BIOLOGIA PARA A VIDA : PALEONTOLOGIA E EVOLUÇÃO DA VIDA NA TERRA

OS FÓSSEIS E A PALEONTOLOGIA

Os fósseis são restos ou vestígios de seres vivos ou de atividades biológicas (ovos, pegadas, impressões de folhas, ramos, frutos, ossos, conchas, etc.) preservados nas rochas. Os fósseis podem ser preservados em rochas sedimentares, rochas metamórficas, gelo, piche, âmbar, solos ou cavernas. A essas rochas contendo fósseis chamamos de registro fóssil.

A palavra "fóssil" deriva do termo latino fossilis que significa "desenterrado" ou "extraído da terra". A ciência que estuda os fósseis é a Paleontologia.

Do grego: παλαιός = Palaios = antigo, velho + ὄν, ὀντ = on, ont = criaturas, seres vivos + λόγος = logos = estudo).

FORMAÇÃO E PRESERVAÇÃO DOS FÓSSEIS

A fossilização de um organismo é resultante da ação de um conjunto de processos químicos, físicos e biológicos que atuam no ambiente deposicional, i.e., onde o organismo morreu e se depositou. A área do conhecimento que estuda a fossilização chama-se TAFONOMIA.

TAFONOMIA é o estuda da decomposição, deterioramento, desintegração dos organismos ou parte destes no tempo e como esses restos se tornam fossilizados.

A palavra tafonomia vem do grego: taphos = τάφος = sepultura, enterramento + nomós = νόμος = lei; e foi introduzida na paleontologia em 1940 pelo pesquisador russo chamado Ivan Efremov para descrever o estudo das transições dos restos, partes, produtos ou vestígios dos organismos da biosfera para a litosfera, i.e., sua transformação em fósseis.

Os organismos que apresentam maiores chances de tornarem-se fósseis são aqueles que possuem partes duras ou biomineralizadas por carbonatos, fosfatos e silicatos (por exemplo ossos e carapaças) ou constituídos por materiais orgânicos resistentes como a quitina (carapaça ou exoesqueleto de artrópodes) e celulose (material duro que forma os vegetais). Entretanto, podem ocorrer no registro geológico a preservação excepcional das partes moles do corpo de um organismo deixando uma impressão de como foi esse organismo em vida.

Logo após a morte do organismo as partes moles entram em processo de decomposição devido a ação das bactérias e fungos decompositores, e as partes duras se permaneceram na superfície terrestre ficam sujeitas às condições ambientais o que pode levar a destruição total dos restos em pouco tempo (poucos anos).

Ao longo do tempo geológico uma percentagem minúscula das espécies que viveram no planeta Terra conseguiu escapar do ciclo natural de destruição total, tornando-se fósseis preservadas em rochas sedimentares.

Fatores que atuam na preservação dos indivíduos e favorecem a fossilização:

1) O rápido soterramento após a morte,

2) Ausência de decomposição por bactérias e fungos,

3) A composição química e estrutural do esqueleto (partes duras tem mais probabilidade de fossilizar),

4) O modo de vida do orgamismo,

5) As condições químicas que imperam no meio onde o organismo morreu (se é um deserto ou pântano ou caverna ou um lago de alcatrão (piche).

Mesmo depois dos fósseis já estarem formados, outros fatores concorrem para sua destruição nas rochas, como águas percolantes (que se infiltram e podem dissolver o fóssil), agentes erosivos, vulcanismo, eventos tectônicos orogênicos e metamorfismo das rochas.

As rochas onde os fósseis são encontrados também podem contar parte da história do fóssil ali encontrado, e indicam as condições que existiam no ambiente onde esses organismos viviam.

TIPOS DE FOSSILIZAÇÃO

Os fósseis podem se preservar de diferentes modos, dependendo dos fatores e das substâncias químicas que atuaram após a morte do organismo. Podem-se reunir os tipos de fossilização em dois grandes grupos: Restos e Vestígios.

Restos: na maioria das vezes, consistem nas partes mais resistentes dos organismos, tais como conchas, ossos e dentes, denominadas de partes duras.

As partes duras, devido à sua natureza, têm mais chances de se fossilizarem. Sua composição pode ser de sílica (SiO₂), bastante resistente às intempéries, como as espículas de algumas esponjas; de carbonato de cálcio (CaCO₃) sob a forma de calcita ou aragonita, das quais são constituídas as placas esqueléticas de equinodermas e conchas de moluscos; de quitina, um polissacarídeo complexo, menos durável do que a maioria dos esqueletos minerais e que compõe o exoesqueleto dos artrópodes. Mesmo nas rochas mais antigas, são encontradas muitas partes duras que se conservaram sem alterações na sua composição química original.

