões de anos. O seu desaparecimento deixou apenas uma linhagem de dinossauros capaz de voar: os pássaros.
Apenas quando é que os dinossauros evoluíram para pássaros? Difícil de dizer. “No fundo da história evolutiva, é extremamente difícil traçar a linha entre pássaros e dinossauros”, diz Xu. Além de pequenas diferenças na forma das vértebras do pescoço e no comprimento relativo dos braços, as aves precoces e seus parentes maniraptorianos, como Velociraptor, são muito parecidas.
“Se o Archaeopteryx fosse descoberto hoje, acho que você não o chamaria de ave. Você o chamaria de um dinossauro de penas”, diz Carrano. Ainda é chamado de primeira ave, mas mais por razões históricas do que por ser a mais antiga ou melhor encarnação de traços de ave.
Por outro lado, Confuciusornis, que possuía o primeiro bico e o mais antigo pygostyle, ou vértebras de cauda fundida que suportavam penas, realmente se parece com uma ave. “Ele passa no teste do cheiro”, diz Carrano.
Desde que o último dos dinossauros não-avios morreu há 65 milhões de anos durante a extinção em massa que fechou a cortina no período Cretáceo, as aves desenvolveram outras características que as diferenciam dos dinossauros. As aves modernas têm metabolismos mais elevados do que até mesmo o mais ágil Velociraptor jamais teve. Os dentes desapareceram em algum momento da história evolutiva das aves. A cauda das aves ficou mais curta, suas habilidades de vôo melhoraram e seus cérebros ficaram maiores do que os dos dinossauros. E as aves modernas, ao contrário dos seus antepassados maniraptorianos, têm um dedo grande do pé que se afasta dos outros dedos do pé, o que permite que as aves se empoleirem. “Você vai gradualmente dos braços longos e das mãos enormes dos maniraptorianos não-aviosos para algo que se parece com a asa de galinha que você tem no KFC”, diz Sues. Dada a extensão dessas adaptações aviárias, não é de admirar que a ligação evolutiva entre dinossauros e aves como as conhecemos permaneça escondida até que os paleontólogos começaram a analisar o rico registro fóssil da China.
Chaoyang é uma cidade chinesa draconiana com ruas poeirentas; em seus cantos mais escuros, ela lembra as cidades de mineração de carvão americanas do século 19. Mas para os coletores de fósseis, Chaoyang é um paraíso, a apenas uma hora de carro de alguns dos leitos mais produtivos da Formação Yixiana.
Uma rua está alinhada com lojas que vendem yuhuashi, ou fósseis de peixes. Fósseis emoldurados incrustados em xisto, muitas vezes em pares de imagens espelhadas, podem ser obtidos por um dólar ou dois. Um item popular é um mosaico no qual algumas dúzias de pequenas placas formam um mapa da China; peixes fósseis parecem nadar em direção à capital, Pequim (e nenhum mapa está completo sem um peixe representando Taiwan). Os comerciantes vendem insetos fossilizados, crustáceos e plantas. Ocasionalmente, apesar das leis que proíbem o comércio de fósseis de valor científico, sabe-se que comerciantes menos escrupulosos vendem fósseis de dinossauros. Os espécimes mais importantes, diz Zhou, “não são descobertos pelos cientistas nas lojas de fósseis da cidade, mas nas casas dos comerciantes ou agricultores que os cavaram”
Além do Sinosauropteryx, vários outros espécimes reveladores vieram à luz através de amadores, e não em escavações científicas. O desafio para Zhou e seus colegas é encontrar espécimes quentes antes que eles desapareçam em coleções particulares. Assim Zhou e seu colega Zhang Jiangyong, um especialista em peixes antigos no IVPP, vieram à província de Liaoning para verificar os fósseis que os comerciantes amigáveis à sua causa deitaram as mãos a eles ultimamente.
A maior parte do estoque nas lojas de fósseis provém de fazendeiros que invadem os leitos de fósseis quando não estão cuidando de seus campos. Um pequeno exemplar de peixe bem conservado pode render ao seu descobridor o equivalente a 25 cêntimos, o suficiente para uma refeição quente. Um dinossauro emplumado pode ganhar vários milhares de dólares, uma renda anual ou mais. Destrutiva como é para os leitos fósseis, esta paleo-economia ajudou a reescrever a pré-história.
Zhou apanha uma laje e a apanha pelos seus óculos de arame. “Presidente, venha aqui e veja”, diz Zhou a Zhang (que ganhou seu apelido brincalhão como presidente do sindicato dos funcionários do IVPP). Zhang examines the specimen and adds it to a pile that will be hauled back to Beijing for study—and, if they are lucky, reveal another hidden branch of the tree of life.
Richard Stone has written about a Stonehenge burial, a rare antelope and mysterious Tibetan towers for Smithsonian.
