Transcript
Aves: como elas surgiram?
Grasiela Inês Jung[1]
John Lennon de Oliveira[2]
Luiza Ruff Trojahn[3]
Resumo
As aves constituem dentre dos vertebrados um dos maiores grupos, estimando-
se em mais de nove mil espécies, possuindo características diversificadas.
As aves surgiram no Período Jurássico, sendo a mais antiga, o fóssil
encontrado conhecido como o Archaeopteryx que apresentava características
intermediárias entre os répteis e aves. Muitas espécies de aves surgiram e
mais tarde se extinguiram junto aos dinossauros, entretanto, evoluíram
transformando-se em um dos grupos de animais mais variados do planeta.
Porém, a origem das aves é um tema muito polêmico devido a controvérsias de
opiniões, acreditando-se que as aves evoluíram dos dinossauros predatórios
de duas pernas, sendo essa opinião mantida por diversas descobertas de
fósseis com tais características.
Palavras Chaves: Aves, Origem, Fóssil.
Introdução
As aves conforme Silveira (2012) vêm fascinando o homem desde a
antiguidade, seja pelo seu vôo, por seus diferentes cantos, ou por seus
variados comportamentos, marcando profundamente diversas culturas ao redor
do mundo. Estes atributos também contribuíram para que as aves se tornassem
o grupo de vertebrados mais bem conhecido e popular. Apesar das espécies
atuais serem bem conhecidas (em relação aos outros grupos de vertebrados),
ainda existe controvérsias sobre a história evolutiva deste grupo.
Diversas hipóteses já foram propostas para explicar as relações
filogenéticas das aves com os demais grupos de vertebrados. Aves,
crocodilos e jacarés são répteis componentes do grande grupo
Archosauromorpha, que inclui também os pterosauros e outros dinossauros que
não são aves (CHIAPPE, L.M. & VARGAS, A., 2003 APUD FAVRETTO, 2009).
Porém, apenas há um século e meio, estudos sobre a origem e
transformações das espécies começaram a ser realizados, sendo aprimorado um
novo campo da ciência, a evolução.
A paleontologia (do grego Palaios = antigo; ontos = coisas
existentes; logos = estudo) ocupa-se da descrição e da classificação dos
fósseis, da evolução e da interação dos seres pré-históricos com seus
antigos ambientes, da distribuição e da datação de rochas portadoras de
fósseis, etc (MOLENA, 2009).
Além disso, unida a outras áreas do conhecimento, busca entender a
evolução física da Terra, influenciando as formas de vida pré-histórica.
Um dos fatores que por vezes atrapalha o estudo da origem das aves
refere-se ao registro fóssil. Sabe-se que o registro fóssil de aves não é
bastante completo, devido aos inúmeros processos envolvidos na
fossilização, que envolvem desde o local que o animal morto permanece até
processos geológicos durante os milhões de anos que se passaram, e a
própria estrutura óssea das aves (FOUNTAINE et al ., 2005 APUD FAVRETTO,
2009).
Aceitava-se, até recentemente, o icônico fóssil Archaeopteryx
lithographica como o registro fóssil mais antigo atribuído a uma ave. Este
fóssil data do final do Período Jurássico (cerca de 150 milhões de anos
atrás). Contudo, um novo estudo sugeriu que Archaeopteryx não deve ser
classificado como uma ave, mas sim como um Deinonicossauro
(Deinonychosauria) (Figura1), um dos muitos grupos de dinossauros não
avianos que foram extintos no final do período Cretáceo (SILVEIRA, 2012).
Figura 1: Relações filogenéticas das aves e dinossauros, mostrando a que as
aves são apenas um dos muitos grupos de Dinosauria
(Fonte:
http://biology.unm.edu/ccouncil/Biology_203/Summaries/Phylogeny.htm).
Portanto é lícito considerar que os dinossauros, ao contrário do que
se acredita, não foram extintos, sendo as aves são os representantes atuais
deste grupo cujos representantes mais conhecidos e famosos extinguiram-se
no final do Período Cretáceo.
Quando se fala na origem das aves, existem algumas questões
fundamentais a serem analisadas: a origem das penas, a origem do vôo,
comparações osteológicas e fisiológicas, questões estas, que, quando
solucionadas implicam na origem do grupo em si. Para a realização deste
trabalho foram analisadas bibliografias que sistematizam os principais
esclarecimentos a cerca do surgimento das aves, reunindo uma série de
informações para melhor entendermos a origem dessa classe de animais.
