Os pesquisadores também encontraram uma correlação entre a ausaªncia de dentes em sapos e uma dieta especializada em pequenos insetos , como formigas e cupins
Essas imagens mostram a diversidade denta¡ria entre os anfabios. Salamandras e cecilianas, inferior esquerda e direita, respectivamente, não são tem dentes na mandabula superior e inferior, mas também no canãu da boca, mostradas aqui em amarelo. Crédito: Museu da Fla³rida / Daniel Paluh
Os cientistas sabem hámuito tempo que os sapos são estranhos quando se trata de dentes. Alguns tem dentes minaºsculos na mandabula superior e no canãu da boca, enquanto outros apresentam estruturas semelhantes a presas. Algumas espanãcies são completamente desdentadas. E apenas um sapo, entre as mais de 7.000 espanãcies, tem dentes verdadeiros tanto na mandabula quanto na mandabula.
Agora, o primeiro estudo abrangente da evolução denta¡ria em sapos estãotrazendo a história odontola³gica do grupo para o foco. Pesquisadores do Museu de Hista³ria Natural da Fla³rida analisaram tomografias de quase todos os gêneros de anfabios vivos para revelar que as ra£s perderam dentes mais de 20 vezes durante sua evolução, mais do que qualquer outro grupo de vertebrados. Algumas espanãcies de ra£s podem atéter re-evoluado dentes depois de perdaª-los milhões de anos antes.
Os pesquisadores também encontraram uma correlação entre a ausaªncia de dentes em sapos e uma dieta especializada em pequenos insetos , como formigas e cupins. Sua análise de parentes anfabios de ra£s, as salamandras e animais obscuros semelhantes a vermes, conhecidos como cecilianos, mostraram que esses grupos mantiveram dentes nas mandabulas superior e inferior ao longo de sua história evolutiva.
"Por meio deste estudo, pudemos realmente mostrar que a perda de dentes em vertebrados éem grande parte uma história sobre sapos, com mais de 20 perdas independentes", disse o autor principal do estudo, Daniel Paluh, um Ph.D. candidato no departamento de biologia da Universidade da Fla³rida. "Apenas oito outros grupos de vertebrados vivos, incluindo cavalos-marinhos, tartarugas, pa¡ssaros e alguns mamaferos, também desenvolveram a falta de dentes."
Os dentes evoluaram pela primeira vez hámais de 400 milhões de anos, conferindo rapidamente uma vantagem competitiva aos animais que os possuaam e levando a diversificação de tubaraµes, peixes ósseos e, por fim, os vertebrados que primeiro vagaram pela terra.
Ao longo de sua longa história, os dentes tem sido um componente importante da evolução dos vertebrados, embora alguns grupos tenham se saado igualmente bem sem eles. Os pa¡ssaros perderam os dentes hácerca de 100 milhões de anos com o advento do bico, e tanto o maior vertebrado conhecido, a baleia azul, quanto o menor, uma ra£ da Nova Guinanã, estãototalmente desdentados.
Poucos pesquisadores se concentraram em estudar dentes de sapo, no entanto, pela simples razãode que eles são incrivelmente pequenos.
"Se vocêabrir a boca de um sapo, éprova¡vel que vocênão veja os dentes mesmo que eles os tenham, porque geralmente tem menos de um milametro de comprimento" ou são menores que a ponta de um la¡pis, disse Paluh.
O sapo verde, Rana clamitans, tem dentes na mandabula superior e éuma
espanãcie comum no leste dos Estados Unidos, incluindo a Fla³rida.
Crédito: Museu da Fla³rida / Daniel Paluh
Isso não impediu que algumas pessoas tentassem. Em seu estudo das relações entre as espanãcies de ra£s , o famoso paleonta³logo do século 19 Edward Cope agrupou todas as ra£s desdentadas no mesmo grupo, que ele chamou de Bufoniformia.
Â
Pesquisadores usando técnicas genanãticas modernas mostraram que as espanãcies em Bufoniformia não são intimamente relacionadas, sugerindo que a perda de dentes ocorreu mais de uma vez na evolução do sapo. Mas aa a história parou.
No passado, determinar com precisão quais sapos tinham dentes exigiria um trabalho laborioso que danificaria ou destruaa irrevogavelmente partes dos espanãcimes preservados. As ra£s também são um grupo altamente diverso, tornando uma avaliação abrangente de seus dentes uma tarefa difacil.
