O sistema sinusal bem desenvolvido no urso de caverna agora extinto (canto superior esquerdo) está associado a distribuições desiguais de estresse mecânico em simulações de mordidas (canto inferior esquerdo) realizadas na UB. O sistema sinusal muito menos desenvolvido em ursos vivos, por exemplo, o sol ou o urso-de-mel, (canto superior direito) permite que o estresse mecânico seja distribuído uniformemente pela região da testa, como visto na simulação de morder (canto inferior direito). Crédito: Alejandro Pérez-Ramos Um estudo publicado no Science Advances em 1º de abril revela uma nova hipótese que pode explicar por que os ursos das cavernas européias foram extintos durante os períodos anteriores das mudanças climáticas. A pesquisa foi motivada por controvérsias na literatura científica sobre o que o animal (Ursus spelaeus) comeu e como isso afetou sua morte. A nova hipótese emergiu, em parte, de análises computacionais e simulações de mordidas por computador realizadas no laboratório de Jack Tseng, Ph.D., professor assistente de patologia e ciências anatômicas na Faculdade de Medicina Jacobs e Ciências Biomédicas da Universidade de Buffalo. Tseng é co-autor do artigo com os autores correspondentes Borja Figueirido, Ph.D., e Alejandro Pérez-Ramos, Ph.D., seu doutorado e primeiro autor, ambos do Departamento de Ecologia e Geologia da Universidade de Málaga, Espanha. Dilema alimentar Os ursos das cavernas eram uma espécie de urso (Ursus spelaeus) que viveu na Europa e na Ásia que foi extinta há cerca de 24.000 anos atrás. Segundo Figueirido, os pesquisadores propuseram dietas diferentes para os ursos das cavernas, variando de herbivoria pura a carnívora ou até mesmo de eliminação. “Conhecer o comportamento alimentar do urso da caverna não é um aspecto trivial”, disse ele. “O comportamento alimentar está intimamente relacionado ao seu declínio e extinção”. Ele observou que duas hipóteses principais, não necessariamente exclusivas, foram propostas para explicar a extinção dos ursos-cavernas: um declínio causado pelo homem, seja pela competição por recursos ou pela caça direta; ou um declínio substancial no tamanho da população como resultado do resfriamento climático que ocorreu durante o final do Pleistoceno, que causou a diminuição da vegetação. Pesquisas anteriores mostram que os ursos das cavernas eram principalmente herbívoros há pelo menos 100.000 a 20.000 anos atrás. Mas mesmo durante os períodos de resfriamento, quando a produtividade da vegetação diminuía, esses ursos não mudavam suas dietas. Os pesquisadores propõem que essa inflexibilidade alimentar, combinada à competição por abrigos de cavernas por seres humanos, é o que levou à sua extinção. Para descobrir se havia explicações biomecânicas por trás de suas dietas inflexíveis, o que significa que os ursos não eram fisicamente capazes de ajustar suas dietas efetivamente durante períodos de recursos vegetais limitados, os pesquisadores analisaram simulações tridimensionais em computador de diferentes cenários de alimentação. A adaptação dos seios nas cavernas aos longos períodos de hibernação restringe sua flexibilidade alimentar. Crédito: Dr. Alejandro Pérez-Ramos. Área de Paleontologia, Departamento de Ecologia e Geologia, Faculdade de Ciências, Universidade de Málaga Eles estavam especialmente interessados nos seios dos ursos porque os grandes seios paranasais permitem maior controle metabólico, crítico para a sobrevivência durante a hibernação. “Nosso estudo propõe que o resfriamento climático provavelmente forçou a seleção de seios altamente desenvolvidos”, o que por sua vez levou ao aparecimento do característico crânio abobadado da linhagem de ursos das cavernas “”, disse Alejandro Pérez-Ramos. Tseng explicou que, quando o sistema sinusal se expande, o ato de mastigar pode causar mais ou menos pressão no crânio. Tanto em humanos quanto em ursos, o sistema sinusal alivia o peso do rosto, reduzindo a quantidade de tecido ósseo necessário para o crescimento do crânio. “Mecanicamente falando, ser ‘tonto’ pode não ser uma coisa ruim, porque mais osso significa mais força estrutural”, disse ele. “No entanto, nossas descobertas apóiam a interpretação de que os requisitos para o funcionamento do sistema sinusal em ursos de caverna exigiam uma troca entre desenvolvimento sinusal e força do crânio”. Tseng e Pérez-Ramos, que passaram três meses na UB para aprender o procedimento, usaram uma metodologia de simulação biomecânica para estimar as tensões e tensões de morder em diferentes espécies de ursos e modelos diferentes deles. Os espécimes de caveira de urso usados eram de várias instituições européias, onde foram realizadas tomografias, bem como o repositório científico, também conhecido como biblioteca de morfologia digital, da Universidade do Texas em Austin. Eles descobriram que o desenvolvimento de seios paranasais nos ursos das cavernas fazia com que o domo craniano se expandisse para cima e para trás a partir da testa, alterando a geometria do crânio do urso. “Essa mudança geométrica gerou uma forma craniana mecanicamente subótima, com uma eficiência muito baixa para dissipar o estresse ao longo do crânio, principalmente ao morder os caninos ou carnassiais, os dentes mais frequentemente usados por mamíferos predadores”, disse Pérez-Ramos. Quando o sistema sinusal se expande, explicou Tseng, resulta em redução óssea em relação ao tamanho do crânio e, portanto, menos suporte estrutural para resistir às forças físicas geradas pela mastigação. Embora outros mamíferos com seios expandidos, como as hienas, pareçam ter evolutivamente modificado sua forma do crânio para lidar efetivamente com a diminuição do suporte estrutural, os crânios de ursos de caverna mostraram capacidade biomecânica comprometida em comparação com espécies vivas de ursos. “Através do uso de novas técnicas e métodos virtuais, como simulações biomecânicas em cada dente e o estudo anatômico interno comparativo dos seios paranasais, propomos que seios grandes provavelmente foram selecionados em ursos de caverna, a fim de poder hibernar por períodos mais longos. com custos metabólicos muito baixos “, afirmou Pérez-Ramos. Em última análise, porém, essa troca pode ter resultado na extinção das espécies, uma descoberta que também tem relevância para os seres humanos, disse Tseng. “Ser capaz de permanecer vivo durante os períodos mais frios teria sido igualmente importante para os humanos e para os animais”, disse ele. “O sucesso ou o desaparecimento da megafauna pré-histórica, como os ursos das cavernas, fornece pistas cruciais sobre como os seres humanos podem ter competido e sobreviver a outros grandes mamíferos durante um período crítico para a evolução de nossa própria espécie”. Mais Informações: A. Pérez-Ramos el al., “Simulações biomecânicas revelam uma troca entre adaptação ao clima glacial e versatilidade de nicho alimentar em ursos de cavernas europeus”, Science Advances (2020). advances.sciencemag.org/content/6/14/eaay9462 Citação: A adaptação evolutiva ajudou os ursos das cavernas a hibernarem, mas pode ter causado a extinção (2020, 1º de abril) consultado em 3 de abril de 2020 https://phys.org/news/2020-04-evolutionary-cave-hibernate-extinction.html Este documento está sujeito a direitos autorais. Além de qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma parte pode ser reproduzida sem a permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.