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A boa parentalidade evoluiu várias vezes em animais musgos
Os pesquisadores, liderados por uma equipe da Universidade de Oslo, na Noruega, usaram sequências de DNA para mapear as relações entre as espécies e traçar seu caminho até os principais eventos que ocorreram ao longo da história evolutiva dos
Por Museu de História Natural da Flórida - 06/04/2022


Os briozoários são um grupo incrivelmente antigo, com fósseis que remontam a antes da evolução da vida na terra. Pesquisadores publicaram recentemente o maior estudo genético sobre briozoários, destacando seus relacionamentos e o importante papel que o cuidado parental desempenhou em sua sobrevivência e diversidade. Esta imagem é de um cheilostome incrustante, Membranipora membranacea, coletado na Colúmbia Britânica. Crédito: Museu de História Natural da Flórida

Os filamentos finos e as colônias semelhantes a corais do antigo filo de animais marinhos conhecidos como briozoários provavelmente não são a primeira coisa que vem à mente quando você imagina cuidados infantis seguros e protetores.

Mas um novo estudo sobre a história de 600 milhões de anos desses animais obscuros destaca o importante papel que os bons pais têm desempenhado em seu sucesso duradouro. Em uma das maiores análises genéticas de organismos marinhos invertebrados até hoje, os pesquisadores sequenciaram o DNA de centenas de espécimes preservados em álcool armazenados em mais de 20 museus ao redor do mundo.

“Existem cerca de 7.000 espécies conhecidas de briozoários vivos , e sua diversidade real é provavelmente de dezenas de milhares”, disse Gustav Paulay, coautor do estudo e curador de zoologia de invertebrados no Museu de História Natural da Flórida. "Eles estão próximos dos vertebrados em termos de diversidade e, no entanto, quase não sabemos nada sobre eles. Este é o primeiro grande estudo filogenético do grupo."

Os pesquisadores, liderados por uma equipe da Universidade de Oslo, na Noruega, usaram sequências de DNA para mapear as relações entre as espécies e traçar seu caminho até os principais eventos que ocorreram ao longo da história evolutiva dos briozoários. Seus resultados indicam que espécies da ordem Cheilostomatida, que hoje representam cerca de 80% da diversidade de briozoários, desenvolveram células de berçário especializadas em pelo menos cinco ocasiões distintas.

Cheilostomes estão vivendo, movendo cidades

Os berçários em questão vêm em uma variedade de formas, desde ovicelas semelhantes a vagens que cobrem a superfície superior do organismo até sacos de incubação, onde os embriões recebem nutrientes em câmaras internas de paredes espessas. Mas cada um desses berçários não é apenas uma célula.

Os briozoários são organismos formadores de colônias compostos por animais individuais chamados zopides. Para qualquer colônia em forma de placa incrustando a superfície de um leito oceânico ou lasca de algas marinhas, pode haver até milhares de zooides individuais, todos cooperativamente fundidos em um corpo quimérico vasculhando as correntes em busca de alimento.

A maioria das colônias de briozoários não-queilóstomos são compostas de zooides de alimentação normal, geralmente pequenos tubos dos quais um aglomerado retrátil de tentáculos pode se estender para puxar pedaços de comida. Esses animais encontram força nos números, combinando-se para formar intrincados padrões de ramificação ou laços delicados que lhes dão o nome de animais musgos. Mas há muito pouco em termos de variação ou divisão de trabalho, suas colônias comparáveis ​​a pequenas aldeias agrícolas.
 
Os queilóstomos são decididamente menos obstinados. Se outras colônias de briozoários são aldeias, os queilóstomos formam diversas cidades. Eles têm o complemento regular de alimentação de zooides que coletam alimentos, mas estes são apenas um tipo entre uma variedade de estruturas especializadas. Existem espécies com um sistema de limpeza e locomoção embutido feito de animais com pelos longos e salientes chamados vibracula que permitem que a colônia "ande" através de movimentos coordenados.

