Um golfinho, um salmão e um leão-marinho não se parecem em quase nada quando se observa sua pele. O salmão é coberto por escamas sobrepostas e muco. O golfinho tem uma pele lisa, praticamente sem pelos. O leão-marinho, por outro lado, possui uma das pelagens mais densas do reino animal. Os três são vertebrados aquáticos. As diferenças não são meramente curiosas: elas revelam uma regra básica da evolução que costuma surpreender até aqueles que acreditam entendê-la bem.

A resposta está em centenas de milhões de anos de história evolutiva e mostra como um mesmo problema —proteger e isolar o corpo— pode ser resolvido de maneiras radicalmente diferentes, dependendo do ponto de partida evolutivo.

Peixes: escamas porque nunca precisaram de pelos

O pelo é uma característica distintiva dos mamíferos. Ele evoluiu uma única vez, na linhagem dos sinápsidos, o grupo de amniotas que inclui todos os mamíferos e seus ancestrais, que se originou há mais de 300 milhões de anos. Mas a linhagem é uma coisa e a característica, outra: os fósseis mais antigos que sugerem a presença de pelos datam de cerca de 250 milhões de anos, a partir de fezes fossilizadas de terapsídeos encontrados na Rússia. E as primeiras impressões nítidas de pelagem correspondem a mamíferos do Jurássico, há cerca de 165 milhões de anos.

O que sabemos com certeza é que a pelagem já estava plenamente estabelecida quando as três grandes linhagens de mamíferos atuais (monotremados, marsupiais e placentários) se separaram.

Os peixes se separaram da linhagem que daria origem aos vertebrados terrestres há cerca de 375 milhões a 400 milhões de anos, muito antes do surgimento dos pelos. Eles não os perderam: nunca os tiveram. Em vez disso, desenvolveram escamas, estruturas duras incrustadas na pele que proporcionam proteção mecânica sem comprometer a mobilidade.

As escamas dos peixes não são equivalentes aos pelos dos mamíferos, nem mesmo às escamas dos répteis. Compartilham o nome, mas não a origem, nem a estrutura. Nos peixes, essas coberturas fazem parte da derme e têm uma base mineralizada de osso, dentina ou substâncias semelhantes ao esmalte. Nos répteis, as coberturas externas derivam da epiderme e são formadas por queratina.

Existem diferentes tipos de escamas nos peixes, adaptadas a funções distintas. Um exemplo notável é o dos tubarões e das raias, cujas escamas placoides —pequenas estruturas semelhantes a dentes—reduzem a resistência hidrodinâmica com tanta eficácia que inspiraram projetos industriais. Já nos peixes ósseos, as escamas são finas, flexíveis e sobrepostas, compostas principalmente de um tecido rico em colágeno, chamado elasmodina, revestido por uma camada óssea.

A isso se soma o muco que reveste a pele dos peixes. Sua camada viscosa não é um simples lubrificante: reduz o atrito, dificulta a entrada de patógenos e ajuda a regular a troca de sais com o ambiente aquático. É uma solução evolutiva totalmente independente dos problemas que os mamíferos, em terra, resolveram de outra maneira.

Pelos são para a vida terrestre

Quando os vertebrados colonizaram a terra firme, as regras físicas mudaram. A água conduz o calor cerca de 25 vezes melhor do que o ar, de modo que reter uma fina camada de ar junto à pele se tornou uma enorme vantagem. É exatamente isso que o pelo faz.

A pelagem funciona como isolante porque mantém o ar imóvel próximo ao corpo, reduzindo a perda de calor. Além disso, protege contra a radiação solar, a abrasão e os parasitas e, em alguns casos, desempenha funções sensoriais muito precisas: as vibrissas das focas, por exemplo, podem detectar o rastro hidrodinâmico de um peixe que passou segundos antes.

Todos os mamíferos têm pelos em algum momento de seu desenvolvimento. Até mesmo as baleias formam folículos pilosos durante a gestação. O pelo não é um acessório: é uma sinapomorfia —um caráter derivado compartilhado— que define todo o grupo.

O retorno ao mar apresentou um dilema

Após o desaparecimento dos grandes répteis marinhos há cerca de 66 milhões de anos, os oceanos ofereciam nichos ecológicos que diversas linhagens de mamíferos acabariam ocupando, embora a relação causal exata entre aquela extinção e a radiação dos mamíferos marinhos continue um objeto de debate.

