Como os cascos das tartarugas evoluíram... duas vezes

Os cascos das tartarugas modernas são quase tão diversos quanto as próprias tartarugas. As tartarugas-marinhas têm cascos mais achatados e leves para deslizar na água. As tartarugas-terrestres têm cascos abobadados que podem escapar das mandíbulas dos predadores. As tartarugas-de-couro têm cascos sem o anel ósseo ao redor da borda. No entanto existe um mito estendido que algumas tartarugas podem abandonar suas carapaças. Isso não é verdade: o casco de uma tartaruga é parte integrante do seu corpo, permanentemente fundido à sua coluna vertebral e caixa torácica.

Não é uma armadura removível como o casco de um caranguejo-eremita. O casco é uma estrutura óssea que cresce com a tartaruga, e removê-lo causaria ferimentos graves ou morte.

À medida que a tartaruga cresce, seu casco também cresce. As placas do casco (escudos) na superfície podem se desprender, mas a estrutura óssea subjacente não se desprende. Então, como o casco evoluiu?

Conheça Odontochelys semitestacea. Esta pequena criatura que passava os dias chapinhando em pântanos do Triássico Superior com uma série de outros répteis. Sob a superfície, encontrava-se sua melhor defesa contra ataques: uma carapaça dura dentro de sua barriga.

A i>Odontochelys semitestacea era um ancestral antigo da tartaruga. Seu corpo semi-cascado ilustra um ponto importante sobre a tartaruga moderna: ela, na verdade, possuía dois cascos que se desenvolviam totalmente separados enquanto a tartaruga ainda era um embrião.

Ambas eram extensões do esqueleto do animal e, juntas, eram compostas por quase 60 ossos. Assim como outros embriões, os embriões de tartaruga são feitos de células indiferenciadas que se tornam tipos celulares específicos e, em seguida, órgãos e tecidos, por meio da atividade genética e da comunicação entre as células.

A princípio, os embriões de tartaruga se parecem muito com os de outros répteis, aves e mamíferos, exceto por uma protuberância de células chamada crista carapacial, que se expande ao redor do corpo, entre o pescoço e a região lombar, criando um formato de disco.

Ela guia a formação da parte superior do casco da tartaruga, chamada carapaça, provavelmente atraindo as células que se tornarão costelas. Em vez de se curvarem para baixo para formar uma caixa torácica regular, as costelas se movem para fora, em direção à crista carapacial.

Elas então secretam uma proteína sinalizadora que converte as células circundantes em células formadoras de ossos. Esses cinquenta ossos crescem até se encontrarem e se conectarem com suturas.

Um anel ósseo solidifica as bordas da carapaça. A camada externa de células da pele produz as escamas, conhecidas como escudos, que recobrem a carapaça. O desenvolvimento da metade inferior do casco, o plastrão, é impulsionado pelas células da crista neural, que podem produzir uma variedade de tipos celulares, incluindo neurônios, cartilagem e osso.

Um espesso escudo dessas células se espalha pela barriga, reunindo-se em regiões que produzem nove ossos em forma de placa. Eventualmente, estes se conectam à carapaça por suturas. O casco de uma tartaruga tem vantagens óbvias na proteção contra predadores, mas o revestimento rígido também apresenta alguns desafios. À medida que a tartaruga cresce, as suturas entre os ossos da carapaça e o plastrão se expandem.

A maioria dos mamíferos e répteis conta com uma caixa torácica flexível que se expande para permitir a respiração, mas as tartarugas usam músculos abdominais presos ao casco: um para inspirar e outro para expirar. Então, como o casco evoluiu? Embora ainda existam lacunas no registro fóssil, o primeiro passo parece ter sido o espessamento das costelas.

O ancestral mais antigo conhecido da tartaruga, uma criatura chamada Eunotosaurus africanus, viveu há 260 milhões de anos e não se parecia em nada com uma tartaruga moderna, mas possuía um conjunto de costelas largas e planas que ancoravam os músculos de seus poderosos antebraços. O Eunotosaurus era provavelmente uma criatura escavadora, cavando tocas para si no que hoje é o sul da África.

A i>Odontochelys semitestacea ilustra outro passo posterior na evolução das tartarugas, com costelas grossas como as do Eunotosaurus, além de uma placa abdominal para proteção. Nossa primeira evidência fóssil do casco completo característico das tartarugas modernas tem cerca de 210 milhões de anos e pertence a uma espécie chamada Proganochelys quenstedti, cujas costelas se fundiram.

Ele conseguia se mover entre a água e a terra. Ao contrário das tartarugas modernas, ele não conseguia retrair a cabeça para dentro do casco, mas possuía espinhos defensivos no pescoço. Os cascos das tartarugas modernas são quase tão diversos quanto as próprias tartarugas. As tartarugas marinhas têm cascos mais achatados e leves para um deslizamento aerodinâmico na água.

As tartarugas terrestres, por sua vez, possuem cascos abobadados que podem se soltar das mandíbulas dos predadores e ajudá-los a virar para o lado direito caso caiam de costas. As tartarugas de couro e de casco mole têm cascos sem o anel de osso ao redor da borda da carapaça ou as placas duras que a cobrem, o que facilita a passagem por espaços apertados.