Revisão Bibliográfica
Como se inicia a história da Origem das Aves
A origem das aves ainda é um tema polêmico fazendo com que muitos
biólogos acreditem que as aves evoluíram dos dinossauros predatórios de
duas pernas, uma teoria que é sustentada por diversas descobertas de
fósseis. A descoberta do Archaeopteryx (Figuras 2 e 3), em particular,
convenceu muita gente de que os dinossauros são a origem das aves modernas.
Figura 2
Figura 3
(Fonte: http://www.arktimes.com/binary/c85b/archaeopteryx_jpg-magnum.jpg)
A história de Archaeopteryx se inicia em 1861, com a descoberta da
impressão de uma pena em uma pedreira de calcário em Solnhofen, região da
Bavária, Alemanha. Poucos meses depois, um esqueleto fóssil denominado
Archaeopteryx lithographica que significa "asa antiga", foi encontrado na
mesma localidade e causou grande repercussão na comunidade científica por
ser muito semelhante a um pequeno dinossauro terópode, também pertencente
àquela região, o Compsognathus (MOLENA, 2009).
Conforme Benton (2008) o registro fóssil das aves é melhor do que foi
geralmente assumido: das 153 famílias das aves viventes, 134 possuem
representantes fósseis descritos e existe um adicional de 77 famílias
extintas.
O fóssil poderia ser facilmente identificado como um réptil: cabeça de
lagarto, mandíbulas com dentes ósseos implantados em alvéolos, cauda
delgada e comprida com vértebras móveis, três dedos finos não fundidos que
terminavam por garras. Mas com uma característica que iria gerar uma série
de discussões a partir de então: todo o corpo do novo esqueleto encontrado
era coberto por penas. Molena (2009) reconheceu que como espécies
contemporâneas, uma não poderia descender da outra, e sua aparência réptil-
ave indicava que Archaeopteryx e Compsognathus fechavam o elo entre estas
duas classes.
Anatomia
Conforme descrição de Campbell (2010) a ave mais antiga possui asas
com penas, mas também conservava algumas características ancestrais, como
dentes, dedos com garras nas asas e cauda longa. A Archaeopteryx voava bem
e atingia altas velocidades, mas ao contrario das aves atuais, não podia
decolar de uma posição em repouso.
Aves e dinossauros terópodes têm muito mais em comum do que apenas a
presença de penas. O saco aéreo nas aves não é uma característica exclusiva
delas, análises de ossos pneumáticos indicaram a presença de sacos aéreos
nos dinossauros terópodes assim como no Archaeopteryx.
As aves compartilham centenas de características do esqueleto com os
dinossauros, especialmente com as derivadas dos terópodes maniraptoranos
como os dromeossaurídeos. Ainda que difícil de identificar no registro
fóssil, as similaridades no sistema digestivo e cardiovascular, assim como
similaridades comportamentais e a presença comum de penas, também ligam as
aves aos dinossauros.
Os ovos de terópodes troodontideos apresentam características únicas
com os ovos das aves (forma assimétrica, similaridade da estrutura dos
poros da casca, presença da estrutura de calcita na porção interna e
estruturas prismáticas presentes nas camadas da casca) (VARRICCHIO ET AL.
2002, ZELENITSKY et al. 2002; CHIAPPE & VARGAS 2003, APUD FAVRETTO, 2009).
Origem das penas
Favretto (2009) relata que o Arqueopteryx, datado do período
jurássico também apresentava penas primitivas por todo o corpo. São várias
as especulações sobre a origem das penas, alguns pesquisadores acreditam
que surgiram como uma função específica, já outros defendem a idéia do
surgimento das penas a partir de uma seleção sexual.
A seleção sexual pode sim ter sido um dos fatores para a origem das
penas, já que além da conquista da fêmea, animais assim selecionados
ganhariam condições mais propicias à sobrevivência como, por exemplo, uma
melhor regulação da temperatura corporal. Porém a seleção sexual sozinha
não poderia ter forçado o surgimento de penas mais complexas, já que em
muitos casos os caracteres sexuais, geralmente ocorrem somente nos machos e
não nas fêmeas, ou de forma menos aparente nas fêmeas (DARWIN, 1871 APUD
FAVRETTO, 2009).
O aparecimento de apêndices penáceos em terópodes, pode estar ligado
à evolução de uma alta taxa metabólica, o que proporciona uma melhora nas
habilidades locomotoras, assim como no comportamento distinto e na
comunicação visual, o desenvolvimento de apêndices penáceos também pode ter
tido um importante papel no que diz respeito à competição e ao sucesso nas
radiações de terópodes maniraptores e seus descendentes de voo ativo no
Jurássico (FAVRETTO, 2009). Portanto, acredita-se na teoria de que fatores
externos (seleção natural) junto com a seleção sexual poderiam ter
propiciado a origem das penas.
