Mais de 99% das aves podem voar, mas algumas espécies evoluíram para não voar, incluindo pinguins, avestruzes e kiwis. Num novo estudo publicado na revista Evolution, os investigadores compararam as penas e os corpos de diferentes espécies de aves que não voam e dos seus parentes mais próximos que ainda conseguem voar.
Os investigadores conseguiram determinar quais as caraterísticas que mudam primeiro quando as aves evoluem para a ausência de voo e quais as que demoram mais tempo a ser alteradas pela evolução. Estas descobertas ajudam a esclarecer a evolução de caraterísticas complexas que perdem a sua função original e podem mesmo ajudar a revelar quais as aves fósseis que não voavam.
Todas as que não voam atualmente evoluíram a partir de antepassados que podiam voar e que mais tarde perderam essa capacidade. “Passar de algo que não voa para algo que voa é um grande desafio de engenharia, mas passar de algo que voa para algo que não voa é bastante fácil”, afirma Evan Saitta, investigador associado do Field Museum em Chicago e principal autor do artigo.
Penas de avestruz nas coleções do Field Museum. Foto: Museu Field, Kate Golembiewski
Em geral, há duas razões comuns para as aves desenvolverem a ausência de voo. Quando aterram numa ilha onde não há predadores (incluindo mamíferos) que as caçariam ou lhes roubariam os ovos, por vezes instalam-se aí e adaptam-se gradualmente à vida no solo. Uma vez que não sofrem pressão evolutiva para se manterem em forma de voo, perdem gradualmente algumas das caraterísticas dos seus esqueletos e penas que as ajudam a voar.
Entretanto, o corpo de algumas aves altera-se quando desenvolvem estilos de vida semi-aquáticos. Os pinguins, por exemplo, não podem voar, mas nadam de uma forma que é semelhante a “voar debaixo de água”. As suas penas e esqueletos mudaram em conformidade.
Saitta é um paleontólogo que estuda frequentemente os dinossauros não aviários (os ramos da árvore genealógica dos dinossauros que não incluem as aves modernas). No entanto, quando chegou ao Museu Field para uma bolsa de pós-doutoramento, ficou impressionado com a colecção de mais de meio milhão de aves.
De repente, tive acesso a todas estas aves modernas e isso fez-me pensar: “O que acontece quando uma perde a capacidade de voar?”, diz Saitta. “E como não sou ornitólogo, fui lá e medi o máximo de caraterísticas do maior número possível de penas diferentes. Nesse sentido, foi um estudo altamente exploratório”.
Saitta examinou as peles preservadas de trinta espécies de aves que não voam e dos seus parentes mais próximos que voam e mediu uma variedade de penas das aves, incluindo as estruturas microscópicas de ramificação que constituem a plumagem. Também examinou espécimes de outras espécies relacionadas mais distantes para representar mais da árvore genealógica das aves.
Investigações anteriores revelaram há quanto tempo diferentes espécies de aves que não voam se ramificaram dos seus parentes que voam. Os antepassados das avestruzes, por exemplo, perderam a capacidade de voar há muito mais tempo do que os antepassados de um pato sul-americano que não voa, o pato-mergulhão.
Saitta descobriu que as penas destas espécies são muito diferentes. “As avestruzes não voam há tanto tempo que as suas penas já não estão optimizadas para serem aerodinâmicas”, diz Saitta. Como resultado, as suas penas tornaram-se tão longas e desgrenhadas que são por vezes utilizadas em espanadores e jibóias. Mas, embora as serpentinas fueguinas já não possam voar, perderam essa capacidade há relativamente pouco tempo e as suas penas continuam a ser semelhantes às dos seus primos voadores.
Evan Saitt numa escada nas coleções de pássaros do Field Museum a recuperar um espécime de kakapo, um papagaio não voador da Nova Zelândia. Foto: Museu Field, Kate Golembiewski
Saitta diz que ficou surpreendido com o tempo que as aves que não voam demoraram a perder as caraterísticas das penas que as teriam ajudado a voar. Não parecia fazer sentido que uma espécie que não voa “desperdiçasse” energia a cultivar um monte de penas optimizadas para uma atividade que já não realizava, ou que as penas que já não eram necessárias para voar não fossem libertadas para evoluir para uma grande variedade de formas. No entanto, diz Saitta, o seu orientador de pós-doutoramento, o investigador associado do Field Museum e antigo curador do Field, Peter Makovicky (atualmente no Bell Museum da Universidade do Minnesota), tinha outra perspetiva.
“Pete salientou que, quando se tenta compreender por que razão uma ave moderna tem o aspeto que tem, não se pode pensar apenas na seleção natural ou no seu relaxamento. É preciso ter em conta os condicionalismos do desenvolvimento”, diz Saitta. “As penas são estruturas complexas que têm uma sequência de desenvolvimento muito bem definida e difícil de alterar. E quando as aves perdem o voo, essas caraterísticas das penas desaparecem na ordem inversa à que evoluíram inicialmente.”
Quando os embriões das aves desenvolvem penas, estas aumentam de complexidade na mesma ordem geral em que essas caraterísticas das penas evoluíram pela primeira vez nos dinossauros. Depois de perderem a capacidade de voar, as aves perdem essas caraterísticas das penas na ordem oposta à que evoluíram inicialmente. É como remodelar uma casa – é mais rápido e mais fácil mudar elementos que foram colocados por último, como o papel de parede, do que derrubar uma parede de suporte de carga e reconstruí-la em algo novo.
Algumas adaptações de penas de evolução mais recente, como a assimetria nas penas de voo que permite às aves voar, são mais fáceis de alterar.
