Os detalhes da pesquisa, que utilizou métodos de imagem avançados para explorar as cavidades cranianas internas de fósseis de pterossauros e recebeu apoio parcial da National Science Foundation, foram publicados em 26 de novembro na Current Biology.

Segundo Matteo Fabbri, Ph.D., professor assistente de anatomia funcional e evolução na Johns Hopkins University School of Medicine, os achados reforçam a ideia de que os cérebros aumentados observados em aves e provavelmente em seus ancestrais não foram responsáveis por permitir que os pterossauros voltassem aos ares.

“Nosso estudo revela que os pterossauros evoluíram para o voo logo em sua existência e o fizeram com um cérebro menor, semelhante ao de dinossauros não voadores”, diz Fabbri.

Gigantes Voadores com Estrutura Cerebral Surpreendente

Fabbri descreve os pterossauros como poderosos predadores aéreos da era dos dinossauros, alcançando 227 kg em algumas espécies e com envergadura de até 9 metros. Eles são reconhecidos como os primeiros de três grandes linhagens de vertebrados (junto com aves e morcegos) que conseguiram desenvolver o voo ativo de forma independente.

Para entender como os pterossauros adquiriram essa habilidade e se seu caminho foi diferente do das aves e morcegos, a equipe examinou a história evolutiva desses répteis. Eles analisaram atentamente as mudanças na forma e no tamanho do cérebro ao longo do tempo, com foco no lobo óptico, a região ligada à visão, que está associada à capacidade de voar.

Tomografias Computadizadas Revelam Indícios de Parentes Antigos

Utilizando imagens de tomografia computacional e software especializado que permitiu a modelagem digital das estruturas do sistema nervoso fossilizadas, os pesquisadores concentraram-se no parente mais próximo do pterossauro. Este animal, conhecido como lagerpetídeo, era incapaz de voar e vivia nas árvores, tendo sido identificado por cientistas em 2016 e existindo durante o período Triássico, entre 242 e 212 milhões de anos atrás. Em 2020, outro grupo confirmou a estreita conexão evolutiva do lagerpetídeo com os pterossauros.

“O cérebro do lagerpetídeo já apresentava características ligadas à melhoria da visão, incluindo um lobo óptico aumentado, uma adaptação que pode ter ajudado seus parentes pterossauros a conquistarem os céus”, afirma Mario Bronzati, investigador da Universidade de Tübingen, na Alemanha, que é um dos autores correspondentes do estudo.

Fabbri observa que os pterossauros também tinham lobos ópticos aumentados. No entanto, ele explica que a forma e o tamanho de seus cérebros diferiam consideravelmente dos do lagerpetídeo.

“As poucas semelhanças sugerem que os pterossauros voadores, que surgiram logo após o lagerpetídeo, provavelmente adquiriram o voo de forma abrupta em sua origem”, afirma Fabbri. “Essencialmente, os cérebros dos pterossauros se transformaram rapidamente, adquirindo todas as adaptações necessárias para voar desde o início.”

Comparando o Voo de Pterossauros e Aves

Em contrapartida, acredita-se que as aves modernas tenham evoluído para o voo através de um processo mais gradual. Elas parecem ter herdado várias características importantes, incluindo a expansão do córtex cerebral, cerebelo e lobos ópticos, de ancestrais anteriores, antes de adaptarem ainda mais essas regiões para o voo, afirma Fabbri. Apoio a este modelo gradual vem de pesquisas de 2024 do laboratório da Dra. Amy Balanoff, professora assistente de anatomia funcional e evolução na Johns Hopkins Medicine, que destaca a importância da expansão do cerebelo nas origens do voo das aves. O cerebelo, localizado na parte posterior do cérebro, auxilia na regulação da coordenação muscular e outras funções.

“Qualquer informação que possa preencher os gaps sobre o que não sabemos sobre cérebros de dinossauros e aves é fundamental para compreender a evolução do voo e a evolução neurossensória dentro das linhagens de pterossauros e aves”, diz Balanoff.

Insights a partir de Cérebros Fossilizados em Diferentes Espécies

A equipe também examinou as cavidades cerebrais de crocodilianos (ancestrais dos crocodilos) e aves primitivas extintas, comparando essas estruturas com as dos pterossauros.

A análise revelou que os pterossauros possuíam hemisférios cerebrais moderadamente aumentados, uma característica comparável a outros grupos de dinossauros, incluindo os troodontídeos, dinossauros bípedes semelhantes a aves que viveram entre os períodos Jurássico Superior e Cretáceo Superior, de 163 a 66 milhões de anos atrás, e o Archaeopteryx lithographica, a ave mais antiga conhecida, que viveu entre 150,8 e 125,45 milhões de anos atrás. Essas espécies pré-históricas diferem fortemente das aves modernas, que têm cavidades cerebrais significativamente maiores.

Perspectivas para Futuras Pesquisas

Fabbri afirma que o progresso futuro dependerá de entender como a estrutura interna do cérebro, e não apenas seu tamanho e forma, possibilitou que os pterossauros alcançassem o voo. Ele explica que isso será essencial para descobrir os princípios biológicos mais amplos que governam a evolução do voo.

O apoio financeiro para esta pesquisa foi fornecido pela Alexander von Humboldt Foundation, pelo Governo Federal do Brasil, pela Paleontological Society, pela Agencia Nacional de Promoción Científica y Técnica, pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, pela União Europeia PróximoGeneration EU/PRTR, pela National Science Foundation (NSF DEB 1754596, NSF IOB-0517257, IOS-1050154, IOS-1456503) e pelo Swedish Research Council.

Além de Fabbri e Bronzati, outros cientistas que contribuíram para esta pesquisa incluem Akinobu Watanabe do New York Institute of Technology, Roger Benson do American Museum of Natural History, Rodrigo Müller da Universidade Federal de Santa Maria, Brasil, Lawrence Witmer da Universidade de Ohio, Martín Ezcurra e M. Belén von Baczko do Museu de Ciências Naturais Bernardino Rivadavia, Felipe Montefeltro da Universidade Estadual de São Paulo, Bhart-Anjan Bhullar da Universidade de Yale, Julia Desojo da Universidad Nacional de La Plata, Argentina, Fabien Knoll do Museo Nacional de Ciencias Naturales, Espanha, Max Langer da Universidade de São Paulo, Brasil, Stephan Lautenschlager da Universidade de Birmingham, Michelle Stocker e Sterling Nesbitt da Virginia Tech, Alan Turner da Stony Brook University e Ingmar Werneburg da Universidade Eberhard Karls de Tübingen.