Arquivo mensais:outubro 2016

Quanto tempo demora?

“Quanto tempo demora um mês pra passar? A vida inteira de um inseto, um embrião pra virar feto, a folha do calendário, o trabalho pra ganhar um salário… mas daqui a um mês, quando você voltar, a lua vai estar cheia, e no mesmo lugar…”

Biquini cavadão “Quanto tempo demora”

Independentemente de seu gosto pela banda, estilo musical ou por esta canção em específico a questão aqui é o tempo.

A quantidade de tempo percebida pelas pessoas é bem diferente daquela que geólogos e paleontólogos trabalham. Nesse meio é comum ouvir a expressão: “poucos milhares de anos…” Como assim, “poucos milhares?” você deve estar se perguntando; 100 anos já é muito, não?…

Vamos voltar um pouco: pense em sua infância. Um ano para cada aniversário, Natal, Páscoa entre outras festividades, não parecia muito tempo? Um mês sem aulas e você já não queria mais voltar… não é mesmo?

Bem, o que quero dizer é que mesmo ao longo de nossas vidas, a percepção de tempo muda. Já li em algum lugar que, pelo fato de aprendermos muitas coisas diferentes ao longo de um único dia, quando somos crianças, nossa noção de “dia” é expandida. Talvez por isso o ano levasse “mais tempo” para passar, apesar de contar os mesmos 365 dias. E, claro, para cada pessoa, que vive uma experiência diária diferente e percebe o mundo de forma diferente, a noção de tempo também muda.

Se para cada pessoa temos percepções diferentes de tempo, imagine agora o que acontece entre diferentes espécies. Um camundongo vive em torno de 2 anos. Acha pouco? Existe um inseto (efemérides) que, em sua fase adulta, vive somente um dia. Em 24 horas ele eclode de sua fase larval, tem sua adolescência pela manhã, torna-se um adulto a tarde, se reproduz e morre à noite.

Baseando–se no fato de que nós, mamíferos primatas, estamos acostumados com intervalos de tempo menores do que séculos, as amplitudes de tempo envolvidas, na concepção das outras espécies biológicas, são curtas – quando envolvem segundos, minutos e dias –, “normais” – quando de duração semelhante a nossa expectativa de vida – e longas  – algumas espécies vivem centenas de anos. Porém, para a escala cósmica… as coisas mudam. Como diz a música, a lua permanece em sua mesma posição, com a passagem de um mês. Assim como a Terra e os demais planetas do sistema solar, seguindo sua órbita e girando em torno de seu próprio eixo. Mas será que foi sempre assim? Nos últimos 100 anos, sim. Mas, e nos últimos 3 bilhões de anos? Em relação à lua sabemos que ela está se afastando do nosso planeta… há 4,5 bilhões de anos atrás ela e o sistema solar simplesmente ainda não haviam se formado.

Três espécies e três percepções de tempo diferentes
Três espécies e três percepções de tempo diferentes

O registro contido nas rochas representa eventos de duração diferenciada. Pode ter ocorrido em poucos segundos ou mesmo ter levado séculos para se formar. Cabe aos Geólogos e Paleontólogos analisar os diferentes vestígios e tentar descobrir de que forma foram produzidos, e também tentar investigar qual o tempo envolvido em sua criação. Olhar para as rochas, estrelas e planetas é olhar para o passado. Os processos envolvidos em suas formações são muito complexos e escapam de nossas noções cotidianas. E é isso que mais me fascina! E você? o que te fascina?

Mais próximo dos dias de hoje: como chegamos até aqui e quem ficou pelo caminho

Como os registros da Era Cenozoica, são bem mais novos, seus fósseis são abundantes e, em muitos casos, muito bem preservados. Antes de continuar vou fazer uma pausa para comentar que a Era Cenozoica é dividida em três períodos: Paleogeno, Neogeno e Quaternário. Estes períodos, por sua vez, são divididos em épocas, distribuídas da seguinte forma: Paleoceno, Eoceno e Oligoceno pertencem aos Paleogeno. O Neogeno, é formado pelo Mioceno e pelo Plioceno, e por último o Quaternário é dividido em Pleistoceno e Holoceno onde estamos há uns 10.000 anos.

Bacia de Taubaté, 1 e 2 são pólens de gimnospermas.
Figura 1- Bacia de Taubaté, 1 e 2 são pólens de gimnospermas.

Retomando o fio do registro fóssil no estado de São Paulo, como tinha adiantado no final do último texto, com a extinção em massa acontecida no final do Cretáceo e as mudanças na paleogeografia do nosso planeta, houve oportunidade para a renovação tanto da flora como da fauna ao redor do mundo. Estas mudanças foram influenciadas pela presença de regimes climáticos mais úmidos e quentes, que permitiram a distribuição de florestas, dominadas por angiospermas pelas regiões subtropicais (localizadas depois 23º de latitude norte e sul) e até no continente Antártico, que foi durante milhões de anos coberto por densas florestas até que, a partir do Mioceno, paulatinamente, o clima começou a mudar, ficando mais seco e frio, o que conduziria às grandes glaciações do Quaternário.

