Arquivo mensais:outubro 2016

Quanto tempo demora?

‚ÄúQuanto tempo demora um m√™s pra passar? A vida inteira de um inseto, um embri√£o pra virar feto, a folha do calend√°rio, o trabalho pra ganhar um sal√°rio… mas daqui a um m√™s, quando voc√™ voltar, a lua vai estar cheia, e no mesmo lugar…‚ÄĚ

Biquini cavad√£o ‚ÄúQuanto tempo demora‚ÄĚ

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 √© bem diferente daquela que ge√≥logos e paleont√≥logos trabalham. Nesse meio √© comum ouvir a express√£o: ‚Äúpoucos milhares de anos…‚Ä̬†Como assim, ‚Äúpoucos milhares?‚ÄĚ voc√™ deve estar se perguntando; 100 anos j√° √© muito, n√£o?…

Vamos voltar um pouco: pense em sua inf√Ęncia. Um ano para cada anivers√°rio, Natal, P√°scoa entre outras festividades, n√£o parecia muito tempo? Um m√™s sem aulas e voc√™ j√° n√£o queria mais voltar… n√£o √© mesmo?

Bem, o que quero dizer √© que mesmo ao longo de nossas vidas, a percep√ß√£o de tempo muda. J√° li em algum lugar que, pelo fato de aprendermos muitas coisas diferentes ao longo de um √ļnico dia, quando somos crian√ßas, nossa no√ß√£o de ‚Äúdia‚ÄĚ √© expandida. Talvez por isso o ano levasse ‚Äúmais tempo‚ÄĚ para passar, apesar de contar os mesmos 365 dias. E, claro, para cada pessoa, que vive uma experi√™ncia di√°ria diferente e percebe o mundo de forma diferente, a no√ß√£o de tempo tamb√©m muda.

Se para cada pessoa temos percep√ß√Ķes diferentes de tempo, imagine agora o que acontece entre diferentes esp√©cies. Um camundongo vive em torno de 2 anos. Acha pouco? Existe um inseto (efem√©rides) que, em sua fase adulta, vive somente um dia. Em 24 horas ele eclode de sua fase larval, tem sua adolesc√™ncia pela manh√£, torna-se um adulto a tarde, se reproduz e morre √† noite.

Baseando‚Äďse no fato de que n√≥s, mam√≠feros primatas, estamos acostumados com intervalos de tempo menores do que s√©culos, as amplitudes de tempo envolvidas, na concep√ß√£o das outras esp√©cies biol√≥gicas, s√£o curtas ‚Äď quando envolvem segundos, minutos e dias¬†‚Äď, ‚Äúnormais‚ÄĚ ‚Äď quando de dura√ß√£o semelhante a nossa expectativa de vida ‚Äď e longas¬†¬†‚Äď algumas esp√©cies vivem centenas de anos. Por√©m, para a escala c√≥smica… as coisas mudam. Como diz a m√ļsica, a lua permanece em sua mesma posi√ß√£o, com a passagem de um m√™s. Assim como a Terra e os demais planetas do sistema solar, seguindo sua √≥rbita e girando em torno de seu pr√≥prio eixo. Mas ser√° que foi sempre assim? Nos √ļltimos 100 anos, sim. Mas, e nos √ļltimos 3 bilh√Ķes de anos? Em rela√ß√£o √† lua sabemos que ela est√° se afastando do nosso planeta… h√° 4,5 bilh√Ķes de anos atr√°s ela e o sistema solar simplesmente ainda n√£o haviam se formado.

