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A Origem das Aves


Figura 1. Ilustração do Anchiornis huxleyi, esta espécie apresentava penas por todo o corpo e possuia quatro asas. Acredita-se que a forma de quatro asas pode ter sido um estágio muito importante na transição evolucionária dos dinossauros para aves. Imagem de: Zhao Chuang e Xing Lida/BBC.

Editado por: Willian Menq
Publicado em: 02 de Novembro de 2010.

A origem das aves é um dos temas mais discutidos entre paleontólogos, ornitólogos e evolucionistas. Com o avanço da tecnologia e das pesquisas recentes, novos esclarecimentos têm surgido colaborando com a história evolutiva das aves e dinossauros. Sabe-se que as aves sugiram a partir dos dinossauros terópodes e novas evidências sobre essa evolução têm surgido e se acumulado ano após ano através de diversos campos do estudo científico, como a osteologia, filogenética, etologia, paleontologia, etc. (Favretto, 2009).

São muitas as teorias sobre a origem das aves, gerando incanssáveis debates entre os pesquisadores. Com base em todas as evidências existentes até o presente momento, a teoria mais aceita e difundida entre os cientistas é que as aves teriam evoluído a partir de pequenos e ágeis dinossauros terópodes, com os milhões de anos eles adquiriram penas e posteriormente aprenderam a voar.

O dinossauro Archaeopteryx, datado do período cretáceo, foi descoberto em 1861 e pelo fato de apresentar penas por todo o corpo e ter esqueleto bípede é muitas vezes considerado como um fóssil de transição entre aves e répteis. Novas descobertas fósseis eliminaram a lacuna entre os terópodes e o Archaeopteryx, assim como a lacuna entre o Archaeopteryx e as aves modernas, mas mesmo assim o Archaeopteryx ainda é usado como modelo para ajudar a definir a origem das aves (Sereno, 1997). O Archaeopteryx é apenas um "bom exemplo" de dinossauro emplumado.


Figura 2. O famoso Arqueopterix litographica, dinossauro datado do período jurássico, foi por muito tempo considerado o elo perdido entre as aves e os répteis. Na verdade ele foi apenas mais um dinossauro emplumado dos muitos que existiram.

Novas evidências:
Fósseis extremamente bem preservados de dinossauros achados no nordeste da China mostram os exemplos mais antigos de penas já encontrados e representam a prova final de que os dinossauros eram ancestrais das aves, segundo cientistas. Os fósseis têm mais de 150 milhões de anos, dentre estes fósseis está a Anchiornis huxleyi, primeiro dinossauro emplumado com idade superior à da mais antiga ave, acabando com uma das últimas objeções à ideia de que os emplumados de hoje descendem dos dinossauros. O bicho tem feições tão aviárias que as descrições iniciais diziam ser uma ave, mas estudos posteriores com fósseis mais preservados apontaram que se tratava de um dinossauro (Estadão, 2009). A descoberta foi descrita por Xu Xing, da Academia de Ciências Chinesa, em Pequim, e sua equipe na revista especializada Nature. A teoria de que os pássaros evoluíram dos dinossauros sempre foi posta em dúvida por causa da ausência de penas em espécies mais antigas do que o Archaeopteryx. Mas os novos fósseis, encontrados em duas localidades diferentes, são, em sua maioria, pelo menos 10 milhões de anos mais velhos do que o do pássaro encontrado na Alemanha, no fim do século 19.

Origem das penas:
Assim como o cabelo, unhas e escamas, as penas são apêndices tegumentares da pele, formado por células que produzem queratina. Alguns grupos de dinossauros apresentavam estruturas parecidas com as penas das aves modernas, como é o caso do Velociraptor mongoliensis e outros dromeossaurídeos. O Arqueopteryx, datado do período jurássico também apresentava penas primitivas por todo o corpo. São várias as especulações sobre a origem das penas, alguns pesquisadores acreditam que surgiram como uma função específica, como o voo (Prum & Brush, 2004) já outros defendem a idéia do surgimento das penas a partir de uma seleção sexual (Pomarede, 2005; 2008). A seleção sexual pode sim ter sido um dos fatores para a origem das penas, já que além da conquista da fêmea, animais assim selecionados ganhariam condições mais propicias à sobrevivência como, por exemplo, uma melhor regulação da temperatura corporal. Porém a seleção sexual sozinha não poderia ter forçado o surgimento de penas mais complexas, já que em muitos casos os caracteres sexuais, geralmente ocorrem somente nos machos e não nas fêmeas, ou de forma menos aparente nas fêmeas (Faverreto, 2009; Darwin, 1871). O aparecimento de apêndices penáceos em terópodes pode estar ligado à evolução de uma alta taxa metabólica, o que proporciona uma melhora nas habilidades locomotoras, assim como no comportamento distinto e na comunicação visual, o desenvolvimento de apêndices penáceos também pode ter tido um importante papel no que diz respeito à competição e ao sucesso nas radiações de terópodes maniraptores e seus descendentes de voo ativo no Jurássico (Favretto, 2009). Portanto, acredita-se na teoria de que fatores externos (seleção natural) junto com a seleção sexual poderiam ter propiciado a origem das penas.