Os registros fósseis do Paleogeno e do início do Neogeno no estado apresentam florestas formadas por famílias de angiospermas (p.ex. leguminosas, gramíneas), de gimnospermas (Podocarpaceae) e samambaias, que existem ainda hoje, embora os gêneros e espécies possam ser diferentes dos atuais. As rochas sedimentares que contém os fósseis deste tempo foram depositadas dentro de um sistema de lagos distribuídas na margem atlântica que se estendia desde o sul do estado do Rio de Janeiro (Niterói) até o Paraná (Curitiba), e que hoje compreende, entre outras, as bacias de Taubaté (SP), Resende (RJ), Volta Redonda (RJ) e Itaboraí (RJ).

O conjunto e diversidade da vida preservada dentro da bacia de Taubaté (Oligoceno-Mioceno) é considerado como o mais rico desse tempo no Brasil. Os afloramentos onde os fósseis vêm sendo coletados desde mediados do século passado localizam-se, principalmente, nas pedreiras de argila da cidade de Taubaté. Na bacia são encontrados abundantes fósseis de folhas, sementes, polens (Figura 1), esporos, etc. A análise do conjunto dos vegetais preservados indica que no local estava presente uma mata subtropical úmida. Junto aos vegetais também encontramos registros de insetos, peixes (Figura 2), anfíbios, tartarugas, serpentes, jacarés, aves, mamíferos, além de evidências da sua atividade metabólica (icnofósseis) como excrementos, pegadas, galhas, etc. Os osteítes (peixes ósseos) são os vertebrados mais abundantes, contudo os mamíferos são de longe o grupo mais diversificado em espécies, entre os que deixaram registros fósseis. Dentre os mamíferos encontramos marsupiais identificados a partir de dentes e ossos das patas (tarsais), quirópteros (morcegos), além de dentes e mandíbulas de roedores.

Figura 2 - Osteite, Teleósteo muito abundante na Bacia de Taubaté. 1- Vista geral; 2, 3, 4, e 5 - microfotgorafias obtidas em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV); 2- Costelas; 3- Pirita framboidal associada à preservação dos tecidos; 4 e 5- Escama.
Figura 2 – Osteite, Teleósteo muito abundante na Bacia de Taubaté. 1- Vista geral; 2, 3, 4, e 5 – microfotgorafias obtidas em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV); 2- Costelas; 3- Pirita framboidal associada à preservação dos tecidos; 4 e 5- Escama.

Outros grupos de mamíferos que a partir deste momento se tornaram mais frequentes e que integraram a megafauna sul americana também foram coletados nas rochas sedimentares da bacia de Taubaté. Assim, por exemplo, encontramos os cingulata (tatus), com fósseis das suas características placas dérmicas que compõem a suas carapaças. Os Liptotermos formam parte desse grupo, embora hoje estejam extintos, e que reúnem um grupo de ungulados herbívoros que experimentaram uma extraordinária diversificação durante a Era Cenozoica. Além destes, temos também registros dos Astrapotheria, Nothoungulata e Pyrotheria, todos hoje extintos.

Por fim, os registros paulistas do Neogeno são representados por camadas sedimentares que contém conjuntos de microfósseis vegetais (polens) e que a partir deste momento (Mioceno) mostram evidências da deterioração climática relacionada ao início da glaciação no continente antártico. Esta tendência, que levará ao resfriamento geral do planeta, se manifesta nos conjuntos polínicos com o surgimento, diversificação e aumento da porcentagem de pólens de gimnospermas e algumas angiospermas (p.ex. Drimys).

No próximo capítulo, falarei acerca dos acontecimentos do Quaternário que merecem um texto à parte por causa da sua importância para a distribuição da vida como hoje a conhecemos.

 

Do gelo à biodiversidade – Snowball Earth

Os períodos de glaciações pelos quais a Terra passou que são mais famosos aos olhos da população, graças a filmes bem populares, são as que ocorreram durante o Quaternário, as chamadas “Eras do Gelo”. Neste cenário, podemos exemplificar a megafauna que reinava, como os mamutes e preguiças gigantes. Todo mundo deve imaginar que nesses períodos, onde a temperatura diminuía consideravelmente e o gelo cobria extensas áreas do globo, deveria ter efeitos devastadores para a vida no planeta. E de fato tinha, pois a oferta de alimentos e refúgios diminuía, assim como a luminosidade e calor nos oceanos e continentes. De um modo geral, a produtividade primária era consideravelmente prejudicada. Mas eventos como essas glaciações foram cruciais para grandes passos na evolução e diversificação da vida em um certo período da história da Terra. E este período foi há aproximadamente 540 milhões de anos atrás, que marca o fim do Pré-Cambriano, onde a vida era dominada por microrganismos e restrita aos oceanos.