Tr√™s esp√©cies e tr√™s percep√ß√Ķes de tempo diferentes
Tr√™s esp√©cies e tr√™s percep√ß√Ķes de tempo diferentes

O registro contido nas rochas representa eventos de dura√ß√£o diferenciada. Pode ter ocorrido em poucos segundos ou mesmo ter levado s√©culos para se formar. Cabe aos Ge√≥logos e Paleont√≥logos analisar os diferentes vest√≠gios e tentar descobrir de que forma foram produzidos, e tamb√©m tentar investigar qual o tempo envolvido em sua cria√ß√£o. Olhar para as rochas, estrelas e planetas √© olhar para o passado. Os processos envolvidos em suas forma√ß√Ķes s√£o muito complexos e escapam de nossas no√ß√Ķes cotidianas. E √© isso que mais me fascina! E voc√™? 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, s√£o bem mais novos, seus f√≥sseis s√£o abundantes e, em muitos casos, muito bem preservados. Antes de continuar vou fazer uma pausa para comentar que a Era Cenozoica √© dividida em tr√™s per√≠odos: Paleogeno, Neogeno e Quatern√°rio. Estes per√≠odos, por sua vez, s√£o divididos em √©pocas, distribu√≠das da seguinte forma: Paleoceno, Eoceno e Oligoceno pertencem aos Paleogeno. O Neogeno, √© formado pelo Mioceno e pelo Plioceno, e por √ļltimo o Quatern√°rio √© dividido em Pleistoceno e Holoceno onde estamos h√° 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 f√≥ssil no estado de S√£o Paulo, como tinha adiantado no final do √ļltimo texto, com a extin√ß√£o em massa acontecida no final do Cret√°ceo e as mudan√ßas na paleogeografia do nosso planeta, houve oportunidade para a renova√ß√£o tanto da flora como da fauna ao redor do mundo. Estas mudan√ßas foram influenciadas pela presen√ßa de regimes clim√°ticos mais √ļmidos e quentes, que permitiram a distribui√ß√£o de florestas, dominadas por angiospermas pelas regi√Ķes subtropicais (localizadas depois 23¬ļ de latitude norte e sul) e at√© no continente Ant√°rtico, que foi durante milh√Ķes de anos coberto por densas florestas at√© que, a partir do Mioceno, paulatinamente, o clima come√ßou a mudar, ficando mais seco e frio, o que conduziria √†s grandes glacia√ß√Ķes do Quatern√°rio.

Os registros f√≥sseis do Paleogeno e do in√≠cio do Neogeno no estado apresentam florestas formadas por fam√≠lias de angiospermas (p.ex. leguminosas, gram√≠neas), de gimnospermas (Podocarpaceae) e samambaias, que existem ainda hoje, embora os g√™neros e esp√©cies possam ser diferentes dos atuais. As rochas sedimentares que cont√©m os f√≥sseis deste tempo foram depositadas dentro de um sistema de lagos distribu√≠das na margem atl√Ęntica que se estendia desde o sul do estado do Rio de Janeiro (Niter√≥i) at√© o Paran√° (Curitiba), e que hoje compreende, entre outras, as bacias de Taubat√© (SP), Resende (RJ), Volta Redonda (RJ) e Itabora√≠ (RJ).

O conjunto e diversidade da vida preservada dentro da bacia de Taubat√© (Oligoceno-Mioceno) √© considerado como o mais rico desse tempo no Brasil. Os afloramentos onde os f√≥sseis v√™m sendo coletados desde mediados do s√©culo passado localizam-se, principalmente, nas pedreiras de argila da cidade de Taubat√©. Na bacia s√£o encontrados abundantes f√≥sseis de folhas, sementes, polens (Figura 1), esporos, etc. A an√°lise do conjunto dos vegetais preservados indica que no local estava presente uma mata subtropical √ļmida. Junto aos vegetais tamb√©m encontramos registros de insetos, peixes (Figura 2), anf√≠bios, tartarugas, serpentes, jacar√©s, aves, mam√≠feros, al√©m de evid√™ncias da sua atividade metab√≥lica (icnof√≥sseis) como excrementos, pegadas, galhas, etc. Os oste√≠tes (peixes √≥sseos) s√£o os vertebrados mais abundantes, contudo os mam√≠feros s√£o de longe o grupo mais diversificado em esp√©cies, entre os que deixaram registros f√≥sseis. Dentre os mam√≠feros encontramos marsupiais identificados a partir de dentes e ossos das patas (tarsais), quir√≥pteros (morcegos), al√©m de dentes e mand√≠bulas de roedores.