No Brasil, essas ocorrências são raras, devido ao alto grau de intemperismo que atua nas rochas, mas foram encontradas conchas de gastrópodes (moluscos) cretáceos da bacia do Sergipe que apresentam a coloração original. Podem ser preservados através de vários processos, tais como:

CARBONIZAÇÃO: é um processo onde ocorre a perda gradual dos elementos voláteis da matéria orgânica (oxigênio, nitrogênio e hidrogênio), onde estes são liberados, ficando apenas uma película de carbono. Esse tipo de fossilização ocorre com maior freqüência nas estruturas constituídas por lignina, celulose, quitina e queratina. Apesar das alterações ocorridas na composição química original, muitas vezes a microestrutura fica preservada, permitindo o estudo da anatomia dos vegetais fosseis.

INCRUSTAÇÃO: as substâncias transportadas pela água cristalizaram-se na superfície da estrutura, revestindo-a por completo, preservando assim a parte dura. Esse é o processo de fossilização que ocorre geralmente com organismos mortos em ou transportados para cavernas. Os animais morrem, a parte orgânica desaparece e então os ossos são incrustados de carbonato de cálcio. Além da calcita, outras substâncias podem participar desse processo, como a pirita e a sílica.

PERMINERALIZAÇÃO: é um tipo de fossilização bastante freqüente. Ocorre quando um mineral preenche os poros, canalículos ou cavidades existentes no organismo. Os ossos e troncos de árvores são bastante porosos e bastante suscetíveis a essa forma de preservação. As substâncias minerais, como o carbonato de cálcio e a sílica, que são capazes de serem dissolvidas e carregadas pela água, penetram nas cavidades lentamente, permitindo muitas vezes que a estrutura original seja preservada.

SUBSTITUIÇÃO: é um processo de fossilização que ocorre quando, por exemplo, o carbonato de cálcio que constitui as conchas é substituída por sílica, pirita ou limonita, e até mesmo por um novo carbonato de cálcio. Nesses casos, os fosseis são réplicas das conchas primitivas. Quando esse processo é muito lento, detalhes das estruturas dos tecidos podem ficar preservados.

RECRISTALIZAÇÃO: ocorre quando há modificações na estrutura cristalina do mineral original, e a composição química permanece a mesma. Um exemplo é a conversão da aragonita das conchas de moluscos em calcita; a mudança no arranjo cristalino da calcita, de micro para macrocristalina; da opala, amorfa, para calcedônia, criptocristalina. Sempre que ocorre recristalização, há a destruição das microestruturas o que impossibilita qualquer informação sobre as células ou outras microestruturas.

Fontes:

http://en.wikipedia.org/wiki/Fossil
http://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3ssil

http://www.webartigos.com/artigos/fosseis-formacao-classificacao-e-importancia-paleoecologica/9318/

FORMAÇÃO DOS FÓSSEIS E

TIPOS DE FOSSILIZAÇÃO

EXEMPLARES DE FÓSSEIS

FÓSSEIS DE CASCAS DE OVOS DE DINOSSAUROS;

CARACOL DE ÁGUA DOCE

E DE UM TRILOBITA

(MOSTRANDO O MOLDE E O CONTRAMOLDE (2012)

Exemplos de fósseis

(Trilobita um dos primeiros artrópodes)

Amonitas (fonte: wikipedia)

Trilobitas fósseis

(fonte wikipedia)

Tiranossaurus rex

(fonte wikipedia)

Artrópode fóssil (fonte desconhecida)

(fonte da imagem: Revista Veja)
A área da PALEONTOLOGIA que estuda a origem e evolução do homem chama-se de PALEOANTROPOLOGIA (Antropologia = estudo do homem)
e a disciplina que estuda sua cultura e modo de vida e relacionamento com outros grupos e com a natureza chama-se ARQUEOLOGIA.

