O que o desenvolvimento dos pelos pode nos dizer sobre nossos antigos ancestrais

Quando o clima quente do verão começa, você pode se preocupar com os animais de estimação peludos e outros animais que vivem perto de nós. Mas os pelos e os cabelos são adaptações antigas que permitiram que os ancestrais humanos desenvolvessem estilos de vida mais ativos e dietas variadas.

Todos os mamíferos têm algum tipo de pelo. Isso é parte do que nos diferencia de outros grupos de animais. Os pelos são encontrados em todos os formatos e tipos, incluindo o cabelo humano. Suas propriedades de termorregulação podem nos informar sobre como o estilo de vida de nossos ancestrais mudou à medida que eles se distanciaram dos animais semelhantes a répteis, tornando-se caçadores mais ativos.

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Os mamíferos são altamente sociais, e a coloração dos pelos também ajuda a distinguir aliados de inimigos. Esta cor também pode ajudar os animais a se esconderem. Pense em uma raposa cor de areia no deserto, ou em um urso polar na neve.

Sabe-se que as aves evoluíram a partir dos dinossauros reptilianos e que as penas são escamas de dinossauros altamente modificadas. A origem dos pelos dos mamíferos em tempos remotos é menos clara porque estruturas duras como escamas, ossos e penas são melhor preservadas do que outros tipos de tecido.

Impressões fósseis de pelos são encontradas em espécies do Jurássico Médio, como o Castorocauda, animal semelhante ao castor, que viveu há cerca de 220 milhões de anos. E um ancestral mamífero com pelo fossilizado, o rato Spinolestes, que tinha um "penteado" moicano de cerdas, é do período Cretáceo, há 125 milhões de anos.

Esses fósseis são raros. Mas cientistas encontraram resíduos de alimentos que contêm estruturas semelhantes a pelos dentro de fezes fossilizadas do período Permiano, de cerca de 260 milhões de anos atrás.

Podemos dar uma olhada na evolução dos ancestrais dos mamíferos para entender melhor a evolução dos pelos e cabelos.

Sabemos que as linhagens de mamíferos e répteis se separaram uma da outra há mais de 300 milhões de anos. Os primeiros ancestrais dos mamíferos ainda se pareciam muito com répteis.

Mas eles tinham uma dieta diferente. Caçavam presas grandes com seus dentes, enquanto os répteis originalmente se alimentavam de pequenas aranhas, milípedes ou insetos.

A temperatura constante é essencial para a resistência, o que nos mamíferos era necessário para a atividade de caça. Isso pode ser feito, entre outras coisas, pelo desenvolvimento de pelos.

A caça também implica a necessidade de movimentos espontâneos, como sair em disparada e atacar uma presa. Em contrapartida, o banho de sol diário é essencial para a agilidade dos répteis, que se sentam em rochas quentes e esperam os insetos passarem.

Os primeiros animais a experimentar com a temperatura corporal foram os precursores dos mamíferos, os primeiros sinapsideos. Alguns deles tinham corpos grandes, semelhantes aos dos lagartos, e desenvolveram "velas" nas costas, sustentadas por protuberâncias das vértebras.

Graças a um sistema denso de vasos sanguíneos na superfície da pele, essas velas podiam absorver rapidamente o calor do sol e liberar o calor excessivo do corpo (como os elefantes e as raposas do deserto fazem hoje com suas grandes orelhas). Mas essa estratégia não deu certo para eles: os ancestrais dos mamíferos com velas acabaram extintos.

Os primeiros ancestrais dos mamíferos ainda tinham escamas típicas de répteis, com suas fracas propriedades de termorregulação. Isso é demonstrado pelas impressões fósseis de pele de barriga de um animal em repouso de 275 milhões de anos (meados do período Permiano) atrás, encontrado na Polônia em 2012.

No período Permiano superior, há 255 milhões de anos, viveu o ancestral primitivo dos mamíferos Scymnognathus parringtoni. A Coleção Paleontológica da Universidade de Tübingen, na Alemanha, abriga um dos mais completos e belos exemplares fósseis desse animal.

O espécime foi encontrado na formação Usili, em Ruhuhu, na Tanzânia, e foi um dos maiores predadores de sua época. Ele ainda se parecia muito com um réptil, mas já tinha uma postura corporal ereta, que é mais eficiente em termos de energia ao correr, em comparação com os membros esparramados dos répteis.

Usando o espécime de Tübingen, os paleontólogos mostraram em 2021 que os primeiros sinapsideos já tinham uma taxa metabólica maior do que a dos répteis. O indicador disso é o grande forame de nutrientes, um pequeno túnel com uma artéria de nutrientes, no interior do seu fêmur. Os forames de nutrientes dos mamíferos são maiores do que os dos répteis.

Além disso, ao contrário dos répteis, o Scymnognathus e outras espécies do Permiano têm um extenso suprimento de sangue em seu focinho altamente vascularizado. Pequenas aberturas nos ossos do focinho desses animais podem indicar passagens nervosas e aberturas para vasos sanguíneos que sustentam os bigodes, ou vibrissas.

As vibrissas são pelos do focinho especializados em função tátil, bem conhecidos em mamíferos modernos como os gatos. Talvez eles tenham sido os primeiros pelos a evoluir, e só mais tarde as peles mais densas se desenvolveram.

Os dinossauros evoluíram há cerca de 233 milhões de anos, no final do período Triássico, ou seja, vários milhões de anos após a primeira evidência de pelos nos mamíferos primitivos. Mas os primeiros dinossauros já tinham precursores simples de penas, que mais tarde se separaram em várias farpas, formaram hastes e bárbulas e, mais tarde, até mesmo palhetas em dinossauros mais parecidos com aves.

Os pelos dos mamíferos se desenvolveram a partir das escamas, assim como as penas? Sim e não.

No início do desenvolvimento embrionário, todos os vertebrados terrestres têm espessamentos de pele conhecidos como placódios. Essas condensações de células ativadas geneticamente são os precursores de todos os apêndices cutâneos - escamas, penas e pelos. Os cabelos e as penas dependem do mesmo programa genético.

Desenvolvimento de penas em um embrião de galinha com 14 dias de idade. Observe as dobras da camada externa da pele. University of Tübingen, CC BY-NC

Porém, mais tarde no desenvolvimento do embrião, as estruturas assumem formas drasticamente diferentes. A camada superior da pele se dobra para formar escamas e penas. A pele se dobra para dentro, entretanto, para desenvolver pelos abaixo da superfície. O fio de cabelo só cresce mais tarde a partir da bolsa folicular.

Desenvolvimento de pelos em uma ovelha. Observe as dobras escuras da camada externa da pele. University of Tübingen., CC BY-ND

Na evolução, os pelos, as escamas e as penas tinham originalmente uma função semelhante: termorregulação e exibição. As aves desenvolveram um aparelho de voo completo muito depois do surgimento das primeiras penas.

Vários mamíferos perderam posteriormente suas peles densas, como as baleias (que desenvolveram o armazenamento de gordura como uma alternativa para a regulação da temperatura corporal) e os seres humanos. Não se sabe ao certo por que os humanos perderam a maior parte de seus pelos, mas alguns cientistas acham que foi para se manterem frescos durante as longas caçadas nas savanas quentes.

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