Mamíferos com laços evolutivos distantes, mas com papéis ecológicos semelhantes, desenvolveram formas comparáveis de ouvido interno
Um novo estudo revela a evolução surpreendentemente convergente no ouvido interno de mamíferos. Uma equipe de pesquisa internacional liderada por Nicole Grunstra da Universidade de Viena e Anne Le Maître do Instituto Konrad Lorenz (KLI) para Pesquisa de Evolução e Cognição (Klosterneuburg) mostrou que um grupo de mamíferos altamente divergentes conhecidos como Afrotheria e distantemente relacionados, mas ecologicamente muito semelhantes, desenvolveram independentemente formas semelhantes de ouvido interno. O estudo acaba de ser publicado no prestigiado periódico Nature Communications.
O ouvido interno dos vertebrados, acondicionado dentro do crânio ósseo, é importante para a audição e o equilíbrio. A diversidade em sua forma complexa entre os animais há muito tempo é considerada um reflexo de adaptações a diferentes ambientes e comportamentos locomotores. Ao mesmo tempo, o formato do ouvido interno também rastreia a descendência evolutiva, com espécies intimamente relacionadas tendendo a ter formas de ouvido interno mais semelhantes do que espécies distantemente relacionadas. Isso sugere que a evolução neutra (não adaptativa) pode ser mais importante na formação da morfologia do ouvido interno do que se pensava anteriormente. Um novo estudo dos ouvidos internos de um grupo diverso de mamíferos lança nova luz sobre essa questão.
Esclarecimento através de modelos virtuais 3D
A equipe de biólogos evolucionistas e paleontólogos, incluindo pesquisadores do Museu de História Natural de Viena, estudou o formato do ouvido interno em Afrotheria. Este grupo animal consiste em mamíferos relacionados que são muito diferentes em sua anatomia e habitats, incluindo o aardvark, elefantes, toupeiras douradas, hyraxes, musaranhos-elefante semelhantes a roedores e vacas-marinhas. Os pesquisadores compararam o formato de suas orelhas com outros mamíferos que são análogos em anatomia, ecologia e/ou comportamento locomotor, mas são apenas muito distantemente relacionados a eles, como tamanduás, toupeiras ‘verdadeiras’, roedores, ouriços e golfinhos. A equipe conduziu microtomografia de raios X em crânios abrigados em coleções de museus, a partir dos quais eles reconstruíram modelos virtuais 3D do ouvido interno. Eles então compararam os formatos dos ouvidos internos entre afrotherianos e seus análogos e analisaram o formato dos ouvidos em relação ao habitat e à locomoção.
Evolução independente através da pressão de seleção compartilhada
“Descobrimos que o formato do ouvido interno é mais semelhante entre espécies análogas do que entre espécies não análogas, mesmo quando estas últimas compartilham um ancestral comum mais recente e, portanto, são mais intimamente relacionadas”, explica Nicole Grunstra, primeira autora do estudo. Por exemplo, o formato do ouvido de vacas marinhas é menos parecido com o de elefantes ou hyraxes (afrotherianos intimamente relacionados) e mais parecido com o de um golfinho (um mamífero muito mais distantemente relacionado). Essa similaridade de formato corresponde a adaptações a um ambiente estritamente aquático. O estudo também encontrou formatos de ouvido semelhantes em outras espécies distantemente relacionadas com o mesmo ambiente ou estratégia de alimentação, por exemplo, em espécies subterrâneas ou espécies que vivem em árvores. “Também fomos capazes de mostrar que mamíferos ecomorfologicamente semelhantes desenvolveram formatos de ouvido semelhantes como uma adaptação a nichos ecológicos compartilhados ou locomoção, em vez de por acaso”, interpreta a autora sênior Anne Le Maître. Esta é uma forte evidência de evolução convergente, um processo durante o qual formatos de ouvido ancestralmente diferentes evoluem independentemente para serem semelhantes devido a pressões de seleção compartilhadas.
Aumento da evolutividade do ouvido dos mamíferos
O novo estudo aparentemente contradiz trabalhos recentes sobre pássaros, répteis e certos mamíferos que lançaram dúvidas sobre a extensão em que os processos adaptativos moldaram a variação do ouvido interno em vertebrados. Uma explicação é que as diferenças adaptativas no formato do ouvido provavelmente se manifestam particularmente fortemente ao comparar espécies com diversas estratégias ecológicas, como afrotherians e muitos outros mamíferos. Outra explicação possível é que o ouvido dos mamíferos tem maior “evolutividade”, que é a capacidade intrínseca de evolução adaptativa. Entre os vertebrados, o ouvido dos mamíferos é particularmente complexo. Comparado a pássaros, crocodilos ou lagartos, o ouvido dos mamíferos adquiriu vários componentes extras por meio da redução evolutiva e transformação dos ossos da mandíbula e sua subsequente integração no ouvido médio (enquanto em pássaros e répteis estes permaneceram parte da mandíbula). Essa peculiaridade permite que os mamíferos detectem uma gama muito maior de sons, particularmente tons altos. Mais importante, também aumenta a complexidade anatômica, genética e de desenvolvimento do ouvido, o que a teoria prevê que amplia a gama de potenciais formatos de ouvido que podem evoluir. “Um aumento nos fatores genéticos e de desenvolvimento de uma característica dá à seleção natural mais botões para girar, o que facilita a evolução de diferentes adaptações”, acrescenta o coautor sênior Philipp Mitteröcker da Universidade de Viena. Essa maior capacidade de evolução do ouvido pode ter ajudado a pavimentar o caminho para adaptações a novos ambientes e comportamentos locomotores durante a evolução dos mamíferos.
Publicação original:
Grunstra, NDS, Hollinetz, F, Bravo Morante, G, Zachos, FE, Pfaff, C, Winkler, V, Mitteroecker, P & Le Maître, A. (2024). Evolução convergente em Afrotheria e não-afrotherianos demonstra alta evolutividade do ouvido interno de mamíferos. Nature Communications.
DOI: 10.