FÓSSEIS ÍNDICE

São fósseis usados para datar as camadas onde são encontrados.

http://www.flickr.com/photos/banco_imagenes_geologicas/

Fóssiel vegetal (fonte Google images)

Alguns dos principais taxa encontrados no Afloramento Bainha: a) GP/3T 272 Glossopteris communis Feistmantel, b) GP/3T 255 Noeggerathiopsis hislopii (Bunbury) Feistmantel, c) GP/3T 1161a Phyllotheca griesbachii Zeiller. (GP/3T = coleção da Universidade de São Paulo;escalas = 3 cm).

O afloramento Bainha localiza-se na área urbana do município de Criciúma, região carvoeira do estado de Santa Catarina, região sul do Brasil. Os depósitos expostos no afloramento correspondem aos da "Camada Irapuá", terceira camada de carvão, da base para o topo, assinalada para a porção médio-superior da Formação Rio Bonito, Subgrupo Guatá, Grupo Tubarão, Bacia do Paraná.

Esse afloramento contém o registro da denominada "Tafoflora Irapuá", composta de diversos megafósseis relacionados a "Flora Glossopteris". No âmbito da Bacia do Paraná, a "Tafoflora Irapuá" corresponde à "Tafoflora C", quarto estágio evolutivo das floras Neopaleozóicas da porção centro-norte da bacia. A tafoflora do afloramento Bainha destaca-se por ser a mais típica e diversificada associação pós-glacial da "Flora Glossopteris" encontrada em seqüências do Gondwana Inferior da Bacia do Paraná. Isto permite uma extensa correlação intra-gondwânica entre os depósitos carboníferos do sul do Brasil e aqueles registrados na Argentina, África do Sul, Índia, Austrália e Antártica. A associação do afloramento Bainha é considerada de idade Eopermiana (Artinskiana-Kunguriana).

O afloramento Bainha representa o sítio paleontológico de maior importância para o conhecimento da denominada "Flora Glossopteris" registrada em seqüências do Gondwana Inferior do sul do Brasil. O seu enorme conteúdo fossilífero constitui-se principalmente de megarestos vegetais relativos aos diversos grupos que compunham a "Flora Glossopteris", tais como, esfenófitas, pteridófitas, pteridófilas (formas incertae sedis), cordaitófitas, coniferófitas e glossopteridófitas. Estes restos incluem uma vasta gama de fragmentos de caules, folhas, estruturas reprodutivas e sementes, todos preservados na forma de impressões. É notável, entretanto, a ausência do grupo das licófitas nessa associação.

A relevância deste sítio está não só na presença de 58 taxa de vegetais fósseis, dentre os quais destacam-se várias espécies (Buriadia mendesii, Cordaicarpus rocha-camposii, C. irapuenses, Gangamopteris rigbyi, Glossopteris spathulato-cordata var. dolianiti, Samaropsis bainhensis, S. criciumensis, S. millaniana, S. mendesii) e gêneros endêmicos (Arberiopsis, Brasiliocladus, Notoangaridium, Notocalamites, Ponsotheca), mas também por representar um dos melhores registros conhecidos de uma típica flora gondwânica pós-glacial associada a depósitos de carvão. A diversidade e a abundância de taxa no afloramento Bainha possibilitam, además, uma franca correlação com associações florísticas provenientes de outras áreas carboníferas tanto da Bacia do Paraná (floras de algumas localidades nos estados do Paraná e Rio Grande do Sul) bem como de outras bacias na América do Sul (floras do Andar Lubeckense B na Argentina) e demais continentes gondwânicos (floras das Zonas III-IV na África do Sul, do Andar Barakar na Índia, do Eopermiano do oeste da Austrália e do Neopermiano do leste australiano e Antártica) (Bernardes-de-Oliveira, 1977, 1980a). A composição florística e as correlações estabelecidas sugerem uma idade Eopermiana (Artinskiana-Kunguriana) para a megaflora do afloramento Bainha.

