Pesquisadores da Uerj descobrem que pulmão primitivo dos vertebrados era singular, alterando linha evolutiva anterior

15/08/202214:00

Diretoria de Comunicação da UERJ

Uma pesquisa da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj), publicada na revista científica eLife, de circulação internacional, constatou que o pulmão primitivo dos vertebrados era uma estrutura singular, e não pareada, ao contrário do que se acreditava até então. A descoberta revoluciona os estudos sobre evolução, além de poder alterar a definição atual que se tem de pulmão na literatura. O artigo “A evolução do pulmão em vertebrados e a transição para o ambiente terrestre” foi elaborado por equipe internacional liderada pela professora Camila Cupello, do Laboratório de Ictiologia Tempo e Espaço, vinculado ao Departamento de Zoologia do Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes (Ibrag) da Uerj. O objetivo do trabalho é entender a evolução pulmonar até chegar aos tetrápodes, grupo de animais com quatro membros locomotores que inclui os seres humanos. 

O estudo foi pioneiro ao explorar uma grande quantidade de animais de forma detalhada, o que possibilitou a conclusão. “A gente descobriu que o pulmão primitivo é ímpar e que o pulmão par veio depois na evolução, nos grupos que são nossos ancestrais. Então, isso seria importante para entender o processo evolutivo de saída das águas, que começou mais ou menos no Devoniano, há mais de 300 milhões de anos. O pulmão par, com mais superfície de contato, conseguiria ser mais útil do que o pulmão ímpar para fazer trocas gasosas aéreas”, explica Camila Cupello, professora visitante do Departamento de Zoologia da Uerj e Jovem Pesquisadora Fluminense da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj). 

“A evolução não é linear, não é direcionada. São coisas que acontecem ao acaso. Não estou dizendo que a duplicação do pulmão aconteceu para que os peixes pudessem sair das águas, mas facilitou”, acrescenta a professora. De acordo com a pesquisadora, os primeiros grupos de animais que ensaiaram como seria o início da vida terrestre não saíram totalmente do ambiente aquático para respirar. “Os primeiros tetrápodes que fizeram esse processo de saída das águas, provavelmente, iam para a beira do lago ou do rio, respiravam e voltavam, até que outros grupos surgiram e conseguiram sair totalmente do ambiente aquático e chegar ao que sem tem hoje”, explica. 

A análise foi feita com uma extensa série de peixes pulmonados, sendo utilizada pelo menos uma espécie de cada grupo. Como modelo para entendimento dos tetrápodes, as salamandras serviram para comparação. A pesquisa não envolveu sacrifício animal, e as peças estudadas são de museus científicos e do próprio acervo da Uerj. Como forma de preservar o material, foram feitas tomografias desde o período embrionário dos peixes até o estágio em que ocorre a respiração aérea. A maioria das imagens foi obtida por meio do Síncrotron, acelerador de partículas que faz tomografias de alta qualidade.

O experimento aconteceu em duas etapas: realização de tomografias e reconstrução tridimensional. A primeira foi feita na França e no Japão, no período de uma semana. Já a segunda fase ocorreu na Uerj, no laboratório montado com o apoio da Faperj. “Na reconstrução tridimensional, segmentamos a peça e selecionamos a área de interesse, gerando modelos 3D, como se estivéssemos dissecando virtualmente o órgão. Esse processo levou bastante tempo, pois é um trabalho minucioso”, explica a pesquisadora. O Laboratório de Ictiologia Tempo e Espaço, coordenado pelo professor Paulo Marques Machado Brito, também autor do artigo publicado na e-Life, é dedicado a pesquisas de base, cujo objetivo é contribuir para a expansão do conhecimento.

Neoceratodus forsteri: uma das espécies de peixe estudadas

Segundo a definição que se tinha até o momento, o pulmão seria um órgão ventral par. Com a redefinição sugerida pelo estudo da Uerj, o pulmão passa a ser um órgão de origem ventral e ímpar, mas que pode ter uma posição dorsal. De acordo com Camila Cupello, as descobertas mudam a visão científica sobre a origem e evolução inicial do pulmão, além de auxiliar no entendimento sobre a adaptação dos tetrápodes ancestrais à vida terrestre.

“É provável que a novidade evolutiva da natureza pareada do pulmão tenha permitido a adaptação completa à respiração aérea. A ciência pura possibilita a proposição de novos conceitos e a atualização de livros, e esse pode ser o principal benefício do nosso estudo para o público em geral”, finaliza a pesquisadora.