Pesquisadores da Universidade de Cambridge estudaram fósseis dos animais mais antigos conhecidos na Terra, datados de 574 milhões de anos atrás, e descobriram que a reprodução assexuada reduziu drasticamente o ritmo da evolução, uma vez que limitava a competição entre diferentes grupos. 

Os resultados, publicados na revista Nature Ecology and Evolution , podem ajudar a explicar um enigma antigo da paleontologia: por que a vida animal surgiu na Terra, mas praticamente não mudou durante milhões de anos, antes que uma segunda onda de diversificação desse um grande impulso ao progresso evolutivo. 

Após bilhões de anos de vida microbiana, durante o período Ediacarano, entre 635 e 539 milhões de anos atrás, a vida explodiu em tamanho e os primeiros animais apareceram. Alguns desses primeiros animais, como o Fractofusus , podiam atingir até dois metros de altura, embora a maioria fosse muito menor. 

Esses animais se assemelhavam mais a samambaias do que a qualquer animal que reconheceríamos hoje: não pareciam ter boca, órgãos ou meios de locomoção, por isso acredita-se que absorviam nutrientes da água ao seu redor. E, como a maioria das formas de vida do período Ediacarano, desapareceram do registro fóssil no início do período Cambriano, há 540 milhões de anos, dificultando aos cientistas a sua associação com quaisquer formas de vida modernas.

Pesquisadores já haviam determinado que esses animais primitivos se reproduziam assexuadamente, enviando clones por meio de estolões ou rizomas, como as plantas de morango modernas. Nas águas férteis do período Ediacarano, eles prosperaram. 

“A vida era bastante agradável durante o período Ediacarano, então a necessidade de sexo era relativamente limitada”, disse a autora principal, Dra. Emily Mitchell, do Departamento de Zoologia de Cambridge. “Havia relativamente pouca competição, então não havia pressão real para mudar nada.” 

Mitchell e sua coautora, a professora Andrea Manica, usaram uma combinação de escaneamento a laser, análise espacial e inteligência artificial para estudar fósseis de Mistaken Point, em Newfoundland, uma das fontes mais ricas do mundo em fósseis do período Ediacarano, para ajudar a determinar por que a evolução inicial dos animais desacelerou e por que pode ter acelerado novamente. 

Os pesquisadores primeiro demonstraram que a reprodução assexuada, baseada em estolões, limitava a competição. Em seguida, construíram um modelo computacional para simular como as comunidades animais primitivas poderiam se comportar sob diferentes estratégias reprodutivas. Eles executaram o modelo milhares de vezes, enquanto uma rede neural simples ajudava a selecionar as simulações que melhor correspondiam aos padrões de diversidade observados no registro fóssil. Essa abordagem, conhecida como Computação Bayesiana Aproximada, permitiu que os pesquisadores trabalhassem de trás para frente, a partir dos dados reais, para estimar o alcance da dispersão dos organismos e a intensidade da competição por recursos.

Utilizando esse método, os pesquisadores demonstraram que a dispersão limitada, associada à reprodução assexuada por meio de corredores, poderia explicar por que as primeiras comunidades animais tinham relativamente poucas espécies e por que uma mudança posterior em direção a uma dispersão mais ampla e à reprodução sexuada coincidiu com um súbito aumento da diversidade evolutiva.

A competição e o estresse têm sido os principais motores da evolução por bilhões de anos, mas nas profundezas do período Ediacarano, a reprodução assexuada significava que a competição era limitada. "Se você está conectado ao seu vizinho por esses corredores, então vocês compartilham nutrientes e não precisam competir", disse Manica. 

No entanto, à medida que a vida no período Ediacarano se espalhava lentamente das profundezas do oceano para águas mais rasas, os primeiros animais enfrentavam mais pressões: marés, tempestades, mudanças de temperatura e níveis de nutrientes tornavam a vida mais precária, levando a uma maior competição por recursos.

“Se você de repente se encontra em um ambiente onde está sendo morto algumas vezes por ano, isso muda tudo”, disse Mitchell. “O estresse essencialmente leva à reprodução sexuada e, quando isso acontece, podemos observar um aumento enorme nas distâncias de dispersão, à medida que os animais tentam colonizar novas áreas devido ao aumento da competição.”

À medida que esses animais primitivos se adaptavam a um novo modo de reprodução e a novos habitats, houve um aumento correspondente na diversificação, levando à "segunda onda" ediacarana da evolução animal, um processo que se acelerou ainda mais no período Cambriano, quando os animais se tornaram móveis. 

A pesquisa foi financiada pelo Conselho de Pesquisa do Ambiente Natural (NERC), parte do UK Research and Innovation (UKRI). Emily Mitchell é membro do Newnham College, Cambridge. Andrea Manica é membro do Clare College, Cambridge.