Paleontologia - A vida que não existe mais

Fóssil de réptil pré-histórico com uma grande quantidade de escamas, aparentando ser bem resistente.

*VÍDEOS INTRODUTÓRIOS

*O QUE SÃO FÓSSEIS?

Fósseis são vestígios de seres vivos em geral, sendo encontrados em diversos materiais, desde registros em rochas sedimentares, até em pântanos, congelados ou presos em seiva (âmbar), nos revelando espécies que não existem mais e dando-nos pistas sobre o processo evolutivo dos seres vivos existentes atualmente e eventos ocorridos no passado, como as cinco grandes extinções em massa e os períodos geológicos da Terra.

Uma aplicação importantíssima dos registros fósseis para áreas além da Biologia está na formulação da teoria da Deriva Continental pelo alemão Alfred Wegener, que, a partir da descoberta de fósseis de seres vivos terrestres nas costas de diversos continentes diferentes (dos quais estes animais nunca conseguiriam se deslocar para tais locais, por conta da geografia, distância ou divisão dessas regiões pelo oceano), formulou a hipótese de que provavelmente um dia tais continentes estiveram unidos, formando a Pangéia.

*PRESERVAÇÃO DE FÓSSEIS

Um grande rival quanto a preservação dos registros fósseis são os organismos decompositores, pois estes decompõem a completude dos seres, desde os tecidos mais moles até os ossos mais duros, sendo necessárias condições muito específicas para a preservação dos fósseis, sendo, por isso, tão difícil de encontrá-los.

Apesar da dificuldade, algumas regiões possuem condições mais favoráveis a estas preservações do que outras, e eventos catastróficos podem também ajudar nessa preservação.

De modo geral, tecidos moles são mais difíceis de serem preservados, pois são mais facilmente decompostos e geralmente só se mantém nos registros em condições altamente específicas para a fossilização, sendo algo muito raro.

Tecidos duros como ossos e dentes são menos propícios a serem decompostos, sendo por esta razão as estruturas mais frequentes a serem encontradas pelos paleontólogos.

De forma simplificada, para uma boa fossilização um ambiente pode:

-Ter carência de oxigênio, dificultando a sobrevivência de seres decompositores.

-Ser 'calmo', sem grandes movimentações geológicas ou intemperismo, que poderiam expor os restos de seres vivos presentes em depósitos sedimentares.

-Possuir condições adversas à vida, como ambientes muito frios ou com elevada pressão e temperatura, que também dificultam a ação de seres decompositores.

-Ter alta taxa de sedimentação, que facilitam o soterramento, deixando o ambiente pobre em oxigênio e aumentando gradativamente a pressão e temperatura conforme vão havendo mais depositações de sedimentos.

Quanto mais oposto um ambiente for das características apresentadas, menor a possibilidade de haver registro fóssil em suas rochas, sendo, por esta razão que fósseis e combustíveis derivados de organismos vivos (combustíveis fósseis) como o petróleo, o carvão e o gás natural são encontrados em depósitos sedimentares (todos estes combustíveis são restos de animais e plantas fossilizados por milhões de anos, sendo portanto, ricos em carbono, composto primordial para as estruturas vivas como proteínas, ácidos nucleicos, carboidratos e lipídios).

Catástrofes naturais são boas situações para a preservação de fósseis, nas imagens acima vemos um dos registros fósseis mais impressionantes de todos os tempos, uma verdadeira luta entre um Velociraptor e um Proceratops, no qual o Proceratops se defende mordendo um dos membros do Velociraptor. Ambos os dinossauros foram surpreendidos por uma grande tempestade de areia, que os soterrou, matando-os e deixando um ambiente propício para a preservação, pouco oxigênio, com a posterior transformação destes sedimentos em rochas sedimentares, aumentando a pressão e temperatura.

Insetos, moluscos e outros seres vivos que não possuem esqueleto calcificado (no caso dos insetos apenas um exoesqueleto quitinoso e no caso dos moluscos no máximo uma concha calcificada) são de imensa dificuldade de fossilização, pois seus tecidos são facilmente decompostos, tecidos moles importantes também são perdidos em organismos vertebrados, por esta razão, a fossilização em âmbar ou gelo pode ser uma boa solução para a preservação de tecidos moles, pois evitam o contato dessas estruturas com o ar, mantém-as sem contato com o oxigênio e promove condições adversas à sobrevivência da vida (no caso do gelo). Na foto temos um anfíbio fossilizado em âmbar, note que por mais que anfíbios sejam vertebrados e, portanto, possuam esqueleto calcificado, a maior parte de seus corpos é composta por tecidos bem moles e contrários à fossilização. Mesmo assim o âmbar preservou algumas destas estruturas.

