Fóssil vivo - Living fossil

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Os celacantos foram considerados extintos há 66  milhões de anos , até que um espécime vivo pertencente à ordem foi descoberto em 1938.

Um fóssil vivo é um táxon existente que cosmeticamente se assemelha a espécies ancestrais conhecidas apenas pelo registro fóssil. Para ser considerado um fóssil vivo, a espécie fóssil deve ser antiga em relação à época de origem do clado existente . Fósseis vivos geralmente são de linhagens pobres em espécies, mas não precisam ser. Embora o plano corporal de um fóssil vivo permaneça superficialmente semelhante, ele nunca é a mesma espécie dos ancestrais remotos aos quais se assemelha, porque a deriva genética inevitavelmente mudaria sua estrutura cromossômica.

Fósseis vivos exibem estase (também chamada de "bradytely") em escalas de tempo geologicamente longas. A literatura popular pode afirmar erroneamente que um "fóssil vivo" não sofreu nenhuma evolução significativa desde os tempos dos fósseis, praticamente sem evolução molecular ou mudanças morfológicas . As investigações científicas desacreditaram repetidamente essas afirmações.

As mudanças superficiais mínimas nos fósseis vivos são erroneamente declaradas como ausência de evolução, mas são exemplos de seleção estabilizadora , que é um processo evolutivo - e talvez o processo dominante da evolução morfológica .

Características

Fósseis e ginkgos vivos
Folhas fósseis de ginkgo com 170 milhões de anos
Planta viva de Ginkgo biloba

Os fósseis vivos têm duas características principais, embora alguns tenham uma terceira:

  1. Organismos vivos que são membros de um táxon que permaneceu reconhecível no registro fóssil por um período de tempo incomumente longo.
  2. Eles mostram pouca divergência morfológica, seja entre os primeiros membros da linhagem ou entre as espécies existentes .
  3. Eles tendem a ter pouca diversidade taxonômica.

Os dois primeiros são necessários para o reconhecimento como status de fóssil vivo ; alguns autores também exigem o terceiro, outros apenas o observam como um traço frequente.

Esses critérios não são bem definidos nem claramente quantificáveis, mas os métodos modernos de análise da dinâmica evolutiva podem documentar o ritmo distinto de estase. Linhagens que exibem estase em escalas de tempo muito curtas não são consideradas fósseis vivos; o que está mal definido é a escala de tempo em que a morfologia deve persistir para que aquela linhagem seja reconhecida como um fóssil vivo.

O termo "fóssil vivo" é muito mal compreendido na mídia popular em particular, na qual é freqüentemente usado sem sentido. Na literatura profissional, a expressão raramente aparece e deve ser usada com muito mais cautela, embora tenha sido usada de forma inconsistente.

Um exemplo de conceito que poderia ser confundido com "fóssil vivo" é o de " táxon de Lázaro ", mas os dois não são equivalentes; um táxon de Lázaro (seja uma única espécie ou um grupo de espécies relacionadas ) é aquele que reaparece repentinamente, seja no registro fóssil ou na natureza, como se o fóssil tivesse "voltado à vida". Em contraste com "taxa de Lazarus", um fóssil vivo na maioria dos sentidos é uma espécie ou linhagem que sofreu excepcionalmente pouca mudança ao longo de um longo registro fóssil, dando a impressão de que o táxon existente permaneceu idêntico durante todo o período fóssil e moderno. Porém, devido à inevitabilidade matemática da deriva genética, o DNA das espécies modernas é necessariamente diferente daquele de seu ancestral distante e de aparência semelhante. Eles quase certamente não seriam capazes de se reproduzir e não são a mesma espécie.

O tempo médio de renovação das espécies , ou seja, o tempo entre o momento em que uma espécie se estabelece pela primeira vez e quando finalmente desaparece, varia amplamente entre os filos , mas em média cerca de 2–3 milhões de anos. Um táxon vivo que há muito se pensava estar extinto poderia ser chamado de táxon Lázaro, uma vez que se descobrisse que ainda existe. Um exemplo dramático foi a ordem Coelacanthiformes , da qual o gênero Latimeria existia em 1938. Sobre isso há pouco debate - no entanto, se Latimeria se assemelha aos primeiros membros de sua linhagem o suficiente para ser considerado um fóssil vivo, bem como um O táxon de Lázaro foi negado por alguns autores nos últimos anos.

