Os bicos das aves existem em quase todas as formas e tamanhos – desde o bico em forma de palha de um beija-flor até ao bico cortante e em forma de faca de uma águia.
No entanto, esta incrível diversidade é sustentada por uma regra matemática oculta que governa o crescimento e a forma dos bicos de quase todas as aves vivas.
Além disso, esta regra descreve mesmo a forma do bico dos antepassados mais antigos das aves — os dinossauros — de acordo com novas descobertas, agora publicadas na revista iScience.
Ao estudar os bicos à luz desta regra matemática, podemos compreender como as faces das aves e de outros dinossauros evoluíram ao longo de 200 milhões de anos. É também possível descobrir porque é que, em casos raros, estas regras podem ser quebradas.
Quando a natureza segue as regras
Encontrar regras universais em biologia é raro e difícil – parece haver poucos casos em que as leis físicas sejam tão generalizadas a todos os organismos.
Mas quando encontramos uma regra, é uma forma poderosa de explicar os padrões que vemos na natureza. A equipa descobriu anteriormente uma nova regra da biologia que explica a forma e o crescimento de muitas estruturas pontiagudas, incluindo dentes, chifres, cascos, conchas e, claro, bicos.
Esta regra matemática simples capta a forma como a largura de uma estrutura pontiaguda, como um bico, se expande da ponta para a base. Esta regra chama-se “cascata de potência”.
Após esta descoberta, ficámos muito interessados em saber como a cascata de potência poderia explicar a forma dos bicos das aves e de outros dinossauros.
Os dinossauros têm os seus bicos mais do que uma vez
A maioria dos dinossauros, como o Tyrannosaurus rex, tem um focinho robusto com dentes pontiagudos. Mas alguns dinossauros (como a ema Ornithomimus edmontonicus) não tinham dentes e tinham bicos.
Nos terópodes, o grupo de dinossauros a que pertencia o T. rex, os bicos evoluíram pelo menos seis vezes. De cada vez, os dentes foram perdidos e o focinho esticado para uma forma de bico ao longo de milhões de anos.
Mas apenas um destes impecáveis grupos de dinossauros sobreviveu à extinção em massa ocorrida há 66 milhões de anos. Estes sobreviventes acabaram por se tornar as aves atuais.
O pássaro madrugador apanha a regra
Para investigar a regra do crescimento em cascata de potência, os autores investigaram 127 espécies de terópodes e descobriram que 95% dos bicos e focinhos dos terópodes seguem esta regra.
Utilizando análises evolutivas de ponta através de modelação computacional, o estudo desmonstra que o terópode ancestral tinha muito provavelmente um focinho dentado que seguia a regra da cascata de potência.
Este facto sugere que a cascata de potência descreve o crescimento não só dos bicos e focinhos dos terópodes, mas talvez dos focinhos de todos os vertebrados: mamíferos, répteis e peixes.
Os seguidores e os infratores das regras
Depois de sobreviverem à extinção em massa, as aves passaram por um período de mudanças incríveis. Atualmente, as aves vivem em todo o mundo e os seus bicos estão adaptados a cada lugar de formas muito especiais.
Vemos formas de bico para comer fruta, apanhar insetos, perfurar e rasgar carne e até beber néctar. A maioria segue a regra de crescimento em cascata de potência.
Embora raras, algumas aves violam as regras. Uma delas é o colhereiro da Eurásia, cuja forma de bico altamente especializada o ajuda a peneirar a lama para capturar vida aquática. Talvez o seu estilo de alimentação único o tenha levado a quebrar esta regra comum.
Os infratores da regra realçam ainda mais o quão informativa é a cascata de potência. A maioria dos bicos das aves cresce de acordo com a regra, e esses bicos podem satisfazer a maioria dos estilos de alimentação.
Mas, ocasionalmente, as aves mais estranhas, como o colhereiro, quebram a regra de crescimento em cascata de potência a para apanhar as suas “minhocas” especiais.
Agora que sabemos que a maioria dos bicos das aves e dos dinossauros segue a cascata de potência, o próximo grande passo da investigação é estudar a forma como os bicos das aves crescem desde o pinto até ao adulto.
Se a cascata de potência é realmente uma regra de crescimento fundamental nos bicos das aves, podemos esperar encontrá-la escondida em muitas outras formas na árvore da vida.
ZAP // The Conversation
