Um veterano do Vietnã coletou fósseis durante 66 anos. Uma delas, a erroneamente rotulada como “lampreia bebé”, forçou os paleontólogos a repensar como os vertebrados se moviam da água para a terra.

Richard Rock – um veterano da Guerra do Vietnã, um mestre jardineiro e um ávido colecionador de fósseis – coleta rochas há 66 anos. Seu local favorito é Mazon Creek, um rico leito fóssil localizado a cerca de 112 quilômetros a sudoeste de Chicago. É famosa não apenas pelos seus fósseis, mas também pela comunidade dedicada de cientistas amadores que enfrentam o calor, a hera venenosa e os carrapatos portadores de lima para coletar e catalogar artefatos de um dos maiores reservatórios paleontológicos do mundo.

Em 2023, colegas entusiastas de fósseis André Jovem Perguntou a Rock se ele poderia fotografar sua coleção. Young lembra: “Rock tinha vitrines por toda a casa e uma área de armazenamento sobrecarregada na garagem”. “Fui ao escritório dele, olhei para as prateleiras de vidro, comecei a recolher amostras e vi uma que tinha uma pequena etiqueta laminada que dizia ‘Bebê Lampreia’. E pensei comigo mesmo: ‘Isso não é uma lampreia.'”

Descobriu-se que o fóssil era muito mais importante. Num estudo publicado hoje em CiênciaPesquisadores do Museu Campo ganhando valor E Jason Pardo Descreva a amostra como um bebê recém-nascido quadrúpedesMembro da linhagem de quatro membros que deu origem a todos os anfíbios, répteis, aves e mamíferos vivos. Emparelhado com um fóssil semelhante já nos arquivos do museu e na análise de dezenas de fósseis parentes, o filhote derruba a ideia amplamente difundida de que a metamorfose era necessária para ajudar a tirar da água os primeiros vertebrados terrestres da Terra.

Você provavelmente já viu fotos de tetrápodes na biologia do ensino médio. Eles eram criaturas antigas e vagamente parecidas com lagartos que marcaram o início dos vertebrados. transição da água para a terra. Durante décadas, os cientistas acreditaram amplamente que os tetrápodes conseguiram esta mudança através da metamorfose – começando como girinos aquáticos, como as rãs modernas, e depois reorganizando parcialmente todo o seu plano corporal para se tornarem adultos terrestres.

Esta hipótese surgiu em parte porque os animais modernos que mais se parecem com os primeiros tetrápodes são salamandras que sofreram metamorfose. Mas florian weitzmannO curador da coleção de fósseis de peixes e anfíbios do Museu de História Natural de Berlim, que não esteve envolvido na nova investigação, argumenta que a analogia sempre foi falha. Ele diz que faz sentido que a metamorfose tenha evoluído mais tarde.

Antes de o fóssil rochoso ser encontrado, Mann e Pardo passaram vários anos analisando outro espécime da coleção do Field Museum. Enquanto trabalhava até tarde no laboratório, Mann percebeu que o fóssil misterioso tinha um órgão pequeno e saliente. Para descobrir que criatura estavam a observar, os investigadores, como diz Mann, “analisaram uma lista de animais candidatos do período com base na morfologia, eliminando gradualmente os animais com base nas características físicas que não incluíam esses grupos, até chegarmos ao nosso diagnóstico”.

Em última análise, imagens obtidas com um microscópio electrónico de varrimento permitiram aos cientistas identificar o animal como um embolómero: um predador semelhante ao crocodilo que dominou o ecossistema há 280 milhões a 350 milhões de anos. O fóssil na rocha parecia ser da mesma espécie. “A amostra deles representa mais externalidades do corpo em uma idade mais jovem”, diz Mann. “Então isso contribuiu significativamente para a história.”

É importante ressaltar que ambos os bebês não mostraram sinais de estar na fase de vida semelhante à dos girinos. Por exemplo, o embolômero preservado por fósseis rochosos tem pernas curtas e não possui guelras externas – apêndices alados. larvas de salamandra Use-os para respirar debaixo d’água antes de reabsorvê-los durante a metamorfose. Mann explica que ambos os fósseis “são basicamente versões em miniatura dos adultos”. “Eles gradualmente ficam cada vez maiores, até que você obtém um animal enorme, do tamanho de um crocodilo.”

Este é o epítome da evolução direta – a mesma estratégia de evolução usada hoje por mamíferos, aves, répteis e até mesmo por muitos anfíbios. O estudo sugere que os primeiros tetrápodes seguiram este plano em vez da metamorfose, pelo que a transição da água para a terra pode ter inicialmente seguido um caminho diferente. de acordo com nadia frobischAlguns especialistas em tetrápodes esperavam o aparecimento de um fóssil recém-nascido com características de evolução direta, disse um biólogo evolucionista do Museu de História Natural de Berlim, que não esteve envolvido na investigação. “Estávamos todos esperando por isso”, diz ela. “Nunca tivemos provas diretas, e agora Arjan Mann e Jason Pardo têm provas diretas.”

