Estrutura em treliça na cauda ajudou os pterossauros a voar antes de aves e morcegos

O segredo de os pterossauros terem conquistado o voo muito antes de aves e morcegos dominarem os céus não foi a presença de penas nem, por si só, ossos ocos.

Essas características terão certamente ajudado, mas um novo trabalho indica que uma estrutura em forma de treliça impedia que as caudas, largas na extremidade, tremulassem como bandeiras ao vento e, ao endurecer a vela caudal, ajudava estes répteis voadores a orientar-se no ar.

Os pterossauros começaram a voar com batimento de asas há cerca de 215 milhões de anos, tornando-se os primeiros vertebrados a fazê-lo. Apesar de terem surgido com dimensões modestas, o grupo viria a incluir alguns dos maiores animais voadores de toda a história da Terra.

Tal como as aves, tinham penas - mas não eram aves, nem eram morcegos. E embora tenham vivido e desaparecido lado a lado com os dinossauros, também não eram dinossauros: eram parentes próximos, que evoluíram a partir de criaturas eretas, semelhantes a coelhos, num ramo separado da árvore evolutiva dos répteis.

Voo inicial dos pterossauros: por que a vela caudal pode ter sido decisiva

O que terá permitido aos primeiros pterossauros ganhar vantagem na corrida evolutiva pelo voo entre vertebrados? Durante muito tempo, não existiu uma resposta convincente. Um estudo recente - ainda sem revisão por pares - propõe que a chave estava na rigidez da vela caudal, geralmente com forma de losango largo e há muito encarada como um auxílio de direção.

Os pterossauros são relativamente raros no registo fóssil porque os seus ossos finos e ocos - ideais para voar - degradam-se facilmente com a passagem do tempo. Vestígios de tecidos moles são ainda mais incomuns, já que pele, órgãos e tecido conjuntivo se desintegram muito mais depressa do que o osso.

Por isso, encontrar mesmo apenas alguns pterossauros preservados ao ponto de manterem detalhes de uma vela caudal fina e de tecido mole é, por si só, algo extraordinário.

Quatro fósseis excecionais e a fluorescência estimulada por laser

A paleontóloga Natalia Jagielska, da Universidade de Edimburgo, e os seus colegas analisaram mais de 100 fósseis de pterossauros guardados em várias coleções de museus. O objetivo era identificar espécimes em que ainda existissem estruturas de tecido mole. No final, isolaram quatro “espécimes excecionais” que brilhavam em tons de rosa e branco sob luz ultravioleta, um sinal de que essas estruturas tinham sido preservadas.

No preprint, partilhado no servidor de pré-publicações bioRxiv, a equipa escreve: “Manter a rigidez na [cauda] da vela teria sido crucial no voo dos primeiros pterossauros, mas a forma como isso era alcançado tem sido pouco clara, sobretudo porque as velas foram perdidas em pterossauros posteriores e estão ausentes em aves e morcegos.”

Ao recorrerem a uma técnica de imagiologia chamada fluorescência estimulada por laser, os investigadores detetaram pormenores anatómicos escondidos nas velas caudais: hastes grossas e verticais projetadas a partir do osso central da cauda, entrelaçadas com fibras mais finas, formando uma treliça cruzada. Essa arquitetura evitava que a vela caudal se deformasse, diminuía o arrasto e contribuía para estabilizar o voo.

O paleontólogo Jamale Ijouiher, que não participou no estudo, comentou na plataforma X (antigo Twitter): “A vela era rigidificada por uma estrutura em treliça semelhante a hastes, o que oferecia maior estabilização e controlo durante o voo.”

Os autores lembram, contudo, que as velas caudais - tal como os próprios pterossauros - variam muito de tamanho. Além disso, esta análise incidiu apenas em quatro fósseis de pterossauros Rhamphorhynchus de cauda longa. Ainda assim, consideram que estes espécimes permitem inferir aspetos relevantes sobre a evolução destas estruturas.

Origem evolutiva da vela caudal e outras estruturas de voo

A equipa sublinha que os novos dados sobre tecido mole também ajudam a compreender como a própria vela caudal terá surgido. Como escrevem Jagielska e colegas: “A treliça cruzada reconhecida neste estudo sugere que a vela caudal dos primeiros pterossauros se desenvolveu a partir de uma única estrutura contínua, em vez de uma estrutura combinada de escamas ou revestimentos semelhantes a penas.”

A imagiologia levou ainda os investigadores a deduzirem que as velas caudais provavelmente incluíam “pregas carnudas” na extremidade e que poderiam ter-se desenvolvido de forma semelhante às barbatanas caudais de cetáceos, que ajudam baleias e golfinhos a deslizar na água.

Para além da cauda, outra parte do corpo considerada importante para o voo dos pterossauros é um tendão chamado propatágio, que se estende ao longo do bordo de ataque da asa e liga as articulações equivalentes ao nosso punho e ao ombro. Acredita-se que tenha desempenhado um papel no controlo da descolagem e da aterragem, ao alterar o modo como o ar flui sobre a superfície superior de cada asa.

Ainda assim, aves e morcegos atuais também apresentam um propatágio em cada asa, pelo que esta não seria uma característica distintiva como a vela caudal, em forma de remo, dos pterossauros.

O trabalho foi colocado no bioRxiv antes da revisão por pares.