A primeira descrição da armadura dérmica em cobras

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 6405 (2023) Citar este artigo

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Os osteodermos, também chamados de armadura dérmica, geralmente desempenham um papel na defesa do predador. A presença de osteodermos é altamente irregularmente distribuída pela filogenia escamada e não foi encontrada em serpentes. Neste estudo, procuramos espécies de serpentes candidatas que se beneficiariam de tal armadura para proteger seu corpo, focando principalmente em espécies fossoriais com exibições defensivas da cauda. Examinamos a morfologia da cauda de 27 espécies de serpentes de diferentes famílias usando microtomografia computadorizada (µCT) e microrradiografia. Descobrimos uma armadura dérmica em quatro espécies de boas de areia (Erycidae) que também apresentam vértebras caudais aumentadas e altamente modificadas. Esta é a primeira descrição de armadura dérmica em cobras. As reconstruções do estado ancestral revelaram que os osteodermos provavelmente evoluíram uma ou várias vezes em Erycidae. Não encontramos osteodermos em nenhuma outra espécie de serpente examinada. No entanto, estruturas semelhantes são conhecidas de clados squamate não relacionados, como gerrhosaurids e geckos. Isso apóia a ideia de uma profunda homologia de desenvolvimento subjacente. Propomos a hipótese de que os osteodermos protegem as boas de areia como a "armadura de brigandine" dos guerreiros medievais. Nós o interpretamos como outro componente da rica estratégia de defesa das boas de areia.

Existe uma grande variedade de elementos tegumentares em tetrápodes, incluindo osteodermos, escamas dérmicas e lâmina calcarea1. Enquanto escamas dérmicas e lâmina calcarea são bastante únicas e típicas de gimnofionídeos2,3,4 e algumas rãs5,6,7, os osteodermos são comuns aos representantes da maioria das principais linhagens taxonômicas1. Um osteoderma é uma categoria estrutural de órgãos mineralizados incorporados à derme8,9. A literatura está repleta de sinônimos usados ​​rotineiramente, como ossificação dérmica, placa dérmica, armadura dérmica, osteoscute e scute10,11,12,13,14. Na maioria dos tetrápodes, os osteodermos não estão presentes até a idade adulta1,15 e muito pouco se sabe sobre seu desenvolvimento durante a ontogenia16,17.

Os osteodermos foram demonstrados em tetrápodes18,19, anfíbios20, lepidossauros21,22, arcossauros11,23,24 e alguns sinapsídeos25,26,27. Embora a ossificação dérmica seja taxonomicamente difundida, sua distribuição filogenética específica entre as linhagens é altamente irregular. As tentativas de reconstruir a evolução da ossificação dérmica renderam cenários conflitantes. A ideia de evolução convergente dos osteodermos, que foi apresentada em amniotas28, foi substituída recentemente pela hipótese de homologia profunda. Afirma que os tetrápodes compartilham uma capacidade latente plesiomórfica (genética, celular, de desenvolvimento e estrutural) para formar tais estruturas11,25,29.

Osteodermes foram relatados em representantes da maioria das principais linhagens de lepidosauros29,30,31, por exemplo, em Sphenodontidae32, Gekkota22,33,34, Scincoidea35, Lacertoidea36, Anguimorpha21,37,38,39 e Iguania40 sensu41. Em algumas famílias, os osteodermos são comuns, por exemplo, em cordylids, gerrhosaurids, scincids e anguids42,43. Por outro lado, em Iguania ou Gekkotans, apenas algumas espécies entre centenas apresentam osteodermos bem desenvolvidos29. Têm sido relatados repetidamente como ausentes em todas as serpentes, anfisbenas, dibamidas, teídeos e gimnoftalmídeos1,29. Para o mapeamento detalhado da presença/ausência de osteodermos em uma árvore filogenética de escamados, veja a revisão de Williams e seus colegas29.

A ossificação dérmica em répteis escamados tem sido um tema importante na última década, pois o desenvolvimento e a disponibilidade de equipamentos de microtomografia computadorizada (µCT) facilitaram o estudo desse fenômeno14. O caráter não invasivo do µCT facilita o exame de centenas de espécimes e fósseis de museus, bem como o teste de hipóteses específicas44,45,46,47,48. Além disso, protocolos in vivo13 permitem estudos longitudinais com medidas repetidas em pequenos animais vivos49. Com a ampliação do conhecimento sobre a presença de osteodermos em escamados, podemos formular hipóteses sobre sua função. Como os osteodermos estão localizados principalmente na cabeça e na superfície dorsal do corpo30,42, a hipótese mais aceita sobre a função da armadura dérmica é que ela serve para proteção22,40. No entanto, os osteodermos podem contribuir para uma variedade de outras funções, como locomoção50, termorregulação44,51 e armazenamento de cálcio52.