Escudo umbilical do rato espinhoso africano

Ao contrário de crocodilos, tartarugas, lagartos, dinossauros e peixes, que possuem placas e escamas ósseas, os mamíferos há muito substituíram a carapaça de seus ancestrais por uma camada isolante de cabelo.

Acredita-se que os tatus, que têm uma casca defensiva e suculenta de ossos sobrepostos, sejam a única anomalia viva. No entanto, um novo estudo foi publicado na revista iScience Parece inesperadamente que camundongos espinhosos africanos geram estruturas semelhantes sob a pele de sua cauda, ​​que ainda não foram descobertas até agora.

A descoberta foi feita durante uma tomografia computadorizada de rotina de espécimes de museu para OpenVertebrate, uma iniciativa para fornecer modelos 3D de organismos vertebrados para pesquisadores, educadores e artistas.

“Eu estava escaneando um espécime de camundongo do Yale Peabody Museum, e suas caudas pareciam anormalmente escuras”, disse o co-autor Edward Stanley, diretor do Laboratório de Imagem Digital do Museu de História Natural da Flórida.

Suponha inicialmente que a descoloração seja causada por um defeito introduzido durante a preservação da amostra. Mas quando ele analisou os raios X vários dias depois, Stanley notou uma característica inconfundível com a qual ele estava familiarizado.

“Todo o meu doutorado se concentrou no desenvolvimento da ostoderme em lagartos. Depois que as amostras foram processadas, a cauda estava claramente coberta de osteodermes.”

Ratos espinhosos e ósseos foram observados pelo menos uma vez antes e foram observados pelo biólogo alemão Jochen Niethammer, que comparou sua arquitetura à pedra medieval em um artigo. Publicado em 1975. Niethammer interpretou corretamente as placas como um tipo de osso, mas nunca deu continuidade às suas observações iniciais, e o grupo foi amplamente ignorado por décadas – até que os cientistas descobriram outra peculiaridade aparentemente não relacionada aos ratos espinhosos.

a Estudo de 2012 Este rato espinhoso comprovado pode regenerar completamente o tecido ferido sem deixar cicatrizes, uma habilidade comum em répteis e invertebrados Mas não era conhecido anteriormente em mamíferos. Sua pele também é particularmente frágil, rasgando com quase um quarto da força necessária para ferir a pele de um rato comum. Mas ratos espinhosos podem curar duas vezes mais rápido que seus parentes próximos.

Os pesquisadores, na esperança de encontrar um modelo para a regeneração de tecidos humanos, começaram a mapear os caminhos genéticos que dão aos camundongos espinhosos suas extraordinárias habilidades de cura. Um desses pesquisadores, Malcolm Madden, tinha um laboratório no prédio em frente ao escritório de Stanley.

“Camundongos espinhosos podem regenerar pele, músculos, nervos, medula espinhal e possivelmente até tecido cardíaco, por isso mantemos uma colônia dessas criaturas raras para pesquisa”, disse Madden, professor de biologia da Universidade da Califórnia. Universidade da Flórida O principal autor do estudo.

Madden e seus colegas analisaram o desenvolvimento de osteodermos de camundongos espinhosos, confirmando que eles são de fato semelhantes aos dos tatus, mas provavelmente evoluíram de forma independente. A osteodermia também é diferente das escamas dos pangolins ou das penas dos ouriços e porcos-espinhos, que são compostas de queratina, o mesmo tecido que compõe o cabelo, a pele e as unhas.

Existem quatro gêneros de camundongos espinhosos, todos pertencentes à subfamília Deomyinae. No entanto, além das semelhanças DNA E talvez a forma de seus dentes, os cientistas não conseguiram encontrar uma única característica que tenham em comum. classificar É este grupo que o distingue de outros roedores.

Suspeitando que suas diferenças poderiam ser apenas profundas, Stanley pesquisou espécimes adicionais de museus de todas as quatro raças. Em todos eles, as caudas espinhosas dos camundongos foram cobertas pela mesma bainha óssea. Os parentes mais próximos de Deomyinae – os gerbils – não tinham osteodermos, o que significa que a característica evoluiu apenas uma vez, no ancestral dos camundongos espinhosos divergentes anteriores.

A presença onipresente de osteodermos no grupo indica que eles desempenham uma importante função protetora. Mas o que essa função poderia ser não ficou imediatamente claro, dada outra característica curiosa dos ratos espinhosos: suas caudas são estranhamente destacáveis. A perda da cauda é tão comum em algumas espécies de ratos espinhosos que aproximadamente metade dos indivíduos de um determinado grupo não a possui na natureza.

“Foi um verdadeiro arranhão”, disse Stanley. Ratos espinhosos são notórios por serem capazes de remover suas caudas, o que significa que a camada externa da pele se desprende, deixando para trás músculos e ossos. Os indivíduos costumam mastigar o restante da cauda quando isso acontece.”

Apesar de sua capacidade de regeneração, abanar o rabo é um truque que os ratos espinhosos só podem realizar uma vez. Ao contrário de alguns lagartos, eles não conseguem regenerar suas caudas e nem todas as partes da cauda se desprendem facilmente.

Para descobrir por que os roedores que parecem ambivalentes em manter suas caudas têm dificuldade em cobri-los com armaduras, os autores se voltaram para um grupo de peixes de conto de lagartixa de Madagascar. A maioria das lagartixas não tem pele óssea, mas, como o nome sugere, as lagartixas com cauda de peixe são cobertas por placas finas e sobrepostas e, como os ratos espinhosos, têm uma pele incrivelmente frágil que descama à menor provocação.

De acordo com Stanley, os osteodermos em peixes de conto de lagartixas e ratos espinhosos provavelmente agiam como uma espécie de mecanismo de fuga.

“Se um predador morder sua cauda, ​​o escudo pode impedir que os dentes afundem nos tecidos por baixo, que não se separam”, disse ele. A pele externa e seu complemento de revestimento ósseo se retraem da cauda quando atacados, permitindo ao camundongo uma fuga rápida.

Referência: “Osteosteoclasts in the Spiny Mouse Mammal Acomys and the Independent Evolution of the Skin Shield” Por Malcolm Madden, Trey Polvador, Aroud Polanco, W. Brad Barbazok e Edward Stanley, 24 de maio de 2023, disponível aqui. iScience.
DOI: 10.1016/j.isci.2023.106779