No entanto, estes dois fósseis por si só não excluem a metamorfose em tetrápodes. Talvez o embolômero tenha sido um ramo que evoluiu para a evolução direta. Mas Mann e Pardo examinaram milhares de fósseis juvenis de outros parentes dos primeiros tetrápodes e não encontraram nenhuma evidência de metamorfose em nenhum deles. “Não é uma espécie”, diz Pardo. “Podemos ir a cada grupo de tetrápodes, a cada animal que faz parte desta transição de barbatana para membro – cada animal que encontramos na assembleia de Mazon Creek que se enquadra nessa categoria carece de qualquer coisa que aponte para metamorfose.”

Frobisch acredita que há pouco a discutir sobre as conclusões de Mann e Pardo. Ela diz: “Não consigo pensar em ninguém que diria… isso não se encaixa de forma alguma no quadro evolutivo”. Witzman concorda. “Os fósseis são muito bonitos”, diz ele. “Você tem muitas partes moles preservadas – cartilagem, osso, pele. É assim que eu interpretaria também.”

Esta preservação imaculada é uma característica rara dos fósseis encontrados aqui Riacho Mazon. Na maioria dos outros lugares, é difícil ou impossível encontrar exemplares de animais nascidos. Os bebês são pequenos e seus esqueletos são parcialmente compostos de cartilagem, que se degrada rapidamente após a morte. São necessárias condições específicas para preservar os pequenos pacotes de tecidos moles deixados pelos juvenis.

Felizmente, Mazon Creek estava à altura da tarefa. Grosso modo 309 milhões de anos atrásA área era um vasto delta de rio, drenado por inundações sazonais, que arrastaram solo espesso e rico em ferro para sedimentos e enterraram muitas plantas e animais não cultivados abaixo dele. Em outros lugares, as bactérias podem ter destruído completamente estes organismos. No entanto, ali o ferro dissolvido no solo ao redor dos corpos reage com o dióxido de carbono liberado pelas bactérias. virou lama estreladoUm mineral de carbonato de ferro. Dias ou semanas após a morte de um organismo, ele ficava envolto em um caroço mineral duro, às vezes antes que os tecidos moles tivessem tempo de se decompor.

isto processo geoquímico deixou milhões para trás Sólido: “Pequenas pedras em forma de ovo”, como Young as descreve, que os colecionadores podem quebrar ou derreter por congelamento para revelar os fósseis dentro delas. Normalmente, os colecionadores teriam que cavar o solo para obter esses ornamentos. Mas em meados do século 20, a indústria de mineração de carvão começou a drenar Mazon Creek, tornando o concreto no xisto exposto facilmente acessível.

Nas últimas oito décadas, Mazon Creek atraiu a atenção de colecionadores e cientistas cidadãos. “Há um local de mineração de carvão perto de uma grande população, numa época em que as pessoas socializavam em trocas de rochas e estavam interessadas em colecionar coisas”, diz Young, que serve de ponte entre a comunidade de cidadãos-cientistas de Mazon Creek e os investigadores profissionais do Field Museum. Hoje, alguns desses entusiastas visitam Mazon Creek várias vezes por semana para coletar mais material. “São pessoas muito inteligentes e educadas”, diz Pardo. “Eles sabem o que estão vendo às vezes melhor do que eu.”

Desde 1960, Rock tem sido um membro importante desta comunidade de cientistas cidadãos. Inspirado pelos fósseis de samambaias em uma feira de ciências, ele visitou Mazon Creek pela primeira vez no ensino médio com seu pai. “Ele me mostrou o que era concreto bom e que você poderia quebrá-lo com um martelo”, diz Rock. “Então comecei a colecionar.”

Alguns anos depois, seu pai decidiu contar quantos fósseis Rock havia trazido para casa. “Eu tive que ir a algum lugar”, lembra Rock. “Voltei quatro ou cinco horas depois e meu pai estava sentado à minha mesa e eu disse: ‘Bem, você terminou?’ E ele disse: ‘Não… deixei o emprego por Rs 50.000.’ E ele disse que criou um monstro.”

Rock não se lembra de ter pegado o bebê tetrápode. Mas assim que ouviu a opinião de Mann e Pardo sobre o espécime, ele soube que precisava doá-lo ao museu. “Percebi muito rapidamente que este era um fóssil extremamente importante”, diz Rock. Ele diz que, mais na coleção de um museu do que na sua própria, o objeto “pode nos ajudar a aprender algo sobre o passado que não sabemos”.

Se a metamorfose não criou uma ponte evolutiva entre a água e a terra, algum outro conjunto de características pode ter feito o trabalho. Atualmente ninguém sabe toda a história. “Às vezes é preciso destruir para criar”, diz Mann. “Quebrámos uma visão antiga. Agora temos de começar de novo.”

Quanto a Rock, ele está feliz que sua coleção de 66 anos possa contribuir com algo para o empreendimento. Ele lembra que o fóssil que encontrou era “do tamanho de uma moeda de um centavo”. “Minha esposa disse: ‘Como você pode tentar pegá-lo?’ E como eu disse a ele, eu pego tudo – não importa o que seja – porque você não sabe o que é até ter tempo para olhar.