OSSO DÉRMICO EM TETRÁPODES PRIMITIVOS: UMA HIPÓTESE EVOLUTIVA DE ADAPTAÇÃO PARA ACIDOSE TERRESTRE (com resenha)

Eryops , tetrápode anfibio que viveu

a cerca de 295 milhões anos atraz

mostra a grande quantidade de ossos

dermicos. Credito : Christine M. Janis

Many of the earliest four-legged creatures that ventured onto land were heavily armored beasts, sporting plates of bone beneath their skin. This "dermal bone" might have protected their blood vessels and nerves while keeping these so-called tetrapods warm and hydrated. Now researchers have come up with a possible new function for the material: It may have prevented the animals' blood from turning to acid.

"Nobody's suggested this before, but it certainly seems plausible," says Jennifer Clack, a vertebrate paleontologist at the University of Cambridge in the United Kingdom, who was not involved in the work.

One of the biggest challenges of life on land is getting rid of your carbon dioxide. All we have to do is exhale—but early land dwellers, many of which were semi-aquatic amphibians, had primitive lungs. And unlike us, their ribs were fixed in place, making it hard to breathe in and out. As a result, carbon dioxide could have easily built up in their blood, acidifying it—especially after they chased prey or escaped predators.

Dermal bone may have solved this problem. For instance, when turtles spend a long time underwater holding their breath, there's no intake of oxygen to displace the carbon dioxide that slowly builds in their blood. To compensate, the dermal bone in their shell leaches calcium and magnesium ions into their bloodstream, replacing the acidic hydrogen ions that have built up there.

Dermal bone in early tetrapods could have served a similar purpose, says Christine Janis, a vertebrate paleontologist at Brown University. To bolster her case, she and colleagues analyzed a trove of early tetrapod fossils. The team found that, as a general rule,big creatures, whose tissues would have produced large amounts of carbon dioxide, had prodigious amounts of dermal bone. Meanwhile, small creatures, which likely could have rapidly lost carbon dioxide through their skin—as many of their wee modern relatives, such as some salamanders, do—had little if any dermal bone. Also, as the team reports online today in the Proceedings of the Royal Society B, creatures thought to be fully aquatic and, therefore, have efficient gills to rid themselves of carbon dioxide, such as the 1-meter-long Whatcheeria, had little dermal bone. On the other hand, the similar-sized Pederpes, which spent more time out of water, had larger amounts of dermal bone.

Janis admits that the findings are just a correlation. "This is only speculation, but it's fairly solid," she says. But if true, dermal bone could have been a life-saver for tetrapods. At the very least, she says, "it would have bought them time on land."

Fonte : Science Magazine

Resenha do Autor - por Rafael Souza

Cabeça de um Dunkleosteus, um
dos maiores placodermes que existiu.

Os tetrápodes foram um dos primeiros quadrúpedes a se aventurarem em terra firme.Muitos eram dotados de fortes placas dérmicas , tendo assim uma forte blindagem de ossos sobre a pele.

Segundo a paleontóloga  de  vertebrados da Universidade do Reino Unido Jennifer Clack, uma hipótese bem plausível dessas características seria que o material da placa poderia ter impedido a hipercapnia (excesso de dióxido de carbono no sangue), uma vez que um dos maiores desafios de um ser vivo seja se livrar de seu dióxido de carbono.Para nós essa tarefa não é tão árdua, tudo que temos a fazer e exalar.Porem outros seres vivos, como os seres semi-aquáticos e anfíbios por exemplo são dotados de sistemas respiratórios distintos  possuindo uma espécie de pulmão primitivo.Alem do mas um esqueleto diferenciado com costelas fixadas atrapalha a tarefa de respirar dentro e fora.O dióxido de carbono poderia ser facilmente penetrado na corrente sanguínea após uma tarefa de predação.

Isso mostra que existiram diferentes padrões de estrutura osso dérmica desses tetrápodes, alem de outros modos de ventilação, expiração  e troca gasosas  mais eficientes e menos eficientes demonstrando que  houve seleção natural na evolução desse grupo de cordados.

Outro grupo que passou por características semelhantes foi o grupo dos placodermes.

Os placodermes foram um infrafilo gnathostomato pertencente a classe Placodermi (grupo já extinto).Sua principal característica era a cobertura da cabeça ao tórax por fortes placas dérmicas articuladas.Um estudo indica que os placodermes poderiam ser ancestrais de condrictes e também dos acantódios. A característica ósseo dérmica desse grupo indica que os animais possuíam uma excelente proteção contra predadores , porem o peso de um corpo coberto de placas dérmicas geraria um desconforto em relação a velocidade e estabilidade o que pode indicar que tal característica pode ter sido responsável pela extinção em massa de grupo no final do Devoniano (cerca e 430-360 milhões de anos).

A seleção natural mostra que nem sempre uma estrutura vantajosa em relação a proteção pode ter interação positiva em determinado nicho.No casos dos placodermes o seu próprio corpo pesado levou certa desvantagem para o Táxon uma vez que naquele período teriam surgido os primeiros peixes ósseos e os primeiros tubarões. E essa competição levou o declínio de um a um dos placodermes assim como outras comunidades ecológicas que sofreram com as catástrofes ambientais da extinção massiva do período Devoniano.

Referencia :

Royal Society B: Biological Sciences