Em termos da sucessão tafoflorística da Bacia do Paraná, a associação do afloramento Bainha caracteriza a "Tafoflora C" de Rösler (1978) na qual predominam entre as folhas de glossopteridófitas as do morfo-gênero Glossopteris e são raras as licófitas. Ao nível dos domínios gondwânicos ela representa o estágio evolutivo no qual a "Flora Glossopteris" apresenta-se "quase pura" dada a relativa ausência de "elementos florísticos nórdicos", tais como Alethopteris, Sphenophyllum e Annularia, nesta associação (Bernardes-de-Oliveira, 1977, 1980a). Por tais características, o afloramento Bainha, juntamente com alguns outros sítios localizados em Criciúma (afloramentos do Bairro 20, Hospital e São Marcos) e municípios próximos (Treviso, Lauro Müller), fornece evidências paleontológicas extremamente úteis para o entendimento dos ambientes deposicionais e dos processos nos quais foram gerados os depósitos de carvão na porção ocidental do Gondwana. Além disso, não se pode esquecer da inegável contribuição que associações florísticas como a do afloramento Bainha tiveram, desde meados do século vinte, na comprovação da existência do antigo "Continente de Gondwana" e na defesa da "Teoria da Deriva Continental". O encontro de ricas associações taxonomicamente similares da "Flora Glossopteris" através dos continentes austrais, atualmente separados por extensos mares oceânicos, constitui-se numa das mais notáveis evidências geológicas para a comprovação de que essas áreas continentais estiveram outrora conectadas umas às outras (Plumstead, 1973).

(fonte: http://vsites.unb.br/ig/sigep/sitio082/sitio082.htm).

Peixe fóssil (fonte Google images)

Sitios paleontológicos no Rio Grande do Sul
(fonte: http://vsites.unb.br/ig/sigep/sitio009/sitio009.htm)

Fósseis de árvores do período Triássico do município de Mata/RS.
(fonte Google images)

DERIVA CONTINENTAL E OS FÓSSEIS

Alfred Wegener apresentou sua teoria da deriva continental à German Geological Association em Frankfurt no dia 6 de Janeiro de 1912. Essa teoria não foi bem recebida pelos geólogos da época e nem foi bem recebida quando ele palestrou em Marburg quatro dias depois. Os geólogos da época simplesmente não conseguiam acreditar ou conceber que os continentes estava flutuando sobre uma camada de magma semi-líquido e que estava a deriva sobre esse mando pastoso. Atualmente sabemos a partir dos dados dos estudos de fósseis e sobre a tectônica de placas que as ideias de Wegener estavam totalmente corretas.

(fontes: http://deskarati.com/2012/01/09/the-renaissance-of-continental-drift/ )

Mapa esquemático mostrando a distribuição da flora Glossopeteris, e que suporta a ideia de placas tectônicas que flutuam sobre o manto do planeta.

Esquema mostrando a distribuição de plantas e animais no continente de Gondwana no inicio de sua separação nos atuais continentes conhecidos

(fonte das imagens: Google images)

LISTA DOS SÍTIOS DE MAIOR IMPORTÂNCIA PARA A PALEONTOLOGIA BRASILEIRA
http://sigep.cprm.gov.br/sitios.htm#1

ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO

Nosso planeta tem 4,54 bilhões de anos. Esse longo intervalo de tempo, chamado de tempo geológico, foi dividido pelos cientistas, para fins de estudo e de entendimento da evolução da Terra, em intervalos menores, chamados unidades cronoestratigráficas: éons, eras, períodos, épocas e idades.

A palavra éon significa um intervalo de tempo muito grande, indeterminado. A história da terra está dividida em quatro éons: Hadeano, Arqueano, Proterozóico e Fanerozóico.

Com exceção do Hadeano, todos os éons são divididos em eras. Uma era geológica é caracterizada pelo modo como os continentes e os oceanos se distribuíam e como os seres vivos nela se encontravam.

O período, uma divisão da era, é a unidade fundamental na escala do tempo geológico. Somente as eras do éon Arqueano não são divididas em períodos.

A época é um intervalo menor dentro de um período. Somente os períodos das eras do éon Proterozóico não são divididos em épocas.

A idade, por fim, é a menor divisão do tempo geológico. Ela tem duração máxima de 6 milhões de anos, podendo ter menos de 1 milhão. Somente as épocas mais recentes são divididas em idades.

A essas unidades cronoestratigráficas correspondem unidades cronogeológicas, chamadas, respectivamente, eontema, era, sistema, série e andar.

O quadro acima mostra as três maiores divisões do tempo geológico, os éons, eras e períodos. O que aconteceu de mais importante em cada uma dessas fases da história do nosso planeta é o que se verá logo após.

É importante lembrar que os limites que marcam início e fim de períodos geológicos são aproximados e há algumas divergências entre os autores sobre essas cifras.

NOTA:
Vale muito a pena visitar esse site pois mostra com riquesa de detalhes o trabalho dos pesquisadores brasileiros no campo da geologia e da paleontologia.

(fonte: http://www.cprm.gov.br/publique/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=1094&sid=129)

ATIVIDADES PARA A SEMANA