Centenas de milhões de anos antes do aparecimento dos dinossauros, e muito antes dos vertebrados se aventurarem na terra, os milípedes já floresciam na superfície da Terra.
Estes humildes decompositores desempenharam um papel fundamental em alguns dos primeiros ecossistemas terrestres do planeta. No entanto, apesar da sua história notável, questões básicas sobre a sua evolução permanecem sem resposta.
Agora, uma equipa internacional liderada por investigadores da Virginia Tech preencheu uma das últimas lacunas na árvore genealógica das centopéias, lançando nova luz sobre as criaturas antigas que ajudaram a preparar a Terra para a vida terrestre.
Um estudo publicado em Biologia modernaapresenta a primeira história evolutiva completa de todas as ordens vivas de milípedes. Ao combinar dados de ADN de espécies modernas com provas físicas preservadas em fósseis, os investigadores rastrearam a origem das centopéias até há quase 460 milhões de anos, sugerindo que existiam muito antes dos fósseis de centopéias mais antigos descobertos até agora.
“Os milípodes superaram os vertebrados terrestres em mais de 80 milhões de anos”, disse Paul Marek, pesquisador principal e professor associado de entomologia na Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida. “Eles realmente prepararam o terreno para a vida futura na terra, incluindo humanos e vertebrados.”
Resolvendo o antigo mistério da milípede
Por mais de 100 anos, os cientistas reconheceram a existência de dois grupos raros de centopéias, os Siphoniulida e os Siphonocryptida. No entanto, como não estavam disponíveis amostras frescas para análise de ADN, os investigadores não conseguiram determinar exatamente a que lugar estes grupos pertenciam na árvore genealógica das centopéias.
Um grupo consiste em milípedes com menos de um centímetro de comprimento que passam a vida no subsolo. O segundo sobreviveu apenas em alguns lugares conhecidos.
“As duas últimas eram como as nossas baleias brancas”, disse Marek.
Para encontrá-los, os pesquisadores foram a Los Tuxtlas, no México, e às Ilhas Canárias, na Espanha. Eles coletaram lá Siphoniulus neotropicus e Hirudicryptus canariensisduas espécies cujo DNA nunca foi incluído em um estudo evolutivo.
“Demoraram mais de uma semana para dez pessoas encontrarem este minúsculo adulto de 10 milímetros”, disse Luisa “Fernando” Vasquez-Valverde MS ’21, Ph.D. ’24, primeiro autor do artigo e assistente de laboratório de Marek. “Encontrá-los no campo foi difícil porque acabamos de ver esse pequeno nematóide branco. Não tínhamos certeza de que era uma milípede até olharmos no microscópio.”
A equipe sequenciou o DNA dos dois grupos e comparou centenas de genes de 82 espécies de milípedes. Eles também incluíram evidências de 29 fósseis. Juntos, os dados permitiram aos investigadores determinar onde os grupos crípticos se enquadram na evolução das centopéias e quando as suas linhagens surgiram pela primeira vez.
O projeto recebeu terabytes de dados genéticos e contou com os recursos computacionais da Virginia Tech Advanced Research Computing para reconstruir relações evolutivas que remontam a centenas de milhões de anos.
Os resultados mostraram que os Siphonocryptida não são uma ordem separada de milípedes, como se pensava anteriormente, mas pertencem a uma linhagem existente. Entretanto, Siphoniulida foi finalmente colocada ao lado dos seus parentes evolutivos mais próximos.
Centopeias na terra antiga
A análise sugere que as centopéias podem ter surgido há quase 460 milhões de anos, cerca de 35 milhões de anos antes dos fósseis de centopéias mais antigos conhecidos e muito antes do que sugeriam estimativas anteriores.
“A maior surpresa foi quão antigas algumas dessas genealogias acabaram sendo”, disse Marek.
Naquela época, a Terra parecia muito diferente do que é hoje. Segundo Marek, os milípedes estiveram entre os primeiros pioneiros da vida terrestre, ajudando a reciclar nutrientes alimentando-se de matéria orgânica em decomposição em alguns dos primeiros ecossistemas terrestres.
“Não havia vertebrados, nem árvores, nem folhas, nem plantas com flores, nem plantas com sementes”, disse Marek. “Os milípedes se alimentavam de musgos podres, limo em decomposição e detritos primitivos na superfície da Terra.”
Origem das defesas químicas dos milípedes
A árvore evolutiva recentemente concluída também ajudou os investigadores a identificar quando apareceu uma das adaptações mais notáveis do grupo.
“Eles fizeram as primeiras armas químicas”, disse Marek. “Estas são pequenas fábricas de produtos químicos.”
O estudo sugere que estas defesas químicas tiveram origem há cerca de 260 milhões de anos, oferecendo a melhor evidência até agora de quando os milípedes desenvolveram esta capacidade pela primeira vez.
Engenheiros de ecossistema desconhecidos
Hoje, os milípedes continuam entre os detritívoros mais importantes do mundo. Ao decompor o material vegetal morto, eles ajudam a reciclar nutrientes e a manter ecossistemas saudáveis.
“É realmente surpreendente que eles tenham uma função tão importante no ecossistema e ainda assim sejam tão pouco conhecidos”, disse Marek.
Apesar de mais de 14.000 espécies descritas em todo o mundo, os investigadores acreditam que dezenas de milhares de espécies de centopéias ainda podem permanecer desconhecidas. Marek e seus alunos encontraram novas espécies em lugares que vão desde o campus de Blacksburg da Virginia Tech até Los Angeles.
Para cientistas como Vasquez-Valverde, o sentido de investigação faz parte do apelo.
“Há todo esse potencial para descoberta”, disse ela. “Fico pensando no que mais vamos encontrar.”
A pesquisa foi financiada pela National Science Foundation e envolveu cientistas do Field Museum of Natural History, Hampden-Sydney College, La Laguna University, Virginia School of Plant and Environmental Sciences, Australian National Insect Collection, West Virginia University e Hidalgo State Autonomous University.
