Humanidades

Fósseis recém-descobertos mostram mudanças evolutivas em pequena escala em uma espécie humana extinta
A evolução dentro de uma espécie pode ser difícil de ver no registro fóssil. As mudanças podem ser sutis, e o registro fóssil é notoriamente incompleto.
Por Talia Ogliore - 09/11/2020


A descoberta de um fóssil notavelmente bem preservado da extinta espécie humana Paranthropus robustus sugere uma evolução rápida durante um período turbulento de mudanças climáticas locais, resultando em mudanças anatômicas que antes eram atribuídas ao sexo. Crédito: Jesse Martin e David Strait

Os machos da extinta espécie humana Paranthropus robustus eram considerados substancialmente maiores do que as fêmeas - muito parecidos com as diferenças de tamanho vistas nos primatas modernos, como gorilas, orangotangos e babuínos. Mas uma nova descoberta de fóssil na África do Sul sugere que P. robustus evoluiu rapidamente durante um período turbulento de mudança climática local cerca de 2 milhões de anos atrás, resultando em mudanças anatômicas que antes eram atribuídas ao sexo.


Uma equipe de pesquisa internacional, incluindo antropólogos da Universidade de Washington em St. Louis, relatou sua descoberta no sistema de cavernas Drimolen rico em fósseis a noroeste de Joanesburgo na revista Nature Ecology & Evolution em 9 de novembro.

"Este é o tipo de fenômeno que pode ser difícil de documentar no registro fóssil, especialmente no que diz respeito à evolução humana inicial", disse David Strait, professor de antropologia biológica em Artes e Ciências da Universidade de Washington.

O fóssil notavelmente bem preservado descrito no artigo foi descoberto por uma estudante, Samantha Good, que participou da Escola de Campo da Caverna Drimolen, co-liderada por Strait.

Os pesquisadores já sabiam que o surgimento de P. robustus na África do Sul coincidiu aproximadamente com o desaparecimento do Australopithecus, um ser humano primitivo um pouco mais primitivo, e o surgimento na região dos primeiros representantes do Homo, o gênero ao qual os modernos pertencem. Essa transição ocorreu muito rapidamente, talvez em apenas algumas dezenas de milhares de anos.

"A hipótese de trabalho é que a mudança climática criou estresse nas populações de Australopithecus, levando eventualmente à sua morte, mas que as condições ambientais eram mais favoráveis ​​para Homo e Paranthropus, que podem ter se dispersado para a região de outros lugares", disse Strait. "Agora vemos que as condições ambientais provavelmente eram estressantes para a Paranthropus também, e que eles precisavam se adaptar para sobreviver."

O novo espécime descoberto em Drimolen, identificado como DNH 155, é claramente um macho, mas difere de maneiras importantes de outro P. robustus previamente descoberto no local próximo de Swartkrans - onde a maioria dos fósseis desta espécie foram encontrados.

A evolução dentro de uma espécie pode ser difícil de ver no registro fóssil. As mudanças podem ser sutis, e o registro fóssil é notoriamente incompleto.

Normalmente, o registro fóssil revela padrões em larga escala, como quando espécies ou grupos de espécies aparecem no registro fóssil ou se extinguem. Portanto, esta descoberta Drimolen fornece uma janela raramente vista para a evolução humana inicial.
 
O novo espécime é maior do que um membro bem estudado da espécie previamente descoberta em Drimolen - um indivíduo conhecido como DNH 7, e presumivelmente fêmea - mas é mensuravelmente menor do que os presumíveis machos de Swartkrans.

"Agora parece que a diferença entre os dois locais não pode ser explicada simplesmente como diferenças entre homens e mulheres, mas sim como diferenças em nível de população entre os locais", disse Jesse Martin, estudante de doutorado da Universidade La Trobe e do co- primeiro autor do estudo. "Nosso trabalho recente mostrou que Drimolen antecede os Swartkrans em cerca de 200.000 anos, então acreditamos que P. robustus evoluiu ao longo do tempo, com Drimolen representando uma população inicial e Swartkrans representando uma população posterior, mais anatomicamente derivada."

"Pode-se usar o registro fóssil para ajudar a reconstruir as relações evolutivas entre as espécies, e esse padrão pode fornecer todos os tipos de insights sobre os processos que moldaram a evolução de grupos específicos", disse Martin. "Mas no caso de P. robustus, podemos ver amostras discretas das espécies retiradas da mesma região geográfica, mas em tempos ligeiramente diferentes exibindo diferenças anatômicas sutis, e isso é consistente com a mudança dentro de uma espécie."

