Em um estudo de fósseis, uma equipe de pesquisa liderada pelo biólogo evolucionista e professor assistente da Johns Hopkins Medicine, Matteo Fabbri, sugere que um grupo de répteis gigantes que viveram há até 220 milhões de anos pode ter adquirido a capacidade de voar quando o animal surgiu, em contraste com os ancestrais pré-históricos das aves modernas, que desenvolveram o voo de forma mais gradual e com um cérebro maior.

Um relatório sobre o estudo, que utilizou ferramentas avançadas de imagem para examinar as cavidades cerebrais de fósseis de pterossauros e foi financiado em parte pela Fundação Nacional de Ciência (National Science Foundation), foi publicado em 26 de novembro na revista Current Biology .

As descobertas reforçam a evidência de que o aumento do tamanho do cérebro observado em aves modernas e, presumivelmente, em seus ancestrais pré-históricos, não foi o fator determinante da capacidade dos pterossauros de voar, afirma Fabbri.

"Nosso estudo mostra que os pterossauros desenvolveram a capacidade de voar desde cedo em sua existência e que o fizeram com um cérebro menor, semelhante ao dos dinossauros verdadeiros não voadores", afirma ele.

Fabbri afirma que o pterossauro era uma força a ser reconhecida nos céus da era dos dinossauros, pesando até 227 kg e com uma envergadura de até 9 metros em algumas espécies. Sabe-se que ele é o mais antigo dos três grupos de vertebrados voadores (além de aves e morcegos) que desenvolveram, de forma independente, a capacidade de voar por conta própria.

Para descobrir se os pterossauros adquiriram a capacidade de voar de forma diferente das aves e dos morcegos, os cientistas estudaram a árvore evolutiva do réptil para identificar a evolução da forma e do tamanho do cérebro, buscando pistas que pudessem ter levado ao desenvolvimento do voo. Eles se concentraram particularmente na área envolvida na visão, o lobo óptico, cujo crescimento acredita-se estar associado à capacidade de voar.

Utilizando tomografias computadorizadas e softwares de imagem que permitiram aos cientistas extrair informações sobre o sistema nervoso de fósseis, os pesquisadores se concentraram no parente mais próximo do pterossauro, inicialmente descrito por uma equipe de pesquisadores em 2016: o lagerpetídeo, um animal não voador e arborícola que surgiu durante o período Triássico, entre 242 e 212 milhões de anos atrás. Em 2020, outro grupo de cientistas caracterizou a estreita relação do lagerpetídeo com o pterossauro.

"O cérebro do lagerpetídeo já apresentava características ligadas a uma visão aprimorada, incluindo um lobo óptico ampliado, uma adaptação que pode ter ajudado posteriormente seus parentes pterossauros a alçarem voo", afirma o autor correspondente Mario Bronzati, pesquisador da Universidade de Tübingen, na Alemanha.

Um lobo óptico maior também estava presente nos pterossauros, diz Fabbri. No entanto, ele afirma que, fora isso, havia pouquíssimas semelhanças no formato e tamanho do cérebro dos pterossauros e o do parente mais próximo desses répteis voadores, o lagerpetídeo.

"As poucas semelhanças sugerem que os pterossauros voadores, que surgiram logo após os lagerpetídeos, provavelmente adquiriram a capacidade de voar repentinamente em sua origem", diz Fabbri. "Essencialmente, o cérebro dos pterossauros se transformou rapidamente, adquirindo tudo o que precisavam para voar desde o início."

Em contraste, acredita-se que as aves modernas adquiriram a capacidade de voar em um processo gradual, herdando certas características, como um cérebro, cerebelo e lobos ópticos maiores, de seus parentes pré-históricos, e posteriormente adaptando-os para possibilitar o voo, afirma Fabbri. Essa teoria é corroborada por descobertas de 2024 do laboratório de Amy Balanoff , professora assistente de anatomia funcional e evolução na Johns Hopkins Medicine, que apontam a expansão do cerebelo como fundamental para o voo das aves. O cerebelo, localizado na parte posterior do cérebro, regula e controla o movimento muscular, entre outras atividades.

"Qualquer informação que possa preencher as lacunas do que não sabemos sobre os cérebros dos dinossauros e das aves é importante para a compreensão do voo e da evolução neurosensorial nas linhagens dos pterossauros e das aves", diz Balanoff.

Em estudos posteriores, os cientistas analisaram as cavidades cerebrais de fósseis de crocodilianos (ancestrais dos crocodilos) e de aves primitivas extintas, e compararam-nas com as cavidades cerebrais de pterossauros.

Eles determinaram que o cérebro do pterossauro tinha hemisférios moderadamente aumentados, de tamanho semelhante ao de outros dinossauros — incluindo troodontídeos bípedes semelhantes a pássaros que viveram durante o período Jurássico Superior ao Cretáceo Superior, de 163 a 66 milhões de anos atrás, e o pássaro mais antigo conhecido, Archaeopteryx lithographica, de 150,8 milhões a 125,45 milhões de anos atrás — em comparação com as cavidades cranianas das aves modernas.

No futuro, Fabbri afirma que entender melhor como a estrutura do cérebro do pterossauro, além do tamanho e da forma, possibilitou o voo será o passo mais importante para inferir melhor as leis biológicas básicas do voo.

O apoio financeiro para esta pesquisa foi fornecido pela Fundação Alexander von Humboldt, Governo Federal Brasileiro, Sociedade Paleontológica, Agência Nacional de Promoção Científica e Técnica, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, União Europeia NextGeneration EU/PRTR, National Science Foundation (NSF DEB 1754596, NSF IOB-0517257, IOS-1050154, IOS-1456503) e o Conselho Sueco de Pesquisa

Além de Fabbri e Bronzati, outros cientistas que contribuíram para esta pesquisa são Akinobu Watanabe, do Instituto de Tecnologia de Nova York; Roger Benson, do Museu Americano de História Natural; Rodrigo Müller, da Universidade Federal de Santa Maria, Brasil; Lawrence Witmer, da Universidade de Ohio; Martín Ezcurra e M. Belén von Baczko, do Museu de Ciências Naturais Bernardino Rivadavia; Felipe Montefeltro, da Universidade Estadual Paulista; Bhart-Anjan Bhullar, da Universidade de Yale; Julia Desojo, da Universidade Nacional de La Plata, Argentina; Fabien Knoll, do Museu Nacional de Ciências Naturais, Espanha; Max Langer, da Universidade de São Paulo, Brasil; Stephan Lautenschlager, da Universidade de Birmingham; Michelle Stocker e Sterling Nesbitt, da Virginia Tech; Alan Turner, da Universidade de Stony Brook; e Ingmar Werneburg, da Universidade Eberhard Karls de Tübingen.