Origem do vôo
Com o avanço do conhecimento, especulações sobre a origem das penas
têm caído por terra, como por exemplo, que surgiram com uma única função
específica, como o voo (PRUM & BRUSH, 2004 APUD FAVRETTO, 2009). Existem
duas teorias que discutem a origem do vôo nas aves, uma conhecida como chão-
ar, ou seja, animais correndo começaram a voar, e outra árvore-ar, quando
um animal arborícola, pulando de uma árvore e usando suas penas como um
pára-quedas, alçaria vôo (Figura 4). A segunda teoria poderia ser mais
fácil, ao contrário do surgimento do vôo no chão, que supostamente iria
contra a força da gravidade (HEDENSTRÖM, 2002 APUD FAVRETTO, 2009).
Figura 4. Representação esquemática de três teorias de origem do vôo: A.
origem arbórea, B. origem cursorial, e C. teoria de escape por escalada.
Modificado de Benton, 2008 (A e B) e Elzanowski, 2002 (C).
O estudo de Favretto (2009) demonstra que as asas do
Archaeopteryx poderiam sim gerar um impulso suficiente para fazê-lo voar,
pois a força do impulso é perpendicular à gravidade e não contra ela, sendo
assim, energia seriam irrelevantes. Por vezes, a teoria árvore-ar pode
parecer mais adequada para a origem da afirmação do uso excessivo de voo,
no entanto aerodinamicamente a teoria chão-ar também é possível. E assim,
outros dinossauros que possuíam penas também poderiam suplementar seu
deslocamento em corridas usando o impulso de suas asas. Ambas as teorias de
origem do vôo falham ao apresentar as fases necessárias para um
desenvolvimento mecânico, deixam lacunas em aberto, que acabam por
prejudicá-las.
Em seu trabalho Lima* afirma que a teoria arborícola considera
que os ancestrais das aves vivam no topo das árvores e pulavam de galho em
galho entre elas e que de acordo com esse modo de vida, os indivíduos que
se deslocassem mais e mais precisamente nas árvores teriam vantagem para
escapar de predadores, buscar um parceiro e até alimentos e aqueles que
tivessem estruturas que permitissem maior força de ascensão e maior
planação teriam mais sucesso. Segundo essa hipótese, os ancestrais das aves
passaram por estágios intermediários antes de alcançarem o sucesso do vôo
batido. Já a teoria terrícola afirma que os ancestrais das aves eram
corredores bípedes e usavam suas asas primitivas para capturar presas
contra o solo, derrubá-las no chão ou ainda para saltos horizontais sobre
as presas.
Adaptações
Durante a evolução das aves, o bico adquiriu uma variedade de formas
adequadas a diferentes dietas. A estrutura do pé também mostra uma variação
considerável. Várias aves utilizam os pés para pousar em galhos, raspar
alimento, para defesa, natação ou caminhada e mesmo para a corte (CAMPBELL,
2010).
Classificação
Archaeopteryx de acordo com Lima* é considerada a ave mais primitiva
e na classificação atual, a classe das Aves é constituída pela
Archaeopteryx mais as aves modernas, além dos descendentes do ancestral
comum mais recente. Os sedimentos mostram que o corpo da Archaeopteryx era
revestido por penas de contorno, além de possuir as penas das asas
assimétricas e diferenciadas em rêmiges primárias nos ossos da mão e em
rêmiges secundárias no antebraço. Bem diferente das encontradas no
Caudipteryx e Photoarchaeopteryx.
Conforme Silveira (2012) a presença de penas, antes considerada como
um caráter diagnóstico para as aves, já não se aplica mais apenas a este
grupo. Fósseis de dinossauros, descobertos recentemente na China,
apresentam parte do corpo revestido por penas. A presença de ossos ocos e
pneumatizados também não se aplicam mais, pois é sabido que vários
dinossauros (entre eles o Tyranosaurus) já possuíam ossos deste tipo.