Sabe-se que antes do período Cambriano (540 milhões de anos atrás), a vida surgiu de forma unicelular e permaneceu relativamente simples até ocorrer a chamada Explosão da Vida Cambriana, na qual houve uma verdadeira multiplicação e diversificação da vida multicelular, inclusive o surgimento de partes duras como exo e endoesqueletos. Mas o que poderia ter sido o gatilho para essa repentina (do ponto de vista do tempo geológico) diversidade da vida? E o que isso tem haver com as glaciações?

Figura 1: Snowball Earth (Terra Bola de Neve) – perspectiva artística de como a Terra ficou coberta por gelo no Pré-Cambriano. Fonte: desconhecido.
Figura 1: Snowball Earth (Terra Bola de Neve) – perspectiva artística de como a Terra ficou coberta por gelo no Pré-Cambriano. Fonte: desconhecido.

Bom, para responder a estas perguntas, precisamos primeiro nos atentar a duas evidências curiosas desse intervalo de tempo (Pré-Cambriano – Cambriano). A primeira delas são depósitos de tilitos encontrados em diversos locais do mundo. Essas rochas são relativas à deposição por ação de geleiras, e são datadas de 800 a 600 milhões de anos, ou seja, pertencem ao final do Pré-Cambriano. Seriam evidências de glaciações que ocorreram neste período. Há algumas teorias que apontam que as causas dessas glaciações no Pré-Cambriano teriam sido geradas pelo aumento do sequestro de carbono da atmosfera por maior fixação de CO2 pelo solo no supercontinente Rodínia, o que diminuiu o efeito estufa da Terra, tendo como consequência a diminuição da temperatura. Com isto, houve uma expansão das calotas polares e, consequentemente, um aumento no albedo (quando os raios solares refletem ao atingem a superfície da Terra). Esta intensificação do albedo teria aumentado mais ainda a expansão das calotas polares, que atingiram latitudes próximas ao Equador, dando o significado literal para a expressão Snowball Earth (Terra Bola de Neve).

A segunda evidência consiste de camadas de carbonatos (rochas que se formam a temperaturas mais quentes e muitas vezes são associadas à precipitação orgânica), encontradas depositadas logo acima das camadas de tilitos (depositadas em ambientes de geleiras). O fato curioso é que isto representaria uma mudança brusca de significados paleoambientais: de um ambiente glacial a um ambiente quente em um intervalo muito curto de tempo. O que poderia explicar essa sucessão de depósitos inusitada é que, por mais que a Terra estivesse coberta por gelo, o movimento dos continentes continuava. Sendo assim, o rifteamento do supercontinente Rodínia ocasionou intensa atividade vulcânica, o que aumentou as concentrações de CO2 na atmosfera, gerando novamente um efeito estufa, o qual auxiliou no derretimento das geleiras.

Figura 2: reconstituição paleoartística do que seria a Fauna de Ediacara. Vitrine do Smithsonian Museum, Washington, DC.
Figura 2: reconstituição paleoartística do que seria a Fauna de Ediacara. Vitrine do Smithsonian Museum, Washington, DC.

Entendendo esta história toda, podemos agora tratar da explosão da vida ocorrida no Cambriano. Como dito anteriormente, um período glacial não é tão favorável à manutenção da vida na Terra, ainda mais os tipos de vida reinantes nos mares do Pré-Cambriano, que eram menos complexas. Não só a temperatura diminuiu, mas também a luminosidade nos oceanos devido ao recobrimento pelo gelo. Com isto, a vida ficou restrita a porções de refúgio, como fontes hidrotermais, zonas de rifteamento e lugares onde a espessura do gelo que recobria as águas era menor. As formas de vida que não resistiram a esta mudança ambiental extrema morreram e acabaram enriquecendo as águas dos oceanos com matéria orgânica. Quando a temperatura da Terra voltou a subir, houve condições para a proliferação da vida novamente, de maneira mais intensa e muito mais diversificada. Hipóteses que defendem o aumento da oxigenação nos mares sustentam que isto pode ter sido um dos gatilhos para eventos evolutivos que deram origem a toda aquela diversidade.

Enfim, com tantas hipóteses e incertezas acerca da teoria do Snowball Earth, que até hoje é muito controversa, não se pode negar que houve benefícios para a vida na Terra após este período. Desta explosão de vida que ocorreu no Cambriano é que teve origem os ancestrais de diversos filos que conhecemos hoje, que fazem parte da grande biodiversidade do nosso planeta.

Figura 3: Explosão da vida cambriana. Fonte: Burgess Shale Fauna, de Carel Brest van Kempen, 1989.
Figura 3: Explosão da vida cambriana. Fonte: Burgess Shale Fauna, de Carel Brest van Kempen, 1989.