Tubarões ancestrais de Mammoth Cave revelam um mar esquecido

Nas profundezas das colinas ondulantes do Kentucky, ao longo de quilómetros de escuridão raramente visitados por seres humanos, algo está discretamente a reescrever a história dos tubarões.

No vasto mundo subterrâneo de Mammoth Cave e nas rochas sob o norte do Alabama, investigadores descobriram vestígios de dois tubarões ancestrais, conservados na pedra desde muito antes de os dinossauros caminharem sobre a Terra.

Um oceano escondido na rocha

O Parque Nacional de Mammoth Cave, no Kentucky, é hoje conhecido por albergar o maior sistema de grutas do mundo. Mais de 676 quilómetros de passagens cartografadas serpenteiam sob florestas e terrenos agrícolas, formando um labirinto de túneis, galerias e passagens estreitas escavadas em espessas camadas de calcário.

Os turistas visitam sobretudo uma pequena parte desse labirinto, com as suas amplas cavernas, escadarias e caminhos cuidados. Para lá das zonas acessíveis, a rocha guarda uma história muito mais antiga. Estas camadas de calcário formaram-se no fundo de um mar quente e pouco profundo durante o período Carbónico, há cerca de 325 milhões de anos. Onde hoje caminham visitantes, outrora caçavam predadores marinhos.

As condições que transformaram a lama do fundo marinho em rocha sólida criaram também um arquivo de ossos, dentes e conchas. Com o clima calmo e estável no interior do sistema de grutas, formou-se uma câmara-forte natural onde os fósseis podem sobreviver com um nível de detalhe surpreendente.

Duas espécies de tubarões recentemente descritas, provenientes deste antigo mar, Troglocladodus trimblei e Glikmanius careforum, revelam uma comunidade de predadores muito mais complexa do que os investigadores esperavam.

Dois tubarões de um mar esquecido

As novas descobertas resultam do Inventário de Recursos Paleontológicos, um projecto de longa duração destinado a documentar fósseis nos parques nacionais dos Estados Unidos. Em Mammoth Cave e em camadas rochosas expostas no norte do Alabama, a equipa identificou restos de dois grandes tubarões predadores.

Troglocladodus trimblei: o caçador de dentes bifurcados

A primeira espécie, Troglocladodus trimblei, media aproximadamente 3 a 3,6 metros do focinho à cauda. Esse comprimento coloca-a no mesmo intervalo de tamanho de muitos tubarões de recife actuais, sendo suficientemente grande para intimidar a maioria dos animais marinhos que a rodeavam.

Os dentes destacaram-se de imediato. Em vez de terem uma simples forma triangular, eram bifurcados, com várias pontas afiadas a partir de uma base central. Essa estrutura provavelmente ajudava o animal a agarrar presas escorregadias, rasgar escamas espessas e manter presos peixes que se debatiam em águas rápidas.

Troglocladodus pertencia a um grupo conhecido como ctenacantos, parentes antigos dos tubarões modernos. Tal como outros membros desta família, provavelmente apresentava espinhos característicos, «semelhantes a escovas», ao longo das barbatanas dorsais. Estas saliências, dotadas de pequenas cristas e sulcos, podem ter ajudado a protegê-lo de predadores maiores ou de rivais.

Glikmanius careforum: um tubarão que comia tubarões

A segunda espécie, Glikmanius careforum, atingia um comprimento semelhante, de cerca de 3 a 3,6 metros, mas parece ter privilegiado uma mordida mais poderosa. Mandíbulas e dentes fossilizados indicam raízes espessas e pontos de fixação robustos para os músculos da mandíbula, características associadas à capacidade de esmagamento.

A partir da forma e do desgaste dos dentes, os investigadores acreditam que este tubarão caçava:

• Tubarões mais pequenos que partilhavam as mesmas águas
• Peixes ósseos com escamas espessas e couraças
• Ortocones, parentes das lulas e dos chocos actuais com conchas direitas

Os ortocones tinham conchas cónicas compridas, cuja quebra ou fragmentação exigia força. Um tubarão capaz de lidar com esse tipo de presa ocupava uma posição elevada na cadeia alimentar. Neste ambiente, Glikmanius desempenhava um papel quase equivalente, no Carbónico, ao dos grandes predadores costeiros actuais que não hesitam em comer outros tubarões.

Glikmanius careforum parece ter sido um predador de topo nestes mares antigos, alimentando-se de outros tubarões, peixes ósseos e cefalópodes com concha.

A vida ao longo de uma costa ancestral

As camadas rochosas que guardam estes fósseis revelam mais do que animais individuais: desenham o mapa de um mar inteiro entretanto desaparecido. Durante o período Carbónico, um amplo corredor marinho estendia-se sobre as regiões que hoje correspondem ao Kentucky e ao Alabama, ligando partes da antiga América do Norte, da Europa e do Norte de África.

Este mar formou-se à medida que os continentes se deslocavam e o nível do mar subia, inundando regiões baixas. As águas quentes e pouco profundas favoreceram recifes, densos cardumes de peixes e redes alimentares complexas. Ao longo de milhões de anos, os sedimentos soterraram corpos e dentes de tubarões, transformando-os em fósseis que hoje surgem nas paredes das grutas e nas faces das escarpas.

