Penas de dinossauro preservam proteínas antigas

Proteínas fósseis são componentes extremamente raros, mas são peças fundamentais para desvendar o mistério da evolução ao longo do tempo. Graças às recentes inovações tecnológicas, é possível encontrar vestígios de material biológico mesmo em situações inesperadas, como os fósseis de dinossauros e aves.

Duas proteínas específicas em particular têm chamado a atenção nesse tipo de estudo: as chamadas queratinas (mais especificamente, as α-queratinas) e as proteínas córneas (as β-queratinas), que desempenham papéis cruciais na estrutura dos tecidos orgânicos. As penas das aves modernas, desde a galinha doméstica até o grande avestruz, são ricas em proteínas beta. Essas proteínas são de grande importância, pois ajudam a fortalecer as penas para o voo, por exemplo.

Até muito recentemente, as informações sobre essas proteínas encontradas em fósseis eram bastante problemáticas, especialmente porque encontrá-las no registro fóssil parecia entrar em conflito com as evidências experimentais da degradação dessas estruturas durante a fossilização. Além disso, o modelo recente para modificação molecular da química das penas durante a transição dinossauro-ave não considera o potencial relativo de preservação de diferentes proteínas das penas.

Alteração nas proteínas durante fossilização

No entanto, pesquisadores da University College Cork (UCC), na Irlanda, fizeram uma descoberta muito interessante. Ao conduzir experimentos controlados tentando recriar o processo de fossilização, e utilizando técnicas especiais para examinar essas proteínas em fósseis, foram analisadas penas com cerca de 125 milhões de anos do dinossauro Sinornithosaurus e da ave extinta Confuciusornis, ambos da China, bem como uma pena isolada, de um animal indeterminado, com 50 milhões de anos dos EUA.

Em experimentos controlados, com uso de espectroscopia de raios-X, a nova pesquisa mostrou que as proteínas são progressivamente alteradas para hélices α com o aumento da temperatura – ou seja, ficou claro que, com o passar do tempo, essas proteínas se transformam, mudando sua forma original para algo diferente. O estudo também mostra que as penas do dinossauro Sinornithosaurus continham muitas proteínas beta, assim como as dos pássaros de hoje. Assim, o artigo revela que a composição proteica das penas modernas também estava presente nas penas dos dinossauros e das primeiras aves, confirmando que a química das penas teve origem muito antes do que se pensava.

Por fim, estudos anteriores sobre penas de dinossauros encontraram, principalmente, proteínas alfa, mas a nova pesquisa trouxe experimentos que podem explicar essa predominância como resultado da degradação de proteínas, durante o processo de fossilização. Assim, embora algumas penas fósseis preservem vestígios das proteínas beta originais, outras penas fósseis estão danificadas e contam-nos uma narrativa incompleta sobre a evolução das penas – algo que certamente será mais bem observado pelos pesquisadores daqui por diante.

Para saber mais

• Tiffany S. Slater, Nicholas P. Edwards, Samuel M. Webb, Fucheng Zhang & Maria E. McNamara (2023) Preservation of corneous β-proteins in Mesozoic feathers. Nature Ecology & Evolution (advance online publication)

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