Figura 2 - Osteite, Tele√≥steo muito abundante na Bacia de Taubat√©. 1- Vista geral; 2, 3, 4, e 5 - microfotgorafias obtidas em Microsc√≥pio Eletr√īnico de Varredura (MEV); 2- Costelas; 3- Pirita framboidal associada √† preserva√ß√£o dos tecidos; 4 e 5- Escama.
Figura 2 – Osteite, Tele√≥steo muito abundante na Bacia de Taubat√©. 1- Vista geral; 2, 3, 4, e 5 – microfotgorafias obtidas em Microsc√≥pio Eletr√īnico de Varredura (MEV); 2- Costelas; 3- Pirita framboidal associada √† preserva√ß√£o dos tecidos; 4 e 5- Escama.

Outros grupos de mam√≠feros que a partir deste momento se tornaram mais frequentes e que integraram a megafauna sul americana tamb√©m foram coletados nas rochas sedimentares da bacia de Taubat√©. Assim, por exemplo, encontramos os cingulata (tatus), com f√≥sseis das suas caracter√≠sticas placas d√©rmicas que comp√Ķem a suas carapa√ßas. Os Liptotermos formam parte desse grupo, embora hoje estejam extintos, e que re√ļnem um grupo de ungulados herb√≠voros que experimentaram uma extraordin√°ria diversifica√ß√£o durante a Era Cenozoica. Al√©m destes, temos tamb√©m 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 pr√≥ximo cap√≠tulo, falarei acerca dos acontecimentos do Quatern√°rio que merecem um texto √† parte por causa da sua import√Ęncia para a distribui√ß√£o da vida como hoje a conhecemos.

 

Do gelo √† biodiversidade ‚Äď Snowball Earth

Os per√≠odos de glacia√ß√Ķes pelos quais a Terra passou que s√£o mais famosos aos olhos da popula√ß√£o, gra√ßas a filmes bem populares, s√£o as que ocorreram durante o Quatern√°rio, as chamadas ‚ÄúEras do Gelo‚ÄĚ. Neste cen√°rio, podemos exemplificar a megafauna que reinava, como os mamutes e pregui√ßas gigantes. Todo mundo deve imaginar que nesses per√≠odos, onde a temperatura diminu√≠a consideravelmente e o gelo cobria extensas √°reas do globo, deveria ter efeitos devastadores para a vida no planeta. E de fato tinha, pois a oferta de alimentos e ref√ļgios diminu√≠a, assim como a luminosidade e calor nos oceanos e continentes. De um modo geral, a produtividade prim√°ria era consideravelmente prejudicada. Mas eventos como essas glacia√ß√Ķes foram cruciais para grandes passos na evolu√ß√£o e diversifica√ß√£o da vida em um certo per√≠odo da hist√≥ria da Terra. E este per√≠odo foi h√° aproximadamente 540 milh√Ķes de anos atr√°s, que marca o fim do Pr√©-Cambriano, onde a vida era dominada por microrganismos e restrita aos oceanos.

Sabe-se que antes do per√≠odo Cambriano (540 milh√Ķes de anos atr√°s), a vida surgiu de forma unicelular e permaneceu relativamente simples at√© ocorrer a chamada Explos√£o da Vida Cambriana, na qual houve uma verdadeira multiplica√ß√£o e diversifica√ß√£o 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 geol√≥gico) diversidade da vida? E o que isso tem haver com as glacia√ß√Ķes?