Fisiologia e Comportamento:
Aves e dinossauros terópodes têm muito mais em comum do que apenas a presença de penas. O saco aéreo nas aves não é uma característica exclusiva delas, análises de ossos pneumáticos indicaram a presença de sacos aéreos nos dinossauros terópodes assim como no Archaeopteryx. As aves compartilham centenas de características do esqueleto com os dinossauros, especialmente com as derivadas dos terópodes maniraptoranos como os dromeossaurídeos. Ainda que difícil de identificar no registro fóssil, as similaridades nos sistemas digestivo e cardiovascular, assim como similaridades comportamentais e a presença comum de penas, também ligam as aves aos dinossauros. Os ovos de terópodes troodontideos apresentam características únicas com os ovos das aves (forma assimétrica, similaridade da estrutura dos poros da casca, presença da estrutura de calcita na porção interna e estruturas prismáticas presentes nas camadas da casca) (Varricchio et al. 2002, Zelenitsky et al. 2002; Chiappe & Vargas 2003, in: Faverreto, 2009).

Assim como muitas aves, o comportamento parental também pode ser observado em muitos dinossauros terópodes, ato de cuidar da prole, chocar ovos, monitorar o ninho e por vezes, nidificar em colônia pode ser observado em espécies como o Citipati osmolskae, que foi um dinossauro oviraptorossaurídeo do final do Cretáceo, habitante da região da Mongólia. Esse mesmo habito de cuidado parental também esta presente em alguns terópodes como no Troodon (Faverreto, 2009).

Origem do vôo:
O voo foi sem dúvida foi uma das grandes conquistas dos animais ao longo da evolução, os primeiros seres vivos a conquistar os ares foram os insetos, vários milhões de anos depois surgiram os répteis voadores os "pterossauros", depois foi a vez das aves e por último dos morcegos. Cada grupo evolui de forma independente, foram evoluções convergentes que deu a cada um desses animais a habilidade de voar. Nas aves são várias as teorias sobre o surgimento do voo.

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Atualmente existem duas principais teorias que discutem o surgimento do voo nas aves, uma chamada de teoria "chão-ar", em que os animais começaram a voar correndo e/ou se impulsionando do solo; e a outra teoria é "árvore-ar", quando um animal que vive nas árvores (arborícola), pulando de uma árvore a outra começou a usar suas penas como pára-quedas, alçando voo. A segunda teoria é a mais aceita, pois a primeira iria contra a força da gravidade gerando maior esforço, embora também seja possível. O estudo de Burges & Chiappe  (1999), demonstra que as asas do Archaeopteryx poderiam sim gerar um impulso suficiente para fazê-lo voar, pois a força do impulso é perpendicular à gravidade e não contra ela, sendo assim, afirmações do uso excessivo de energia  seriam  irrelevantes. Por vezes, a  teoria árvore-ar pode parecer mais adequada para a origem do voo, no entanto aerodinamicamente a teoria chão-ar também é possível. E assim, outros dinossauros que possuíam penas  também poderiam suplementar seu deslocamento em corridas usando o impulso de suas asas. Ambas as teorias de origem do voo falham ao apresentar as fases necessárias para um desenvolvimento mecânico, deixam lacunas em aberto, que acabam por prejudicá-las (Favretto, 2009).

