Este antigo peixe de quatro membros revela as origens da mão humana

Elpistostege watsoni

Um dos eventos mais significativos na história da vida foi quando os peixes evoluíram para tetrápodes, rastejando para fora da água e finalmente conquistando terras. O termo tetrápode refere-se a vertebrados de quatro membros, incluindo humanos. Para completar essa transição, várias alterações anatômicas foram necessárias. Um dos mais importantes foi a evolução das mãos e dos pés. Essas são as origens da mão humana.

Trabalhando com pesquisadores da Universidade de Quebec, em 2010 descobrimos o primeiro espécime completo de Elpistostege watsoni. Este peixe tetrápode viveu há mais de 380 milhões de anos e pertencia a um grupo denominado Pistostegalians.

Nossa pesquisa com base neste espécime, publicada hoje na Nature, sugere que mãos humanas provavelmente evoluíram das nadadeiras desse peixe, ao qual nos referiremos por seu nome de gênero, Elpistostege.

Os Elpistostegalianos são um grupo extinto que apresenta características de peixes de nadadeiras lobadas e dos primeiros tetrápodes. Eles provavelmente estiveram envolvidos na redução da lacuna entre os peixes pré-históricos e os animais capazes de viver na terra.

Portanto, nossa última descoberta oferece informações valiosas sobre a evolução da mão dos vertebrados.

A melhor espécime que encontramos

Para entender como as barbatanas dos peixes evoluíram para membros (braços e pernas com dedos) ao longo da evolução, estudamos os fósseis de peixes de nadadeiras lobadas extintos e dos primeiros tetrápodes.

Barbatanas lobadas incluem peixes ósseos (Osteichthyes) com barbatanas robustas, como peixes pulmonados e celacantos.

Os elpistostegalianos viveram entre 393 e 359 milhões de anos atrás, durante o período Devoniano Médio e Alto. Nossa descoberta de um Elpistostege completo de 1,57 m, descoberto no Parque Nacional Miguasha em Quebec, Canadá, é a primeira instância de um esqueleto completo de qualquer fóssil de peixe Elpistostegaliano.

Antes disso, o espécime Elpistostegaliano mais completo era um esqueleto Tiktaalik roseae encontrado no Ártico canadense em 2004, mas a porção final de sua nadadeira estava faltando.

Quando as barbatanas se tornaram membros, as origens das mãos humanas

A origem dos dígitos em vertebrados terrestres é muito debatida.

Os pequenos ossos na ponta das nadadeiras peitorais de peixes como o Elpistostege são chamados de ossos "radiais". Quando os radiais formam uma série de linhas, como os dígitos, eles são essencialmente iguais aos dedos dos tetrápodes.

A única diferença é que, nesses peixes avançados, os dedos ainda estão presos na nadadeira e ainda não se movem livremente como os dedos humanos.

Nossa amostra do Elpistostege recentemente descoberta revela a presença de um úmero (braço), rádio e ulna (antebraço), fileiras de ossos carpais (punho) e ossos menores organizados em fileiras discretas.

Acreditamos que esta seja a primeira evidência de ossos de dedos encontrados em uma nadadeira de peixe de raio-nadador (os raios ósseos que sustentam a nadadeira). Isso sugere que os dedos dos vertebrados, incluindo os das mãos humanas, evoluíram primeiro como fileiras de ossos de dedos nas nadadeiras dos peixes Elpistostegal.

Qual é a vantagem evolutiva?

De uma perspectiva evolucionária, as fileiras de ossos de dedos nas barbatanas de peixes pré-históricos teriam fornecido flexibilidade para que a barbatana suportasse o peso de forma mais eficaz.

Isso poderia ter sido útil quando Elpistostege estava andando em águas rasas ou tentando sair da água e chegar à terra. Eventualmente, o aumento do uso de tais barbatanas teria levado à perda dos raios das barbatanas e ao aparecimento de dígitos em fileiras, formando uma área de superfície maior para o membro agarrar a superfície da terra.

Nosso espécime exibe muitas características até então desconhecidas e formará a base para uma série de artigos futuros que descrevem em detalhes seu crânio e outros aspectos do esqueleto de seu corpo.

Elpistostege confunde a linha entre peixes e vertebrados capazes de viver na terra. Não é necessariamente nosso ancestral, mas agora é o exemplo mais próximo que temos de um "fóssil de transição", preenchendo a lacuna entre peixes e tetrápodes.

 

A figura inteira

O primeiro fóssil Elpistostege, um fragmento de crânio, foi encontrado no final da década de 1930. Acredita-se que pertencesse a um dos primeiros anfíbios. Em meados da década de 1980, a metade frontal do crânio foi encontrada e foi confirmado ser um peixe avançado de nadadeiras lobadas.

Nosso novo espécime completo foi descoberto nas falésias ricas em fósseis do Parque Nacional de Miguasha, um Patrimônio Mundial da UNESCO no leste do Canadá. Miguasha é considerada um dos melhores locais para estudar fósseis de peixes do período Devoniano (conhecida como a "Idade dos Peixes"), pois contém um grande número de fósseis de peixes de nadadeiras lobadas, em excepcional estado de conservação.