Castorocauda lutrasimilis é uma espécie de vertebrado mamaliaforme do grupo dos docodontes que viveu há cerca de 164 milhões de anos, no Jurássico. Os seus fósseis foram descobertos na Formação Jiulongshan na Mongólia Interior e representam o maior e mais antigo organismo mamaliaforme conhecido. O Repenomamus, embora de maiores dimensões, é mais recente, datando de há cerca de 130 milhões de anos. O achado constitui mais uma prova para a teoria de que os mamíferos e seus precursores do Mesozóico ocupavam nichos ecológicos muito diversificados, por oposição à ideia que viviam na periferia ecológica dos répteis.
O Castorocauda lutrasimilis foi um organismo semi-aquático, que pode ser descrito como uma mistura de ornitorrinco, castor e lontra(embora esta descrição seja apenas para facilitar a visualização, uma vez que não é aparentado com nenhum destes mamíferos modernos). O seu nome científico foi atribuído de acordo com esta semelhança morfológica: Castorocauda significa “cauda de castor” e lutrasimilis “parecido com lontra”. A identificação desta espécie como pertencente ao grupo dos docodontes foi feita com base em critérios de dentição e estrutura dos ossículos do ouvido interno.
A reconstituição do fóssil sugere que em vida o Castorocauda media cerca de meio metro de comprimento e pesava cerca de meio quilo. Os fósseis foram encontrados em sedimentos lacustres, muito finos, que preservaram estruturas delicadas e que normalmente não sobrevivem aos processos de fossilização. Esta qualidade invulgar permitiu reconhecer porções de pelagem (a mais antiga descoberta até 2006), membranas interdigitais em todas as patas e dentes especializados numa alimentação à base de peixe. Com estas características, o Castorocauda é o primeiro mamaliforme conhecido com uma vida semi-aquática, cerca de 100 milhões de anos antes do aparecimento dos primeiros cetáceos e sirénios. A descoberta de pêlo e estruturas da pele no Castorocauda permite também verificar que a existência de pelagem não é exclusiva dos mamíferos. As características morfológicas do Castorocauda, semelhantes às apresentadas pelos mamíferos semi-aquáticos modernos, como o castor ou a lontra, com os quais não está relacionado, são um exemplo do fenómeno de evolução convergente.
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