A descoberta pioneira de um fóssil de esponja marinha com 550 milhões de anos fornece novos conhecimentos sobre a evolução das esponjas e orienta futuras pesquisas sobre fósseis. Reconstrução do local de vida de Helicolossus no fundo do mar Ediacarano. Crédito: Yuan Xunlai

A pesquisa fornece novos insights sobre a evolução inicial dos animais.

Pesquisadores liderados por Shuhai Xiao, da Virginia Tech, descobriram um fóssil de esponja marinha com 550 milhões de anos, destacando uma lacuna de 160 milhões de anos no registro fóssil. Este fóssil, que sugere que as primeiras esponjas não tinham esqueletos minerais, fornece novos insights sobre a evolução de um dos animais mais antigos e influencia a forma como os paleontólogos procuram esponjas antigas.

À primeira vista, a simples esponja do mar não parece uma criatura misteriosa. Sem cérebro. Sem coragem. Não há problema com isso datando de 700 milhões de anos. No entanto, os fósseis de esponjas convincentes datam de apenas cerca de 540 milhões de anos, deixando uma lacuna de 160 milhões de anos no registo fóssil.

Em artigo publicado em 5 de junho na revista naturezao geobiólogo da Virginia Tech, Shuhai Xiao, e os seus colaboradores relataram sobre uma esponja marinha de 550 milhões de anos de “anos perdidos” e sugeriram que mesmo as esponjas marinhas mais antigas ainda não tinham evoluído esqueletos minerais, fornecendo novos critérios para a procura de fósseis perdidos.

O mistério do desaparecimento das esponjas marinhas gira em torno de um paradoxo. As estimativas do relógio molecular, que envolvem a medição do número de mutações genéticas que se acumulam ao longo do tempo, sugerem que as esponjas devem ter evoluído há cerca de 700 milhões de anos. No entanto, nenhum fóssil de esponja convincente foi encontrado em rochas tão antigas.

Durante muitos anos, este mistério tem sido objeto de debate entre zoólogos e paleontólogos.

Esta última descoberta preenche a árvore genealógica evolutiva de um dos animais mais antigos, explicando a sua notável ausência em rochas antigas e ligando os pontos às questões de Darwin sobre quando evoluíram.

A descoberta pioneira de Xiao

Xiao, recentemente nomeado para a Academia Nacional de Ciências, viu o fóssil pela primeira vez há cinco anos, quando um colaborador lhe enviou uma fotografia de um espécime escavado ao longo do rio Yangtze, na China. “Nunca vi nada assim antes”, disse Xiao, membro do corpo docente da Faculdade de Ciências. “Quase imediatamente, percebi que era algo novo.”

Xiao e seus colegas da Universidade de Cambridge e do Instituto de Geologia e Paleontologia de Nanjing começaram a descartar possibilidades uma por uma: nada de ascídias, nada de anêmonas marinhas, nada de corais. Poderia ser uma esponja marinha antiga e indescritível, eles se perguntaram?

Shuhai Xiao, geobiólogo da Virginia Tech, e os seus colegas relataram um fóssil de esponja marinha com 550 milhões de anos, preenchendo uma lacuna na árvore genealógica evolutiva de um dos animais mais antigos. Foto de Spencer Coppage para Virginia Tech. Crédito: Spencer Coppage para Virginia Tech

Em um estudo anterior publicado em 2019, Xiao e sua equipe sugeriram As primeiras esponjas não deixaram fósseis porque não desenvolveram a capacidade de gerar as estruturas duras em forma de agulha, conhecidas como espículas, que caracterizam as esponjas marinhas de hoje.

Os membros da equipe de Xiao traçaram a evolução das esponjas através do registro fóssil. À medida que recuavam no tempo, as espículas das esponjas tornaram-se de composição mais orgânica e menos mineralizadas.

“Se você extrapolar, as primeiras criaturas provavelmente eram criaturas de corpo mole, com esqueletos completamente orgânicos e sem nenhum mineral”, disse Xiao. “Se isto for verdade, eles só seriam capazes de sobreviver à fossilização sob condições muito especiais, onde a rápida fossilização supera a decomposição.”

Mais tarde, em 2019, a equipa de investigação internacional de Xiao encontrou um fóssil de esponja preservado nessas condições: uma fina camada de rocha carbonática marinha conhecida por preservar uma abundância de animais de corpo mole, incluindo alguns microrganismos. Os animais móveis mais antigos.

“Na maioria das vezes, esse tipo de fóssil se perde no registro fóssil”, disse Xiao. “A nova descoberta fornece uma janela para os primeiros animais antes de se desenvolverem em partes sólidas.”

Nova descoberta de fósseis e suas implicações

A superfície do novo fóssil de esponja é repleta de um conjunto complexo de caixas regulares, cada uma dividida em caixas menores e idênticas.

“Este padrão específico sugere que as nossas esponjas marinhas fossilizadas estão mais intimamente relacionadas com uma espécie específica. Classificar “É feito de esponja de vidro”, disse Xiaoping Wang, pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Geologia e Paleontologia de Nanjing e na Universidade de Cambridge.

Outro aspecto inesperado do novo fóssil de esponja é o seu tamanho. “Ao procurar fósseis de esponjas antigas, esperava que fossem muito pequenos”, disse o colaborador Alex Liu, da Universidade de Cambridge. “O novo fóssil tem cerca de 15 polegadas de comprimento e um corpo cônico relativamente complexo, o que desafia muitas das nossas expectativas sobre o aparecimento das primeiras esponjas.”

Embora o fóssil preencha alguns anos que faltam, também fornece aos investigadores orientações importantes sobre como procurar estes fósseis – o que, esperamos, expandirá a compreensão da evolução animal inicial no futuro.

“A descoberta sugere que as primeiras esponjas podem ter sido esponjosas, mas não vítreas”, disse Xiao. “Agora sabemos que precisamos ampliar nossa visão na busca pelas primeiras esponjas.”

Referência: “A Sponge Fauna from the Late Ediacaran Crown Group” por Xiaoping Wang, Alexander J. Liu, Zhi Chen, Chengxi Wu, Yarong Liu, Bin Wan, Qi Pang, Quanming Zhou, Shunlai Yuan e Shuhai Xiao, 5 de junho de 2024, natureza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07520-y