Com base no registro fóssil e nas reconstruções filogenéticas, os cientistas inferem que alguns mamíferos terrestres que viviam próximos a costas, rios e estuários começaram a explorar recursos aquáticos. O processo foi gradual e ocorreu várias vezes de forma independente: as linhagens que dariam origem às baleias e aos golfinhos iniciaram esse processo há cerca de 50 milhões de anos, os peixes-boi pouco depois e as focas mais tarde. Os fósseis mais antigos de pinípedes datam do Oligoceno tardio, há cerca de 27 milhões a 30 milhões de anos.

Em terra, a pelagem funciona porque retém ar. Na água, essa camada de ar é comprimida e perde eficácia. A condutividade térmica da pelagem molhada e comprimida se aproxima da da própria água, enquanto a gordura subcutânea não se comprime e mantém sua capacidade isolante, mesmo em grandes profundidades. Além disso, ela suaviza o contorno do corpo e reduz o gasto energético ao nadar.

Portanto, a seleção natural não “escolheu” entre pelos e gordura. Simplesmente, geração após geração, favoreceu o que funcionava melhor em um ambiente aquático. Quanto mais tempo se passava debaixo d’água, maior era a vantagem de substituir os pelos por uma espessa camada de gordura.

As baleias completaram a transição

Os cetáceos representam o extremo desse processo. Ao longo de milhões de anos, perderam quase todo o pelo, conservando apenas alguns folículos ao redor do focinho. Em algumas espécies, como as baleias boreais, essas estruturas parecem ter sido reutilizadas como sensores do movimento da água.

O rastro dessa transformação está gravado no genoma. A taxa de perda de genes da queratina capilar nos cetáceos supera significativamente a taxa basal em outros mamíferos. Muitos genes que antes produziam proteínas do pelo ficaram inativos, transformando-se em fósseis moleculares. Não havia mais pressão seletiva para mantê-los, e a evolução permitiu que se degradassem.

Em outros mamíferos aquáticos, como peixes-boi e hipopótamos, observam-se processos semelhantes. Esse fenômeno é conhecido como convergência evolutiva: linhagens não aparentadas que, diante de pressões ambientais semelhantes, chegam de forma independente a soluções parecidas. A perda dos pelos não ocorreu uma única vez, mas repetidamente, sempre que uma linhagem de mamíferos voltava para a água.

Focas estão no meio do caminho

Os pinípedes ilustram uma situação intermediária. Eles continuam dependendo da terra para se reproduzir e descansar, e seu isolamento térmico reflete essa vida dupla.

Os lobos-marinhos mantêm uma subpelagem extremamente densa —os ursos-marinhos árticos, por exemplo, têm aproximadamente 300 mil pelos por polegada quadrada, uma das pelagens mais densas entre todos os pinípedes. As focas verdadeiras, por outro lado, dependem muito mais da gordura subcutânea: nos elefantes-marinhos, a camada de gordura pode ultrapassar 15 centímetros de espessura. A transição evolutiva do pelo para a gordura nos pinípedes segue um gradiente claro, com os leões-marinhos no extremo dominado pela pelagem e os focídeos no extremo dominado pela gordura. Quanto maior for a adaptação à vida aquática, menor será a dependência do pelo.

Não se trata de uma escala do “melhor” ao “pior”, mas de uma adaptação progressiva a condições físicas distintas.

A evolução não planeja

Peixes, focas e baleias vivem na água, mas suas coberturas corporais não são variações de um mesmo projeto. As escamas e o muco dos peixes evoluíram na água e nunca deixaram de ser eficazes. O pelo surgiu em terra e não funcionava bem ao retornar ao mar. A gordura subcutânea foi a alternativa que melhor funcionou com os materiais disponíveis.

Não se trata de uma linha reta nem de uma melhoria progressiva. São histórias evolutivas diferentes que convergem em um mesmo ambiente, sem compartilhar as mesmas soluções.

Isso nos leva a uma ideia fundamental da biologia evolutiva: a evolução não antecipa, não otimiza e não redesenha do zero. Ela trabalha com o que já existe. Os peixes nunca “precisaram” de pelos. Os mamíferos não recuperaram escamas ao voltarem para o mar. A seleção natural não busca a solução ideal, mas aquela que funciona bem o suficiente.

As focas ainda estão no meio do caminho. As baleias chegaram quase ao fim. Os peixes nunca empreenderam essa jornada. Três formas de viver na água, três peles distintas e uma mesma lição incômoda: na evolução, a história importa tanto quanto o ambiente.

_{Este texto foi publicado no The Conversation. Clique aqui para ler a versão original.}