Figura 1: Snowball Earth (Terra Bola de Neve) ‚Äď perspectiva art√≠stica de como a Terra ficou coberta por gelo no Pr√©-Cambriano. Fonte: desconhecido.
Figura 1: Snowball Earth (Terra Bola de Neve) ‚Äď perspectiva art√≠stica de como a Terra ficou coberta por gelo no Pr√©-Cambriano. Fonte: desconhecido.

Bom, para responder a estas perguntas, precisamos primeiro nos atentar a duas evid√™ncias curiosas desse intervalo de tempo (Pr√©-Cambriano ‚Äď Cambriano). A primeira delas s√£o dep√≥sitos de tilitos encontrados em diversos locais do mundo. Essas rochas s√£o relativas √† deposi√ß√£o por a√ß√£o de geleiras, e s√£o datadas de 800 a 600 milh√Ķes de anos, ou seja, pertencem ao final do Pr√©-Cambriano. Seriam evid√™ncias de glacia√ß√Ķes que ocorreram neste per√≠odo. H√° algumas teorias que apontam que as causas dessas glacia√ß√Ķes no Pr√©-Cambriano teriam sido geradas pelo aumento do sequestro de carbono da atmosfera por maior fixa√ß√£o de CO2 pelo solo no supercontinente Rod√≠nia, o que diminuiu o efeito estufa da Terra, tendo como consequ√™ncia a diminui√ß√£o da temperatura. Com isto, houve uma expans√£o das calotas polares e, consequentemente, um aumento no albedo (quando os raios solares refletem ao atingem a superf√≠cie da Terra). Esta intensifica√ß√£o do albedo teria aumentado mais ainda a expans√£o das calotas polares, que atingiram latitudes pr√≥ximas ao Equador, dando o significado literal para a express√£o Snowball Earth (Terra Bola de Neve).

A segunda evid√™ncia consiste de camadas de carbonatos (rochas que se formam a temperaturas mais quentes e muitas vezes s√£o associadas √† precipita√ß√£o org√Ęnica), encontradas depositadas logo acima das camadas de tilitos (depositadas em ambientes de geleiras). O fato curioso √© que isto representaria uma mudan√ßa brusca de significados paleoambientais: de um ambiente glacial a um ambiente quente em um intervalo muito curto de tempo. O que poderia explicar essa sucess√£o de dep√≥sitos inusitada √© que, por mais que a Terra estivesse coberta por gelo, o movimento dos continentes continuava. Sendo assim, o rifteamento do supercontinente Rod√≠nia ocasionou intensa atividade vulc√Ęnica, o que aumentou as concentra√ß√Ķes 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 hist√≥ria toda, podemos agora tratar da explos√£o da vida ocorrida no Cambriano. Como dito anteriormente, um per√≠odo glacial n√£o √© t√£o favor√°vel √† manuten√ß√£o da vida na Terra, ainda mais os tipos de vida reinantes nos mares do Pr√©-Cambriano, que eram menos complexas. N√£o s√≥ a temperatura diminuiu, mas tamb√©m a luminosidade nos oceanos devido ao recobrimento pelo gelo. Com isto, a vida ficou restrita a por√ß√Ķes de ref√ļgio, como fontes hidrotermais, zonas de rifteamento e lugares onde a espessura do gelo que recobria as √°guas era menor. As formas de vida que n√£o resistiram a esta mudan√ßa ambiental extrema morreram e acabaram enriquecendo as √°guas dos oceanos com mat√©ria org√Ęnica. Quando a temperatura da Terra voltou a subir, houve condi√ß√Ķes para a prolifera√ß√£o da vida novamente, de maneira mais intensa e muito mais diversificada. Hip√≥teses que defendem o aumento da oxigena√ß√£o 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: Explos√£o da vida cambriana. Fonte: Burgess Shale Fauna, de Carel Brest van Kempen, 1989.
Figura 3: Explos√£o da vida cambriana. Fonte: Burgess Shale Fauna, de Carel Brest van Kempen, 1989.