"É muito importante ser capaz de documentar a mudança evolutiva dentro de uma linhagem", disse Angeline Leece, da Universidade La Trobe, a outra primeira autora do estudo. "Isso nos permite fazer perguntas bem focadas sobre os processos evolutivos. Por exemplo, agora sabemos que o tamanho dos dentes muda ao longo do tempo na espécie, o que nos leva a questionar o motivo. Há razões para acreditar que as mudanças ambientais colocaram essas populações sob estresse dietético , e isso aponta para pesquisas futuras que nos permitirão testar essa possibilidade. "

Co-diretor do projeto Drimolen, Andy Herries da La Trobe University disse: "Como todas as outras criaturas na terra, nossos ancestrais se adaptaram e evoluíram de acordo com a paisagem e o ambiente ao seu redor. Pela primeira vez na África do Sul, temos a data resolução e evidência morfológica que nos permite ver essas mudanças em uma linhagem de hominídeo antiga por um curto período de tempo. "

As evidências de mudanças climáticas rápidas, mas significativas, durante este período na África do Sul, vêm de várias fontes. Criticamente, os fósseis indicam que certos mamíferos associados a ambientes florestais ou de mata se extinguiram ou tornaram-se menos prevalentes - enquanto outras espécies associadas a ambientes mais secos e abertos apareceram localmente pela primeira vez.

"P. robustus é notável por possuir uma série de características em seu crânio, mandíbulas e dentes, indicando que foi adaptado para comer uma dieta que consiste em alimentos muito ou muito duros", disse Strait. “Achamos que essas adaptações permitiram que ele sobrevivesse com alimentos que eram mecanicamente difíceis de comer, pois o ambiente mudou para ficar mais fresco e seco, levando a mudanças na vegetação local.

"Mas os espécimes de Drimolen exibem características esqueléticas sugerindo que seus músculos da mastigação foram posicionados de forma a torná-los menos capazes de morder e mastigar com tanta força quanto a população posterior de P. robustus de Swartkrans", disse ele. "Ao longo de 200.000 anos, um clima seco provavelmente levou à seleção natural, favorecendo a evolução de um aparato alimentar mais eficiente e poderoso nas espécies."

"Achamos que a paleoantropologia precisa ser um pouco mais crítica sobre a interpretação da variação na anatomia como evidência da presença de várias espécies", disse Strait. "Dependendo da idade das amostras fósseis, as diferenças na anatomia óssea podem representar mudanças dentro das linhagens, em vez de evidências de várias espécies ."


Leece disse que foi notável que P. robustus apareceu quase ao mesmo tempo que nosso ancestral direto Homo erectus, conforme documentado por um crânio infantil de H. erectus que a equipe descobriu no mesmo local em Drimolen em 2015 .

"Essas duas espécies muito diferentes, H. erectus com seus cérebros relativamente grandes e dentes pequenos, e P. robustus com seus dentes relativamente grandes e cérebros pequenos, representam experimentos evolutivos divergentes", disse Leece. "Embora tenhamos sido a linhagem que venceu no final, o registro fóssil sugere que P. robustus era muito mais comum do que H. erectus na paisagem há dois milhões de anos."

De forma mais ampla, os pesquisadores pensam que essa descoberta serve como um conto de advertência para o reconhecimento de espécies no registro fóssil .

Um grande número de espécies humanas fósseis foram descobertas no último quarto de século, e muitas dessas novas designações de espécies são baseadas em um pequeno número de fósseis de apenas um ou alguns locais em pequenas áreas geográficas e intervalos de tempo estreitos.

"Achamos que a paleoantropologia precisa ser um pouco mais crítica sobre a interpretação da variação na anatomia como evidência da presença de várias espécies", disse Strait. "Dependendo da idade das amostras fósseis, as diferenças na anatomia óssea podem representar mudanças dentro das linhagens, em vez de evidências de várias espécies ."

A co-diretora do projeto Stephanie Baker, da Universidade de Joanesburgo, acrescentou: "Drimolen está se tornando rapidamente um ponto de acesso para as primeiras descobertas de hominídeos, o que é um testemunho da dedicação da equipe atual à escavação holística e análise pós-campo. O crânio DNH 155 é um dos os espécimes de P. robustus mais bem preservados conhecidos pela ciência. Este é um exemplo do que uma pesquisa cuidadosa e em escala precisa pode nos dizer sobre nossos ancestrais distantes. "

 

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