As esponjas estão entre os animais mais antigos conhecidos na Terra, mas os cientistas não conseguem identificar exatamente quando apareceram pela primeira vez. O DNA de esponjas vivas e vestígios químicos preservados em rochas antigas mostram que elas surgiram há pelo menos 650 milhões de anos. As descobertas são relatadas em Conquistas da ciência.
Esta data inicial tem sido controversa porque antecede os fósseis de esponjas confirmados mais antigos em pelo menos 100 milhões de anos. Para resolver este conflito de longa data, uma equipa de investigação internacional liderada pela Dra. M. Eleanor Rossi, da Escola de Ciências Biológicas da Universidade de Bristol, examinou mais de perto a forma como os esqueletos das esponjas evoluíram.
Espículas fósseis e extintas
As esponjas modernas contêm esqueletos feitos de inúmeras estruturas microscópicas semelhantes a vidro, chamadas espículas. Esses elementos duráveis estão bem fossilizados e aparecem em rochas que datam de aproximadamente 543 milhões de anos, até o final do período Ediacarano. No entanto, os cientistas não encontraram espículas em rochas antigas. Esta ausência aumentou o ceticismo sobre se as esponjas realmente se originaram antes do que as evidências genéticas sugerem.
Para resolver esta discrepância, a Dra. Rossi e seus colegas usaram uma estratégia em duas partes. Primeiro, analisaram dados de 133 genes codificadores de proteínas, bem como informações fósseis para construir uma escala evolutiva revista. Os seus resultados mostram que as esponjas tiveram origem entre 600 e 615 milhões de anos atrás, preenchendo a lacuna entre as previsões genéticas e o registo fóssil. Eles então estudaram como os esqueletos das esponjas evoluíram ao longo do tempo e descobriram que as espículas surgiram independentemente em linhagens individuais de esponjas.
Rossi, pesquisador emérito, explicou: “Nossos resultados mostram que as primeiras esponjas eram macias e não tinham esqueletos mineralizados. É por isso que não vemos espículas de esponjas em rochas de cerca de 600 milhões de anos atrás – elas simplesmente não estavam lá para serem preservadas.”
Evolução independente de esqueletos esponjosos
A ideia de que os esqueletos das esponjas evoluíram mais de uma vez é apoiada por diferenças estruturais e genéticas entre as espécies vivas. Ana Riesga, a maior especialista mundial em evolução de esponjas do Museu de Ciências Naturais de Madrid, Espanha, disse: “Já tínhamos algumas pistas que sugerem que os esqueletos das esponjas evoluíram de forma independente. Os esqueletos das esponjas modernas podem parecer iguais, mas são construídos de forma muito diferente. Alguns são feitos de calcite, o mineral que compõe o giz, outros de dióxido de silício, essência, vidro, e quando estudamos os seus genomas, vemos que genes completamente diferentes estão envolvidos.”
Para reconstruir esta história evolutiva, a equipe contou com um modelo estatístico de computador. Joseph Keating, co-autor do estudo, descreveu sua abordagem: “Usamos um processo de Markov, um tipo de modelo preditivo amplamente utilizado em áreas como finanças, inteligência artificial, mecanismos de busca e previsão do tempo. Ao modelar transições entre diferentes tipos de esqueletos, incluindo formas de corpo mole, descobrimos que quase todos os modelos rejeitaram fortemente a ideia de que as primeiras esponjas tinham esqueletos mineralizados. Somente um modelo irreal que trata todos os tipos de minerais como equivalentes sugere o contrário, e mesmo assim os resultados são mistos.”
Repensando a aparência dos primeiros animais
Estas descobertas levantam novas questões sobre o que impulsionou as fases iniciais da evolução das esponjas. Hoje, quase todas as esponjas têm espículas mineralizadas, o que pode indicar que os esqueletos desempenharam um papel fundamental no seu sucesso inicial. No entanto, uma nova análise desafia esta suposição.
O professor Phil Donahue, professor de paleobiologia na Universidade de Bristol, disse: “Dado que quase todas as esponjas vivas têm esqueletos compostos de espículas mineralizadas, podemos naturalmente assumir que as espículas foram importantes na evolução inicial das esponjas. Os nossos resultados desafiam esta ideia, sugerindo que a diversificação inicial das esponjas foi impulsionada por algo completamente diferente – e o que foi ainda é um mistério fascinante.”
As consequências vão além das esponjas apenas. O professor David Pisani, professor de filogenômica da Universidade de Bristol, concluiu: “Mas não são apenas as esponjas. As esponjas são a primeira linha evolutiva de animais construtores de recifes, que pode ter sido a primeira linha de animais, embora isso ainda seja debatido. Compreender sua evolução fornece informações importantes sobre as origens dos primeiros sistemas de recifes. É sobre como a vida e a Terra evoluíram juntas e como a evolução dos primeiros animais mudou nosso planeta para sempre, eventualmente permitindo que as formas de vida animal que conhecemos, incluindo os humanos, se desenvolvessem aparecer.’