Várias foram as tentativas de se classificar as aves. Foram usados diversos
tipos de caracteres, incluindo aí os oriundos da osteologia, miologia, das
vísceras, etologia e fisiologia. Recentemente, com os avanços das técnicas
de biologia molecular, alguns novos arranjos foram propostos. Entretanto,
muitas das classificações que foram propostas acabaram não sendo aceitas
por muitos dos especialistas, não havendo consenso entre eles. O que se
observa, desta maneira, é que ainda estamos longe de uma classificação que
reflita as relações entre as ordens de aves e que seja aceita por uma
grande parte dos ornitólogos.
As aves atuais podem ser divididas em duas grandes superordens, as
Palaeognathae e as Neognathae. A superordem Palaeognathae compreende duas
ordens, consideradas por muitos autores como as mais "primitivas" dentre as
aves, a Ordem Struthioniformes e a Ordem Tinamiformes (SILVEIRA, 2012).
Conclusões
O mais antigo registro fóssil poderia ser identificado como um
réptil: cabeça de lagarto, mandíbulas com dentes ósseos implantados em
alvéolos, cauda delgada e comprida com vértebras móveis, três dedos finos
não fundidos que terminavam por garras. Entretanto, esse fóssil possuía
pena. Nesse sentido, Lima* conclui que fica difícil imaginar que as aves
não surgiram a partir dos Terópodos, mas os registros fósseis encontrados
atualmente não formam uma série evidente da evolução. Baseados nos
argumentos do mesmo autor, nem sempre penas, vôo e aves estão relacionados.
Mesmo com o aparecimento das penas nos dinossauros, o vôo batido evoluiu em
três grupos distintos de vertebrados: os pterossauros, as aves e os
morcegos, onde podemos dizer que as asas surgiram por meio da evolução
convergente.
Com base nas informações aqui contidas, a origem das aves se dá por
um conjunto de dados determinados por pesquisadores dos mais variados
campos da biologia, talvez a dificuldade de esclarecimentos exatos sobre
sua origem traz diversas contradições entre os pesquisadores do tema. Porém
através de outras descobertas cientificas de fósseis, sejam possíveis que
os pesquisadores tenham maiores esclarecimentos sobre a origem desses
animais das mais variadas espécies que existiram em nosso planeta. Por fim
o estudo bibliográfico foi de grande valia para aprimorar o conhecimento do
surgimento e evolução das aves na área de geologia e paleontologia.
Bibliografia:
BENTON, M. J. Paleontologia dos Vertebrados. Traduzido pela editora. 3 ed.
São Paulo. Atheneu Editora, 2008.
BERTONI-MACHADO, C. Tafonomia de vertebrados. Livro digital de
paleontologia: a paleontologia na sala de aula. UFRGS. 2009. Disponível em:
.
Campbell, N., REECE, J., URRY, L., CAIN, M., WASSERMAN, S., MINORSKY, P.,
JACKSON, R.. Biologia. 8 ed. Porto Alegre: Artemed, 2010.
ELZANOWSKI, A. Mesozoic Birds: above the head of dinosaurs. Edited by Luis
M. Chiappe and Lawrence M. Witmer. p 129 – 159. 2002
FAVRETTO, M. A. Sobre a origem das aves (Theropoda: Aves). AO On-line Nº
150 - Julho/Agosto – Disponível em: < www.ao.com.br > (2009)
LIMA, M.G.A. et al. Aves : Teoria e prática Disponível em:
MOLENA, F. P. Archaeopteryx (Dinosauria Saurischia): Características
principais e importância no entendimento de filogenia e evolução das aves.
Trabalho de Conclusão do Curso de bacharelado em Ciências Biológicas –
Universidade Federal de São Carlos, Campus Sorocaba, 2009.
POMARÈDE, M. Aves são dinossauros? A polêmica continua. Atualidades
Ornitológicas 128. (2005)
POMARÈDE, M. O erro científico do século. Tradução: Maria H. Silva.
Atualidades Ornitológicas 146: 24 (2008)
POUGH, F. H., HEISER, J. B., MCFARLAND, W. A vida dos vertebrados. Tradução
por Erika Schlenz. 2 ed. São Paulo: Atheneu, 1999
SILVEIRA,L.F. Apostila de Ornitologia Básica.Universidade de São
Paulo.2012. Disponível em:
http:
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[1] Acadêmica do Curso de Biologia – Licenciatura da Universidade Luterana
do Brasil Campus de Cachoeira do Sul. [email protected]
[2] Acadêmica do Curso de Biologia – Licenciatura da Universidade Luterana
do Brasil Campus de Cachoeira do Sul. [email protected]
[3] Acadêmico do Curso de Biologia – Licenciatura da Universidade Luterana
do Brasil Campus de Cachoeira do Sul. [email protected]