Os celacantos desapareceram do registro fóssil há cerca de 80 milhões de anos ( cretáceo superior ) e, na medida em que exibem baixas taxas de evolução morfológica, as espécies existentes se qualificam como fósseis vivos. Deve-se enfatizar que este critério reflete evidência fóssil e é totalmente independente de os táxons terem sido sujeitos à seleção, o que todas as populações vivas continuamente estão, quer permaneçam geneticamente inalteradas ou não.

Essa aparente estase, por sua vez, dá origem a uma grande confusão - por um lado, o registro fóssil raramente preserva muito mais do que a morfologia geral de um espécime. Determinar muito sobre sua fisiologia raramente é possível; nem mesmo os exemplos mais dramáticos de fósseis vivos podem ficar sem mudanças, não importa quão persistentemente constantes seus fósseis e os espécimes existentes possam parecer. Determinar muito sobre o DNA não codificador dificilmente é possível, mas mesmo se uma espécie fosse hipoteticamente inalterada em sua fisiologia, é de se esperar, pela própria natureza dos processos reprodutivos, que suas mudanças genômicas não funcionais continuariam em mais ou - taxas padrão menos. Conseqüentemente, uma linhagem fóssil com morfologia aparentemente constante não precisa implicar fisiologia igualmente constante , e certamente não implica qualquer cessação dos processos evolutivos básicos, como seleção natural, nem redução na taxa usual de mudança do DNA não codificador.

Alguns fósseis vivos são táxons conhecidos a partir de fósseis paleontológicos antes da descoberta de representantes vivos. Os exemplos mais famosos disso são:

Todos os itens acima incluem táxons que originalmente foram descritos como fósseis, mas agora são conhecidos por incluir espécies ainda existentes.

Outros exemplos de fósseis vivos são espécies vivas únicas que não têm parentes vivos próximos, mas são sobreviventes de grupos grandes e difundidos no registro fóssil. Por exemplo:

Todos estes foram descritos a partir de fósseis antes de serem encontrados vivos.

O fato de um fóssil vivo ser um representante sobrevivente de uma linhagem arcaica não implica que ele deva reter todas as características "primitivas" ( plesiomorfias ) de sua linhagem ancestral. Embora seja comum dizer que fósseis vivos exibem "estase morfológica", a estase, na literatura científica, não significa que alguma espécie seja estritamente idêntica a seu ancestral, muito menos ancestrais remotos.

Alguns fósseis vivos são remanescentes de linhagens anteriormente diversas e morfologicamente variadas, mas nem todos os sobreviventes de linhagens antigas são necessariamente considerados fósseis vivos. Veja, por exemplo, os oxpeckers excepcionalmente e altamente autapomórficos , que parecem ser os únicos sobreviventes de uma linhagem antiga relacionada aos estorninhos e pássaros mockingbirds .

Evolução e fósseis vivos

O termo fóssil vivo é geralmente reservado para espécies ou clados maiores que são excepcionais por sua falta de diversidade morfológica e seu conservadorismo excepcional, e várias hipóteses poderiam explicar a estase morfológica em uma escala de tempo geologicamente longa. As primeiras análises das taxas evolutivas enfatizaram a persistência de um táxon ao invés das taxas de mudança evolutiva. Os estudos contemporâneos, em vez disso, analisam as taxas e modos de evolução fenotípica, mas a maioria tem se concentrado em clados que são considerados radiações adaptativas, e não naqueles considerados fósseis vivos. Assim, muito pouco se sabe atualmente sobre os mecanismos evolutivos que produzem fósseis vivos ou quão comuns eles podem ser. Alguns estudos recentes documentaram taxas excepcionalmente baixas de evolução ecológica e fenotípica, apesar da rápida especiação. Isso foi denominado "radiação não adaptativa", referindo-se à diversificação não acompanhada pela adaptação em vários nichos significativamente diferentes. Essas radiações são a explicação para grupos morfologicamente conservadores. A adaptação persistente dentro de uma zona adaptativa é uma explicação comum para a estase morfológica. O assunto das taxas evolutivas muito baixas, no entanto, tem recebido muito menos atenção na literatura recente do que as altas taxas.

