Manchas de tinta encontradas em fósseis de criaturas semelhantes a insetos de 500 milhões de anos podem ser maravilhosamente preservadas, tecido cerebral simétrico. A descoberta fóssil pode ajudar a acalmar uma controvérsia científica acalorada - a questão de saber se os cérebros podem ser fossilizados.
Os cientistas descobriram essas marcas manchadas em fósseis do artrópode Alalcomenaeus, um animal que compartilha seu filo com insetos, aranhas e crustáceos modernos. Os animais viveram durante o período cambriano, que ocorreu entre cerca de 543 milhões e 490 milhões de anos atrás, e ostentavam um exoesqueleto resistente que fossilizou bem. Mas os tecidos moles do cérebro e dos nervos da criatura frequentemente se deterioravam e, portanto, desapareciam dos registros fósseis.
Agora, um novo estudo, publicado em 11 de dezembro na revista Proceedings of the Royal Society B, descreve não um, mas dois Alalcomenaeus fósseis completos com cérebros e todos os seus ornamentos.
"O que estamos lidando no registro fóssil são circunstâncias excepcionais. Isso não é comum - é super, super raro", disse o co-autor Javier Ortega-Hernández, paleobiólogo de invertebrados da Universidade de Harvard e curador do Museu Comparativo de Harvard. Zoologia. Anteriormente, os paleontologistas identificaram apenas um outro Alalcomenaeus espécime pensado para ter tecido nervoso, mas a descoberta foi recebida com ceticismo. Com mais duas amostras em mãos, os cientistas agora podem ter certeza de que o tecido nervoso pode de fato ser fossilizado e encontrado em fósseis de artrópodes cambrianos excepcionais, disse Ortega-Hernández.
Debate de longa data
Além de Ortega-Hernández e sua equipe, apenas alguns pesquisadores relataram encontrar tecido nervoso fossilizado em artrópodes do período cambriano. Em um artigo de 2012, os cientistas descreveram a primeira evidência de um cérebro artrópode fossilizado, em uma pequena criatura chamada Fuxianhuia protensa. Embora amplamente divulgado na mídia, o relatório atraiu críticos.
"Eles disseram: 'lixo, muita bobagem'", disse Nicholas Strausfeld, professor de regentes no departamento de neurociência da Universidade do Arizona e co-autor do estudo de 2012, além de vários outros sobre características semelhantes a um cérebro em artrópodes. Alguns paleontologistas argumentaram que, com base em nossa compreensão de como os animais se decompõem, os espécimes corados por Strausfeld e outros desenterrados não poderiam conter tecido nervoso, disse Strausfeld. Alguns teorizaram que as manchas no cérebro devem ser um acaso estranho de fossilização ou leitos fossilizados de bactérias, conhecidos como biofilmes.
Mas agora, o novo estudo de Ortega-Hernández e seus colegas serve como "uma validação realmente agradável de trabalhos anteriores", disse Strausfeld à Live Science. "Ele colocou muitas objeções das pessoas".
Em seu estudo, Ortega-Hernández e seus co-autores descobriram uma nova Alalcomenaeus fóssil enterrado em Utah dentro de uma região de depressões geológicas conhecida como Grande Bacia Americana. Os autores observaram manchas simétricas ao longo da linha média da criatura que se assemelhavam às estruturas do sistema nervoso encontradas em alguns artrópodes modernos, incluindo caranguejos em ferradura, aranhas e escorpiões. "O sistema nervoso e o intestino meio que se cruzam, o que é realmente desagradável, mas comum em artrópodes hoje em dia", disse Ortega-Hernández à Live Science.
As manchas também continham níveis detectáveis de carbono, um elemento-chave no tecido nervoso. As manchas escuras também se encaixavam nos quatro olhos do animal, como seria de esperar para o tecido do sistema nervoso. Após verificar todos esses critérios, Ortega-Hernández disse que poderia relatar com confiança a descoberta de tecido nervoso fossilizado no novo espécime.
Mas, para checar suas descobertas, os autores também examinaram uma segunda Alalcomenaeus fóssil da Grande Bacia Americana. Desenterrado originalmente na década de 1990, o espécime exibia manchas e traços de carbono semelhantes aos fósseis recém-descobertos. Além disso, ambos os fósseis da Grande Bacia correspondiam às descrições de outro espécime que Strausfeld encontrou na China. Todos os três fósseis foram encontrados enterrados em depósitos semelhantes, indicando que um processo único de preservação permitiu que toda a matéria cerebral fossilizasse, disse Ortega-Hernández.
Contra-argumentos
Embora Ortega-Hernández e seus colegas tenham checado e checado seu trabalho, os autores "geralmente precisam ser cautelosos ao afirmarem ter encontrado um cérebro fóssil genuíno", Jianni Liu, professor do Instituto Early Life no Departamento de Geologia da A Universidade Northwest, em Xi'an, China, disse ao Live Science em um e-mail. Liu argumenta que as manchas escuras observadas nos fósseis cambrianos podem ser um "efeito ligeiramente aleatório do processo de decaimento", em vez de restos de matéria cerebral.
Em um estudo de 2018, Liu e seus colegas examinaram cerca de 800 espécimes fossilizados e descobriram que quase 10% continham manchas de tinta na região da cabeça. Os autores revisaram estudos anteriores de cárie animal e descobriram que o tecido nervoso tende a se deteriorar rapidamente, mas as bactérias intestinais podem permanecer por aí e "produzir esses chamados biofilmes como irradiadores, que se parecem um pouco com partes do sistema nervoso", escreveu Liu.
Vários paleontologistas, incluindo Strausfeld, apontaram que Liu não conseguiu examinar fósseis que continham tecido cerebral, e que a falta de evidências primárias marca uma "grande falha" em seu estudo. Além disso, os espécimes que Liu examinou continham manchas assimétricas, e não simétricas, o que significa que elas não teriam sido interpretadas como tecido cerebral, afirmou Strausfeld.
Além disso, estudos de decaimento costumam medir a quebra de tecidos na água, enquanto fósseis enterrados interagem com uma infinidade de produtos químicos transportados no sedimento ao seu redor, disse Ortega-Hernández. Por exemplo, alguns estudos sugerem que uma combinação de argila e salto de água inicia um processo de "curtimento químico" que endurece os tecidos moles do corpo, semelhante à maneira como produtos químicos específicos podem transformar couro flexível de vaca em couro, disse Ortega-Hernández.
Mais trabalho deve ser feito para esclarecer o papel dos sedimentos na preservação de fósseis, mas, a partir de agora, amplas evidências sugerem que os artrópodes permanecem sob intensa pressão solidificando-se com o tempo, disse Strausfeld. O cérebro e os nervos do animal se achatam no processo e, como o tecido nervoso contém muita gordura, as estruturas repelem a água e "têm alguma resistência contra a cárie", disse ele.
Apesar das evidências a seu favor, Ortega-Hernández, Strausfeld e seus colegas podem precisar desenterrar muito mais fragmentos do cérebro dos artrópodes para convencer os opositores de que cérebros antigos podem fossilizar.
"Agradecemos os esforços dos autores para justificar seus resultados como sendo um tecido nervoso genuíno, mas permanecemos céticos enquanto os dados provêm de apenas dois fósseis", disse Liu. "Novos dados são sempre bem-vindos, mas, como observamos anteriormente, ficaríamos mais convencidos se as características anatômicas aparecessem de forma consistente em vários espécimes de forma independente".