Fóssil de lobo preservado em gelo, note a condição excepcional de fossilização, preservando até mesmo os pelos do animal.

*EXPLOSÃO CAMBRIANA

Uma situação específica e extremamente interessante sobre os registros fósseis foi durante a chamada Explosão Cambriana, ocorrida na era Paleozóica.

Até alguns anos atrás, os registros fósseis anteriores a esse período eram muito escassos, o que fazia os paleontólogos acreditarem que poucas formas de vida existiam até esse período.

Entretanto, quando eram analisados os registros fósseis do período Cambriano, eram catalogados e encontrados quantidades muito superiores de fósseis, o que fazia muitos cientistas afirmarem que teria acontecido uma espécie de "explosão de formas de vida" nesse período, afinal, haviam muito mais fósseis deste período do que os anteriores, o que foi chamado de "Explosão Cambriana". 

Tal termo é utilizado até hoje, embora atualmente tal evento seja considerado bem menor do que a "explosão de vida" acreditada anteriormente.

O que ocorre é que os seres vivos da era Pré-Cambriana provavelmente apresentavam muito menos tecidos duros do que os existentes no período Cambriano, logo, a baixa quantidade de fósseis não indicaria uma baixa biodiversidade, mas apenas seria o resultado de uma maior dificuldade de fossilização dos organismos que viveram naquele período.

Pressões evolutivas podem ter feito a criação de esqueletos calcificados mais comum entre os seres vivos, tais como competição, maior disponibilidade de cálcio nos oceanos ou até mesmo o aparecimento dos olhos.

De qualquer forma, é a partir da era Paleozóica que estruturas mais "armaduradas" começam a aparecer nos seres vivos, indicando um aumento na competição e talvez um aumento de biodiversidade no período Cambriano, só não tanto quanto o acreditado a décadas atrás. 

*VISÃO GERAL DAS ERAS GEOLÓGICAS (assuntos abordados de forma mais completa neste post).

O tempo geológico é dividido em estruturas de divisão de tempo como períodos, eras, éons, etc. A nível de Ensino Médio, precisaremos focar apenas nas Eras Geológicas e em alguns Períodos Geológicos mais específicos.

Eras Geológicas são a segunda maior medição de tempo geológico que possuímos, atrás apenas da divisão do tempo em Éons. As Eras geológicas são 4: Pré-Cambriana, Paleozoica, Mesozoica e Cenozoica.

-Era Pré-Cambriana (4,5 bi - 570 milhões de anos).

Esta era compreende eventos desde a formação da terra até o surgimento do sexo, bem próximo à Explosão Cambriana. A era recebe este nome exatamente porque é antes do primeiro período do Paleozoico, o período Cambriano.

-Formação do planeta Terra.

-Formação de moléculas orgânicas.

-Formação de coacervados.

-Mundo de RNA.

-Origem da vida.

-Teoria endossimbiótica.

-Surgimento dos eucariotos.

-Surgimento da fotossíntese.

-Aumento dos níveis de O2 na atmosfera.

-Surgimento da Camada de Ozônio.

-Surgimento da multicelularidade.

-Fauna Ediacarana

Imagens representativas da fauna ediacarana e registros fósseis desses seres.

-Era Paleozoica (570 mi - 250 milhões de anos).

Esta era compreende um dos Períodos Geológicos mais conhecidos, o Cambriano, famoso por ter sido o período de tempo em que ocorreu a chamada "Explosão Cambriana".

-Explosão Cambriana.

-Grande aparecimento de esqueletos calcificados.

-Sugimento das plantas (briófitas, pteridófitas e gminospermas).

-Surgimento dos primeiros artrópodes.

-Aparecimento dos primeiros anfíbios

-Surgimento dos primeiros répteis.

-Era Mesozoica (250 mi - 60 milhões de anos).

Era muito conhecida pelos famosos dinossauros, além do surgimento dos primeiros mamíferos. Os períodos Triássico, Jurássico e Cretácio são extremamente famosos por conta dos grandes répteis que são ancestrais das aves atuais, surgidas também no final desta era.

-Surgimento dos primeiros mamíferos.

-Aparecimento dos dinossauros.

-Queda do meteoro em Iucatã.

-Extinção dos dinossauros.

-Surgimento das primeiras aves.

-Origem das angiospermas.

Representações artísticas da era Mesozoica e alguns de seus fósseis. (A última foto foi tirada no Museu Nacional do Rio de Janeiro, antes do incêndio, o museu possuía um acervo importantíssimo de fósseis completos de diversos seres do período mesozoico).

