Os dentes recuperados de uma adorável elefanta, a Misha, de jardim zoológico que morreu em 2008 estão a ajudar os geólogos da Universidade do Utah a desenvolver um método para seguir os movimentos de grandes herbívoros através das paisagens, mesmo para animais agora extintos, como os mastodontes e os mamutes.
De acordo com os resultados de um estudo recentemente publicados na revista Communications Biology, a técnica analisa os rácios de isótopos do elemento estrôncio, símbolo Sr. Este é um metal alcalino terroso de coloração acinzentada, que se acumula no esmalte dos dentes. No caso dos grandes mamíferos terrestres herbívoros, a abundância relativa de dois isótopos de estrôncio nos dentes e presas reflete o local por onde a criatura poderá ter andado durante a sua vida.
A Esquemas de como o histórico de ingestão de 87 Sr/ 86 Sr de Misha é registrado em tecidos crescidos incrementalmente. Os tecidos incluem (1) dentina da presa (publicada) 36 e (2) esmalte molar (este estudo). B Secção sagital de um molar de elefante mostrando a anatomia das placas molares, modificada de Fisher e Fox 10 com permissão. C Ilustrações dos três métodos de amostragem para recuperar séries intradentárias de 87 Sr/ 86 Sr da placa molar (Rm3.5): Espectrometria de massa de plasma indutivamente acoplado por ablação a laser (LA-ICP-MS), perfuração convencional e microfresagem. O crescimento do esmalte começa no topo da coroa e progride em direção ao colo do útero, e da junção esmalte-dentina (EDJ) em direção à superfície externa do esmalte (OES). O polígono laranja marca a região da análise LA-ICP-MS (detalhes em Métodos). As setas vermelhas indicam locais de perfuração convencional com ranhuras no OES (detalhes em Métodos). As setas turquesas indicam caminhos de microfresagem paralelos às linhas de aposição do esmalte. A silhueta é modificada da imagem original de Agnello Picorelli, de https://www.phylopic.org/ .
“Este estudo não só contribui para a nossa compreensão de como o esmalte dentário regista a exposição de um animal ao isótopo Sr, mas também ajuda a reconstruir as migrações de animais a partir da sua análise”, disse o autor principal Deming Yang em comunicado. “Pode ser aplicado a estudos de paleobiologia, para responder como os megaherbívoros migraram no passado. Também pode ser aplicado a estudos de conservação moderna e forense, para rastrear as origens do comércio ilegal de marfim e outras formas de tráfico de animais selvagens”, explica. Porém, a grande estrela do estudo é Misha, uma elefante fêmea adquirida pelo jardim zoológico Hogle de Salt Lake City em 2005.
Mas voltando ao estrôncio, quimicamente semelhante ao cálcio, o estrôncio do ambiente acumula-se em tecidos altamente mineralizados, como os ossos e os dentes dos animais. “À medida que estes comem e bebem, captam esta assinatura ambiental e armazenam-na nos seus dentes, preservando uma série de exposições ambientais como arquivos históricos”, escreveu Yang. Isto porque a geologia de diferentes locais apresenta diferentes assinaturas isotópicas para o 87-strontium/86-strontium [87Sr/86Sr] e esses rácios isotópicos reflctem-se nas plantas e na água.
O dente molar da Misha: Foto: Brian Maffly, University of Utah
“Utilizamos outros elementos, mas, neste caso, estamos a centrar-nos no estrôncio, que provou ser muito útil devido à sua forte ligação à geologia”, disse o coautor Gabe Bowen. “Em última análise, tudo se resume à origem desse elemento, à forma como o animal o introduz no seu corpo e a partir de que fontes.”
O isótopo 87Sr é radiogénico, o que significa que é produzido a partir do decaimento de outro elemento, neste caso o rubídio, que se encontra ao lado do estrôncio na Tabela Periódica, cuja meia-vida excede 49 mil milhões de anos, cerca de 10 vezes a idade da Terra. Enquanto o 87Sr aumenta com o tempo, a abundância de outros isótopos de estrôncio permanece fixa. Por conseguinte, os rácios isotópicos são um indicador da idade das rochas e diferem tipicamente de local para local.
Thure Cerling, um professor de geologia e biologia altamente condecorado da Universidade, é um pioneiro na utilização da análise isotópica para esclarecer questões ecológicas como a formação do solo, a fisiologia animal, a ecologia da vida selvagem e as alterações climáticas. Ao saber da morte de Misha nas notícias de 2008, Cerling viu uma rara oportunidade de fazer avançar a ciência da geologia isotópica. Entrou em contacto com o Jardim Zoológico de Hogle para obter autorização para extrair os molares e uma presa do elefante antes de este poder ser enterrado. O que tornou os dentes tão úteis para Cerling e os seus colegas foi o registo veterinário do local onde Misha viveu ao longo dos 27 anos da sua vida.
Como investigadora de pós-doutoramento, Yang liderou a investigação para averiguar de que forma a presa e os dentes de Misha registaram a sua exposição ao estrôncio anos antes da sua morte, incluindo o seu historial de deslocações. O elefante chegou a Salt Lake City em 2005, vindo do Six Flags Discovery Kingdom em Vallejo, Califórnia.
“É uma história de deslocação muito simples. Ela viveu num local durante uma década ou mais e depois mudou-se para aqui [Salt Lake City], e sabemos a data dessa mudança”, disse Bowen. “Não temos muitas oportunidades de ver este tipo de experiências naturais”.
A equipa utilizou a ablação a laser para recolher amostras de material de várias linhas de crescimento ao longo do esmalte do dente e da presa do elefante, que foram medidas utilizando um espetrómetro de massa capaz de identificar as quantidades de isótopos de estrôncio que continham. Os investigadores descobriram que a camada mais interna do esmalte preserva melhor o registo isotópico e é o local ideal para a amostragem.
“Determinámos os isótopos de estrôncio de cima para baixo do dente em diferentes linhas paralelas, que representam diferentes momentos do crescimento de Misha”, disse o geólogo Diego Fernandez, que dirige o laboratório de espetrometria de massa da Universidade. “Capturou a altura em que Misha foi transferido da Califórnia para o Utah”.
A estudante Katya Podkovyroff ajudou Fernandez a aperfeiçoar os procedimentos laboratoriais para a recolha de amostras de bioapatite, o material de cálcio que constitui o osso e o esmalte.
“Foi neste laboratório que tive a minha primeira experiência prática com a investigação científica e apaixonei-me imediatamente. Um dos aspetos mais emocionantes do trabalho foi saber que cada amostra tinha uma história, um mistério à espera de ser desvendado através de assinaturas químicas”, disse Podkovyroff, atualmente estudante de pós-graduação na Universidade de Oregon.
“Esta investigação era simultaneamente excitante e desafiante: a recolha de amostras de marfim exigia uma precisão extrema, uma vez que mesmo uma pequena contaminação poderia alterar os resultados, e a purificação de isótopos é um processo meticuloso e moroso. O aspeto mais gratificante deste projeto foram as suas implicações em esforços modernos de conservação, com capacidade de rastrear as origens do comércio ilegal de marfim”.