Recentemente surgiu uma nova teoria para a origem do voo, é o estudo do WAIR (wing-assisted incline running), hipótese que envolve a ontogenia pós-natal. Ao contrário das duas hipóteses usuais, que envolvem principalmente o cunho filosófico, e por vezes não são testáveis através de um método, a hipótese do WAIR é testável e aplicável (Dial et al., 2006). As aves, desde filhotes até a maturidade, apresentam uma forma de movimento para o bater de asas que é estereotipado e envolve, ainda nos filhotes, a função aerodinâmica de suas protoasas (tendo em vista que nos filhotes as asas não estão completamente desenvolvidas), incorpora movimentos simultâneos e independentes das asas e das pernas, desta forma estabelece que o bater de asas foi estabelecido para funções aerodinâmicas nos ancestrais bípedes das aves. A hipótese ontogenética explica também as mudanças no ombro das aves durante a evolução (Dial et al., 2008).

Com base em todas as informações existentes, é meio óbvio que as aves originaram a partir de dinossauros terópodes, argumentos que são reforçados com um conjunto de dados dos mais variados campos da biologia, que quando reunidos apontam para a origem Theropoda deste grupo.


Velociraptor mongoliensis (dromeossaurídeo). Dinossauro emplumado que viveu no fim do período.

A origem das aves de rapina:
Segundo os paleornitólogos, a maioria das famílias de aves não-passeriformes (isso inclui as aves de rapina) surgiram antes do final do Período Oligoceno (há cerca de 26 milhões de anos atrás). Os fósseis mais antigos dos falconídeos foram descobertos na América setentrional, datado do período Mioceno (entre 26 e 7 milhões de anos). Na Europa e na Ásia, os fósseis descobertos datam do Plioceno, que teve início a 7 milhões de anos atrás. Segundo estudos do cientista americano Charles G. Sibley, todas as aves de rapina diurnas (Accipitridae, Falconidae, Pandionidae) derivam de um ramo comum a do grupo das gaivotas, garças e cegonhas (Ordem Ciconiformes).

O conhecimento do surgimento das aves e evolução é de fundamental importância para a ciência, pois a origem desse grupo está conectada com quase que todos os aspectos biológicos das aves e pode influenciar na forma de pensar, ensinar e estudar a anatomia das aves, assim como, seu comportamento, fisiologia, ecologia e evolução (Prum, 2002; Favretto, 2009). Embora o registro fóssil de aves não seja muito completo, com as poucas informações existentes já é possível fazer uma razoável compreensão sobre a origem e evolução desse grupo.

 


• Acesse também:
Blog colecionadores de ossos
Blog brasileiro dedicado a Paleontologia e Ciências afins, em uma linguagem clara e acessível


 

Bibliografia utilizada:
Burgers, P. &  Chiappe, L.M. (1999) The wing of Archaeopteryx as a primary thrust generator. Nature 399: 60-62.

Estadão (2009). Notícias: Fóssil na China prova que pássaros evoluíram de dinossauros. Disponível em: < http://www.estadao.com.br/noticias/geral,fossil-na-china-prova-que-passaros-evoluiram-de-dinossauros,440758,0.htm >

Darwin, C.R. (1871) The descend of man, and selection  in relation  to sex. London: John Murray. 1  ed. 970 pp.

Dial, K.P., Randall, R.J. & Dial, T.R. (2006) What use is half half a wing in the ecology and evolution of birds? BioScience 56(5): 437-445.

Dial, K.P., Jackson, B.E. & Segre, P. (2008) A fundamental avian wing-stroprovides a new perspective on  the evolution of flight. Nature   451(2):985-989.

Favretto, M. A. (2009) Sobre a origem das aves (Theropoda: Aves). AO On-line Nº 150 - Julho/Agosto – Disponível em: < www.ao.com.br >

Pomarède, M. (2005) Aves são dinossauros? A polêmica continua. Atualidades Ornitológicas 128.

Pomarède, M. (2008) O erro científico do século. Tradução: Maria H. Silva. Atualidades Ornitológicas  146: 24.

Prum, R.O. (2002) Why ornithologist should care about the theropod origin of birds. The Auk  119(1): 1-17.

Prum, R.O. & BRUSH, A.H.  (2004) Which came  first,  the  feather or  the bird? Scientific American Special Edition: Dinosaur and other monsters  74-81.

Sereno, P. C. (1997). "The origin and evolution of dinosaurs". Annual Review of Earth and Planetary Sciences 25: 435–489. DOI:10.1146/annurev.earth.25.1.435.