Muitos queilóstomos ostentam uma série de apêndices semelhantes a pinças que se assemelham a bicos de pássaros sem corpo que reprimem predadores saqueadores. "Os organismos sésseis estão sujeitos a qualquer coisa que queira vir e comê-los", disse Paulay. "Mas cheilostomes são os mestres da defesa, que eles experimentaram de muitas maneiras diferentes."

Até os zooides de alimentação são especializados, com tampas articuladas e membranas calcificadas que auxiliam na proteção.

Bons pais aparecem de novo e de novo

Todas essas características tornaram os cheilostomes um grupo de organismos incrivelmente resiliente e permitiram que eles se irradiassem para habitats marinhos do Trópico de Câncer ao Círculo Ártico e das águas rasas das planícies intertidais às profundezas sem luz das comunidades do fundo do mar.

Entre suas várias especialidades, muitos queilóstomos criam câmaras de incubação para nutrir seus filhotes, o que estudos anteriores indicam que pode ter levado a um aumento acentuado em sua diversidade.

Os briozoários que não possuem viveiros especializados começam suas vidas como plâncton à deriva, que são carregados por longas distâncias por meses antes de se estabelecerem em um novo ambiente e se metamorfosearem em um zooide chamado ancestrula, criando cópias de si mesmo para formar uma nova colônia. Muitas dessas espécies têm alcances extensos, às vezes globais, como resultado.

Em contraste, muitos embriões queilóstomos passam a maior parte de seu desenvolvimento larval abrigando-se dentro dos limites das ovicelas. As larvas não possuem intestino e são inteiramente dependentes de sua colônia-mãe para nutrição e proteção. Quando eles finalmente saem por conta própria, eles tendem a ficar comparativamente perto da colônia-mãe, o equivalente a começar um novo subúrbio nas proximidades. "Às vezes, eles se acomodam a centímetros do pai", disse Paulay.

Com menos fluxo gênico entre populações distantes, colônias em geografias separadas são isoladas umas das outras e evoluem ao longo de caminhos divergentes, explicou Paulay. "A diferenciação do isolamento se torna enorme, permitindo que eles construam rapidamente a diversidade".

Não está claro se essa tendência de ficar por perto levou a uma alta diversidade de espécies em queilóstomos. Os pesquisadores não encontraram nenhuma evidência forte de que os queilóstomos em ninhada tivessem taxas mais altas de diversificação do que aqueles que não tinham estruturas de berçário.

O que está claro é que os zooides de ninhada conferem um benefício óbvio aos briozoários que os produzem. De acordo com seus resultados, pelo menos cinco grupos de queilóstomos evoluíram ovicelas e câmaras de incubação independentemente umas das outras. Também não houve casos de reversão evolutiva, o que significa que uma vez que um grupo desenvolveu viveiros, nunca parou de produzi-los.

Zooides especializados tornaram os queilóstomos excepcionalmente bem-sucedidos e diversos, mesmo quando comparados com outros organismos marinhos. Para cada espécie de coral nos oceanos do mundo, há 10 vezes mais espécies de briozoários filtrando os ambientes aquáticos, a maioria dos quais são queilóstomos. Dado o quão pouco sabemos atualmente sobre a biologia básica dos briozoários, o autor sênior Lee Hsiang Liow, professor do Museu de História Natural da Universidade de Oslo, espera que este estudo forneça uma plataforma a partir da qual os cientistas possam lançar futuras investigações.

"Agora que sabemos como essas espécies estão relacionadas, podemos estudar melhor por que algumas espécies prosperam melhor do que outras", disse ela. "É porque alguns tinham mais câmaras de incubação ou porque são melhores competidores? Ou ambos? Os queilostomos são ótimos sistemas modelo porque preservam bem, e seus métodos reprodutivos estão diretamente documentados no registro fóssil."

O estudo foi publicado na revista Science Advances.

 

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