Não se espera que fósseis vivos exibam taxas excepcionalmente baixas de evolução molecular, e alguns estudos mostraram que não. Por exemplo, no camarão girino ( Triops ), um artigo observa: "Nosso trabalho mostra que organismos com planos corporais conservadores estão constantemente se irradiando e, presumivelmente, se adaptando a novas condições ... Eu seria a favor de retirar o termo 'fóssil vivo' por completo , pois geralmente é enganoso. "

A questão levantada por vários estudos recentes apontou que o conservadorismo morfológico dos celacantos não é sustentado por dados paleontológicos. Além disso, foi demonstrado recentemente que estudos concluindo que uma taxa lenta de evolução molecular está ligada ao conservadorismo morfológico em celacantos são influenciados pela hipótese a priori de que essas espécies são 'fósseis vivos'. Consequentemente, a hipótese de estase do genoma é desafiada pela descoberta recente de que o genoma das duas espécies de coelacanto L. chalumnae e L. menadoensis contém múltiplas inserções específicas da espécie, indicando atividade recente do elemento transponível e contribuição para a divergência do genoma pós-especiação. Esses estudos, no entanto, desafiam apenas a hipótese de estase do genoma, não a hipótese de taxas excepcionalmente baixas de evolução fenotípica.

História

O termo foi cunhado por Charles Darwin em seu On the Origin of Species de 1859, ao discutir Ornithorhynchus (o ornitorrinco) e Lepidosiren (o peixe pulmonado sul-americano):

... Todas as bacias de água doce, juntas, constituem uma pequena área em comparação com a do mar ou da terra; e, conseqüentemente, a competição entre as produções de água doce terá sido menos severa do que em outros lugares; novas formas terão sido formadas mais lentamente e as formas antigas serão exterminadas mais lentamente. E é na água doce que encontramos sete gêneros de peixes ganóides, resquícios de uma ordem outrora preponderante: e na água doce encontramos algumas das formas mais anômalas hoje conhecidas no mundo, como o Ornithorhynchus e o Lepidosiren , que, como fósseis , conectam até certo ponto ordens agora amplamente separadas na escala natural. Essas formas anômalas quase podem ser chamadas de fósseis vivos; eles têm resistido até os dias de hoje, por terem habitado uma área confinada e, portanto, ter sido expostos a uma competição menos severa.

Outras definições

Duradouro

Os musaranhos-elefante assemelham-se ao extinto Leptictidium do Eoceno na Europa.

Um táxon vivo que viveu uma grande parte do tempo geológico .

O peixe pulmonado de Queensland ( Neoceratodus fosteri ) é um exemplo de organismo que atende a esse critério. Fósseis idênticos ao peixe pulmonado moderno de Queensland foram datados em mais de 100 milhões. O peixe pulmonado moderno de Queensland existe como espécie há quase 30 milhões de anos. O tubarão-enfermeiro contemporâneo , uma espécie ameaçada existe há mais de 112 milhões de anos, tornando esta espécie uma das mais antigas, senão mesmo a mais antiga espécie de vertebrados existentes.

Assemelha-se a espécies antigas

Um táxon vivo morfologicamente e / ou fisiologicamente semelhante a um táxon fóssil por uma grande parte do tempo geológico (estase morfológica).

Retém muitos traços antigos

Aranhas de alçapão mais primitivas , como esta fêmea de Liphistius sp., Têm placas segmentadas na superfície dorsal do abdômen e cefalotórax, um caráter compartilhado com escorpiões, tornando provável que depois que as aranhas divergiram dos escorpiões, o ancestral único mais antigo do alçapão espécie foi a primeira a se separar da linhagem que contém todas as outras aranhas existentes .

Um táxon vivo com muitas características consideradas primitivas.