Os geólogos atribuem o desaparecimento deste mar a uma série de colisões continentais que acabaram por formar o supercontinente Pangeia. À medida que as massas terrestres se juntaram, os oceanos estreitaram-se, as linhas costeiras deslocaram-se e antigos fundos marinhos elevaram-se, tornando-se terra firme. Ao longo de períodos imensos, rios subterrâneos atravessaram estas rochas elevadas e escavaram o sistema de grutas hoje conhecido como Mammoth Cave.

Uma câmara-forte de fósseis sob a floresta

Grutas como Mammoth não atraem apenas turistas e espeleólogos: funcionam também como estações naturais de investigação. A temperatura e a humidade mantêm-se praticamente constantes durante todo o ano. Essa estabilidade ajuda a proteger fósseis delicados que poderiam desintegrar-se nas condições mais adversas da superfície.

Para os paleontólogos, isto significa encontrar mais do que dentes isolados de tubarão. Em alguns casos, sobrevivem secções inteiras da coluna vertebral, espinhos das barbatanas e fragmentos de mandíbulas, permitindo reconstituir a anatomia em vez de fazer suposições a partir de um único dente. Esse detalhe altera a forma como os cientistas encaram a evolução dos tubarões durante o Carbónico.

Fósseis bem conservados de Mammoth Cave e de camadas rochosas próximas mostram que as comunidades de tubarões ancestrais eram diversificadas, estruturadas em vários níveis e ecologicamente sofisticadas, e não apenas um pequeno conjunto de predadores simples.

Trabalhos anteriores na mesma região já tinham revelado um tubarão de tamanho comparável ao de um tubarão-branco actual, datado de há cerca de 330 milhões de anos. As novas espécies mostram que os gigantes não dominavam sozinhos. Predadores de tamanho médio, com dentes e estratégias de caça diferentes, ocupavam funções distintas, tal como sucede nos ecossistemas costeiros actuais, onde várias espécies de tubarões partilham o mesmo recife.

Semelhanças com os tubarões actuais

Embora Troglocladodus e Glikmanius tivessem um aspecto diferente do dos tubarões de hoje, o seu comportamento poderia parecer estranhamente familiar. Com base na forma dos dentes, no tamanho corporal e no ambiente ancestral, os cientistas suspeitam que patrulhavam águas próximas da costa, emboscavam cardumes de peixes e nadavam sobre o fundo marinho.

Esse perfil assemelha-se ao dos actuais tubarões-limão ou tubarões-cinzentos-de-recife, que caçam frequentemente nas margens dos recifes e em zonas arenosas pouco profundas. A comparação sugere que algumas estratégias fundamentais dos tubarões - como patrulhar zonas costeiras, caçar ao crepúsculo e alternar entre peixes e outros tubarões como presas - persistem há mais de 300 milhões de anos.

O grupo dos ctenacantos, ao qual estes tubarões pertenciam, apresentava também espinhos nas barbatanas que podem ter ajudado a dissuadir ataques de predadores maiores, uma adaptação defensiva pouco comum na maioria dos tubarões actuais. Esta característica aponta para uma competição intensa e uma forte pressão de predação mesmo nestes mares primitivos.

Porque são importantes hoje estes tubarões ancestrais

Os fósseis de tubarões fazem mais do que preencher vitrinas de museus. Cada nova espécie aperfeiçoa a cronologia da evolução destes animais, mostrando quando surgiram características fundamentais e como os tubarões se adaptaram a sucessivas mudanças climáticas e a oceanos em transformação.

Estas descobertas contribuem para questões mais amplas que os cientistas colocam sobre a vida marinha actual. Se os tubarões sobreviveram a extinções em massa, oscilações de temperatura e à fragmentação dos continentes, o que os ajudou a persistir quando outros grupos desapareceram? Ao comparar linhagens ancestrais, como os ctenacantos, com os tubarões actuais, os investigadores podem testar hipóteses sobre resiliência, flexibilidade ecológica e vulnerabilidade.

Existe também uma vertente prática. Registos fósseis detalhados ajudam a calibrar modelos que prevêem a resposta dos ecossistemas marinhos a situações de pressão. Ao reconstruírem antigas redes alimentares, incluindo predadores como Glikmanius, os investigadores obtêm pontos de referência para compreender como as pescas actuais, o declínio dos tubarões e o aquecimento dos mares poderão transformar as águas costeiras nos próximos séculos.

Para lá de Mammoth Cave: os próximos passos

A presença destes fósseis em Mammoth Cave e no norte do Alabama sugere que rochas semelhantes noutros locais da região podem esconder espécies aparentadas. Cortes de estrada, paredes de pedreiras e sistemas de grutas mais pequenos que intersectam as mesmas camadas geológicas poderão guardar mais tubarões, invertebrados e peixes ósseos da mesma época.

Os trabalhos futuros deverão concentrar-se em três frentes: cartografia cuidadosa das camadas ricas em fósseis, exames de tomografia computorizada a exemplares frágeis que não podem ser retirados das paredes das grutas e reconstruções digitais que modelem a forma como estes tubarões se deslocavam e alimentavam. Essas simulações podem testar a forma como os dentes bifurcados lidavam com certas presas ou como os espinhos das barbatanas afectavam a eficiência da natação.

Para os visitantes, estas descobertas acrescentam uma nova dimensão a Mammoth Cave. Os túneis escuros e as vastas câmaras já não são apenas maravilhas geológicas: encontram-se no interior do que foi uma movimentada via marítima. Cada gota de água que hoje ecoa pela gruta passa por rocha depositada num mar dominado por tubarões com nomes que ninguém tinha pronunciado em voz alta até esta década.