Mas Paluh e seus colegas tinham uma grande vantagem: o Museu da Fla³rida lidera um grande esfora§o multi-institucional para tomografia computadorizada de 20.000 espanãcimes de vertebrados, dando aos pesquisadores a capacidade de estudar animais de maneiras que antes não eram possaveis.
O projeto, chamado oVert, permite que qualquer pessoa com uma conexão a Internet acesse modelos 3D derivados das varreduras, que retratam caracteristicas distintas de um organismo, incluindo ossos, vasculatura, órgãos internos, tecido muscular - e dentes. Para Paluh, isso significava que ele podia virtualmente espreitar a boca de um sapo.
Trabalhando remotamente durante os bloqueios do COVID-19, Paluh e outros membros do Blackburn Lab do museu usaram oVert scans para realizar o estudo. Para obter uma imagem mais clara dasmudanças nos dentes ao longo do tempo, os pesquisadores incluaram representantes de todos os grupos de anfabios. Eles analisaram os padraµes de perda de dentes ao longo do tempo usando um mapa publicado anteriormente de relações evolutivas entre anfabios com base em dados genanãticos.
O estudo fornece um exemplo poderoso da pesquisa que pode ser realizada com dados de acesso aberto, disse David Blackburn, curador de herpetologia do Museu da Fla³rida, conselheiro de Paluh e autor saªnior do estudo.
“Na³s efetivamente crowdsourced a coleta de dados em nosso laboratório, incluindo pessoas que não estavam nos Estados Unidos naquela anãpocaâ€, disse Blackburn.
Os resultados mostraram que, longe de perder dentes uma vez durante sua evolução, como sugerido pela ideia agora desmentida do Bufoniformia, as ra£s sofreram "perda desenfreada de dentes", disse Paluh, com a falta de dentes surgindo em grupos tão distantes como sapos e veneno sapos dardo.
A equipe também notou uma forte correlação entre a presença ou ausaªncia de dentes em sapos e seus hábitos alimentares. Embora as informações dietanãticas sejam escassas para muitas espanãcies de sapos, os pesquisadores descobriram uma conexão entre uma dieta de minaºsculos insetos e a falta de dentes.
"Ter esses dentes na mandabula para capturar e segurar a presa torna-se menos importante porque eles estãocomendo invertebrados realmente pequenos que podem simplesmente levar para a boca com sua langua altamente modificada", disse Paluh. "Isso parece relaxar as pressaµes seletivas que estãomantendo os dentes."
Algumas espanãcies de sapos venenosos, por exemplo, evoluaram para se alimentar principalmente de formigas e a¡caros que produzem compostos ta³xicos, usando suas languas pegajosas de projanãtil para pegar suas presas e engoli-las inteiras. As ra£s são capazes de armazenar as toxinas de sua fonte de alimento e reaproveita¡-las para seu pra³prio uso, secretando os compostos atravanãs de sua pele para afastar predadores. E a ra£ tartaruga, uma espanãcie desdentada que se enterra na Austra¡lia, taºneis atravanãs do labirinto de passagens subterra¢neas dentro de ninhos de cupins, caçando os insetos que os construaram.
Os dentes parecem ser supanãrfluos para mamaferos que também se alimentam de formigas e cupins. Pangolins e tamandua¡s, que tem languas altamente especializadas para sondar formigas e cupinzeiros, não tem dentes.
Muitas questões permanecem sobre a biologia denta¡ria das ra£s, incluindo como os genes que regulam a produção denta¡ria são ativados e desativados. Tambanãm não estãoclaro se as estruturas dentais serrilhadas em sapos que recuperaram essas caracteristicas são realmente dentes reais , disse Paluh. Para determinar isso, os cientistas precisara£o dar uma olhada mais aprofundada nessas estruturas, procurando a presença de esmalte e outras caracteristicas definidoras-chave.
Tanãcnicas inovadoras, como as usadas no projeto oVert, estãocomea§ando a enfatizar lacunas e limitações de conhecimento como essas, mas também abrem o campo para novas descobertas, disse Blackburn.
"Agora temos muitas perguntas novas em meu laboratório, inspiradas pelas coisas surpreendentes que surgiram com as imagens 3D do projeto oVert, e elas nos levara£o de volta a s coleções do museu e ao campo para ver o que esses animais estãofazendo na natureza . "