Esta é uma definição mais neutra. No entanto, não deixa claro se o táxon é realmente antigo ou simplesmente tem muitas plesiomorfias. Observe que, como mencionado acima, o inverso pode ser válido para táxons fósseis vivos verdadeiros; isto é, eles podem possuir muitas características derivadas ( autapomorfias ) e não ser particularmente "primitivos" na aparência.

População relicta

Qualquer uma das três definições acima, mas também com uma distribuição de relíquias em refúgios .

Alguns paleontólogos acreditam que fósseis vivos com grandes distribuições (como Triops cancriformis ) não são fósseis vivos reais. No caso do Triops cancriformis (que viveu desde o Triássico até agora), os espécimes do Triássico perderam a maioria de seus apêndices (a maioria apenas carapaças permanecem), e eles não foram examinados minuciosamente desde 1938.

Baixa diversidade

Qualquer uma das três primeiras definições, mas o clado também tem uma diversidade taxonômica baixa (linhagens de baixa diversidade).

Oxpeckers são morfologicamente semelhantes aos estorninhos devido a plesiomorfias compartilhadas, mas são adaptados exclusivamente para se alimentar de parasitas e sangue de grandes mamíferos terrestres, o que sempre obscureceu suas relações. Esta linhagem faz parte de uma radiação que inclui Sturnidae e Mimidae , mas parece ser o mais antigo desses grupos. A biogeografia sugere fortemente que os oxpeckers se originaram no leste da Ásia e só mais tarde chegaram à África, onde agora têm uma distribuição de relíquias.

As duas espécies vivas, portanto, parecem representar uma linhagem inteiramente extinta e (como diz a Passerida ) bastante antiga, tão certo quanto isso pode ser dito na ausência de fósseis reais. Esta última provavelmente se deve ao fato de que a linhagem do pica-boi nunca ocorreu em áreas onde as condições eram boas para fossilização de ossos de pequenos pássaros, mas é claro que fósseis de pica-bois ancestrais podem um dia aparecer permitindo que essa teoria seja testada.

Definição operacional

Uma definição operacional foi proposta em 2017, onde uma linhagem 'fóssil viva' tem uma taxa lenta de evolução e ocorre perto do meio da variação morfológica (o centróide do morfospaço) entre táxons relacionados (ou seja, uma espécie é morfologicamente conservadora entre parentes). A precisão científica das análises morfométricas usadas para classificar tuatara como um fóssil vivo sob esta definição foram criticadas no entanto, o que levou a uma refutação dos autores originais.

Exemplos

Alguns deles são informalmente conhecidos como "fósseis vivos".

Os ginkgos não só existem há muito tempo, mas também têm uma longa vida útil, alguns com mais de 2.500 anos. Seis espécimes sobreviveram ao bombardeio atômico de Hiroshima , a 1 a 2 quilômetros do marco zero . Eles ainda vivem lá hoje.
As samambaias eram o grupo de plantas dominante no período Jurássico , com algumas espécies, como Osmunda claytoniana , mantendo a estase evolutiva por pelo menos 180 milhões de anos.

Bactérias

  • Cianobactérias - os fósseis vivos mais antigos, surgindo há 3,5 bilhões de anos. Eles existem como uma única bactéria, mas na maioria das vezes são descritos como estromatólitos , rochas artificiais produzidas por resíduos de cianobactérias.

Protistas

Plantas

Fungi

Animais

As equidnas são um dos poucos mamíferos a botar ovos.
Vertebrados
Os cigarrinhas nascem com duas garras visíveis em suas asas, mas as garras caem quando os pássaros atingem a maturidade.
Os crocodilianos sobreviveram ao evento de extinção K – Pg que matou os dinossauros não-aviários.
Tuataras são répteis, mas mantêm características mais primitivas do que lagartos e cobras.
O tubarão goblin é o único representante existente da família Mitsukurinidae , uma linhagem com cerca de 125 milhões de anos ( início do Cretáceo ).
Nautilus retém a concha espiral externa que seus outros parentes perderam.
Com poucas mudanças nos últimos 450 milhões de anos, os caranguejos-ferradura aparecem como fósseis vivos.
Invertebrados

Veja também

Referências

links externos