-Era Cenozoica (60 mi - atualidade).

Era em que vivemos agora, compreendendo a última Era do Gelo (uma das várias já passadas pelo planeta), domínio do planeta pelas plantas angiospermas e surgimento das várias espécies de seres humanos com o domínio do planeta por apenas uma espécie, a nossa. 

-Domínio do planeta pelas plantas angiospermas.

-Última glaciação até a atualidade.

-Surgimento das várias espécies de hominídeos.

-Migração do ser humano da savana Africana para os demais continentes.

-Extinção da magafauna australiana e americana.

-Extinção das demais espécies de seres humanos (Neandertais, Homem de Florença, Homem da Ilha-das-flores etc.).

-Domínio do mundo pelo Homo sapiens.

-Domesticação de plantas e animais.

-Grandes Impérios e Grandes Navegações.

-Manipulação genética de seres vivos pela espécie humana e avanço da robótica.

Representações e fósseis da megafauna americana, extinta pelos seres humanos quando chegaram às Américas. (A primeira foto foi retirada no Museu Nacional antes do incêndio, mostrando o importantíssimo acervo que este possuía).

*COMO SABEMOS A IDADE DE UM FÓSSIL?

Existem diversos métodos para a datação de registros fósseis, um deles, e talvez a mais famosa, é a datação por carbono 14.

Na atmosfera existem quantidades conhecidas de um isótopo do clássico átomo de carbono 12, o carbono 14.

As plantas fixam carbono 14 em seus corpos durante o processo fotossintético, assim como fazem com o carbono 12, que vai para o corpo dos seres vivos quando estes se alimentam das plantas ou de outros seres vivos.

Embora não faça nenhum mal, o carbono 14 é instável, sofrendo decaimento radioativo com um tempo de meia-vida de aproximadamente 5 mil anos, portanto, quando um ser vivo morre, a quantidade de carbono 14 em seu organismo começa a apenas decair (pois o ser vivo não mais se alimenta, ingerindo mais C14), sendo apenas necessária a análise da quantidade de C14 no organismo para ser identificado quanto tempo passou desde a sua morte.

>Como os paleontólogos sabem a quantidade de C14 presente no ser quando este morreu?

A resposta para essa pergunta é simples, como a concentração de C14 na atmosfera é constante, essa proporção é passada para as plantas, que é passada aos animais.

Por exemplo, imagine um planeta que possui 40% (essa quantidade é hipotética, apenas para esse exemplo) do seu carbono atmosférico sendo C14.

Como as plantas fixam o carbono na mesma proporção em que ele se encontra na atmosfera, 40% da quantidade de carbono na planta será C14, e assim sucessivamente.

Caso queira se analisar um pedaço de fóssil com um peso inicial de 10 quilos de carbono, saberia-se que 40% desse peso é formado de C14, logo, teríamos 4 quilos de C14 e 6 quilos de C12. Se as análises mostrassem que há atualmente apenas 1 quilo de C14, significa que foram passadas 2 meias-vidas desde o tempo em que esse organismo morreu (pois 4/2 = 2 e 2/2 =1, tendo tido 2 meias vidas). Já que o tempo de cada meia-vida é 5 mil anos, o ser vivo teria morrido a cerca de 10 mil anos.

Caso o organismo seja antigo demais para a datação por C14, utiliza-se a datação das rochas presentes, fazendo uma comparação entre as rochas ígneas próximas ao fóssil.

OBS: Apesar de geralmente os fósseis mais antigos se encontrarem soterrados mais abaixo dos mais recentes (por causa do preocesso de sedimentação), há raras situações na qual um fóssil antigo pode estar mais acima de outros mais 'novos', por conta dos movimentos das rochas por tectonismo e outros fatores, para essas situações também é utilizada a datação por C14 ou a comparação com rochas ígneas próximas.

*CURIOSIDADE: Tipos de fossilização

-Fossilização por restos: toda fossilização que possui restos diretos de organismos, como folhas fossilizadas, ossos e dentes.

Os clássicos esqueletos que vemos nos museus são fossilizações de restos.

-Mumificação: ocorre quando o ser vivo é conservado em âmbar ou congelado, também pode acontecer quando esse ser é mergulhado em pântanos ou locais que possuem substâncias conservantes.

-Fossilização de marcas: é a fossilização de vestígios de seres vivos, isto é, marcas ou estruturas deixadas por seres vivos nos mais diversos ambientes.

-Moldagem: ocorre quando o ser vivo deixa impressões de sua estrutura em rochas.

Moldagens de fósseis em rochas.