Coração Fóssil

Cientistas encontram primeiro coração fossilizado

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Fernando Cymbaluk
Do UOL, em São Paulo

29/04/201606h00

• Divulgação/LNBIo
  
  Imagem de tomografia do coração fossilizado feitas por laboratório de luz síncroton

Fósseis são vestígios de animais que viveram na Terra há muito tempo. O mais comum é encontrar ossadas e pegadas, que não são decompostas por bactérias. Descobrir um órgão completo de animal fossilizado pode trazer contribuições fundamentais para pesquisas como a do biólogo José Xavier-Neto, que estuda como o coração evoluiu ao longo do tempo.

O primeiro coração fóssil foi encontrado em rochas da bacia do Araripe, sítio geológico localizado no Ceará. A descoberta já teve impactos em áreas da biologia e da medicina, para o entendimento da evolução na anatomia do coração e perspectivas para a cura de doenças cardíacas em humanos. 

Completamente preservado [veja como no fim da matéria], o coração pré-histórico é do peixe Rhacolepis buccalis, que existiu entre 113 e 119 milhões de anos atrás. Essa espécie de peixe, que media cerca de 15 centímetros, foi extinta há muito tempo. Após dez anos de investigações, a descoberta foi publicada na revista científica britânica eLife deste mês.

Uma equipe que envolveu 12 instituições brasileiras e estrangeiras, coordenada pelo Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), em Campinas (SP), reproduziu o coração em tamanho real e em imagens em três dimensões, a partir de tomografias feitas em 63 fósseis pelo Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) e por um laboratório de luz síncroton, na França.

Os corações descobertos possuem cinco válvulas, em vez de apenas uma, como a dos peixes atuais. "Isso explica um mistério de 100 anos, que é o das válvulas da saída do coração", afirma Xavier-Neto. Já era conhecido pela ciência que corações de animais primitivos possuíam dezenas de válvulas. O órgão fossilizado apresenta uma morfologia intermediária entre peixes primitivos e atuais.

A descoberta mostra que a redução do número de válvulas foi um processo gradual, e comprova que a evolução não se processa só em aumento de complexidade, mas também em simplificação"

O grupo de Xavier-Neto combina pesquisas sobre evolução com investigações em biologia do desenvolvimento para tentar desenvolver novos tratamentos cardíacos.

Essa abordagem visa entender como as características adquiridas no processo evolutivo são materializadas durante a formação dos embriões. No futuro, a compreensão desses fenômenos poderá possibilitar intervenções cardíacas complexas, como a restauração de válvulas do coração durante a gestação e o desenvolvimento de estruturas cardíacas a partir de células tronco.

eLife

Imagem de tomografia do peixe fóssil e de seu coração feitas por laboratório de luz síncroton na França

Evolução do coração

Dos peixes aos seres humanos, os corações dos animais vertebrados seguem um modelo padrão, com o mesmo sentido do fluxo de sangue e mesma disposição de câmaras de entrada e saída, bem diferente do observado nos invertebrados.

Em estudo iniciado em 2005, Xavier-Neto buscava uma forma de explicar a evolução cardíaca. Ele intuía que o coração evoluiu do formato mais simples presente nos invertebrados, em que o sangue circula em mecanismos semelhantes ao do intestino, para a anatomia mais eficiente e com maior coordenação do coração dos vertebrados.

"O coração dos vertebrados é um coração de câmara, que permite separar a tarefa de encher e de bombear em compartimentos distintos, os átrios e ventrículos. Na formação do coração, uma das primeiras divisões é a que separa o que vai ser câmara de entrada e a câmara de saída", explica o pesquisador.

Para comprovar que essa especialização ocorreu na evolução do órgão, ele precisava encontrar um animal intermediário, cujo coração funcionasse em parte como "um intestino", e em parte com câmara mais especializada. "Não existe nenhum animal vivente assim", diz. 

Diante da inexistência de animais vivos intermediários, capazes de indicar como essa diferenciação ocorreu durante a evolução, a pesquisa voltou-se para o estudo de fósseis. Entretanto, nenhum coração fóssil havia sido identificado pela ciência até então.

Foi nesse momento que Xavier-Neto buscou as pesquisas feitas na bacia do Araripi, famosa por possuir fósseis em ótimo estado de conservação. "Tivemos a sorte de escolher um peixe apropriado, que ao invés de estar achatado, tinha estrutura tridimensional, sugerindo que havia algo dentro", conta o pesquisador. O achado veio após a análise no laboratório francês.

Apesar dos resultados positivos da descoberta, Xavier-Neto conta que seu estudo original precisou dar um passo atrás. "Precisaria encontrar animais mais antigos, anteriores ao aparecimento dos vertebrados, que viveram entre 600 e 650 milhões de anos atrás".

Encontrar o coração fóssil, ainda assim, abre caminho para o esclarecimento da evolução cardíaca. Fósseis de animais ainda mais primitivos, peças-chave no processo evolutivo que deu origem aos corações dos vertebrados, poderão ser submetidos às técnicas utilizadas neste trabalho. 

Órgãos fósseis são raros

Há certos depósitos raros de fósseis em que os animais, no momento da morte, foram soterrados de forma rápida e em condições químicas especiais, que dificultaram ou impediram a decomposição. Assim, os tecidos do organismo são preservados. É o que ocorre quando corpos são encobertos em deslizamentos de terra ou envoltos por resinas, como o âmbar, que envolve um inseto pré-histórico no filme "Parque dos Dinossauros".

A bacia do Araripe, onde o coração fóssil foi encontrado, é formada por sedimentos do período cretáceo, compreendido entre 145 milhões e 66 milhões de anos atrás. No local, já foram encontrados fósseis bem preservados de dinossauros, répteis e anfíbios. 

Divulgação/LNBIo

Representação artística do peixe "Rhacolepis buccalis" em seu ambiente pré-histórico