DAS CINZAS E DOS FÓSSEIS

Geociências, Paleodiversidade, Paleontologia, , ,
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No inverno aqui em Campinas, em geral seco, com bastante frequência ocorrem incêndios. Nessas ocasiões as casas, carros, etc. que estão perto ou que passam do lado do incêndio na estrada ficam cobertos daqueles fragmentos de plantas que vêm voando no vento, aqueles carvõezinhos. Pois esses fragmentos podem fossilizar e quiçá serem os únicos testemunhos da vegetação.

Uma das melhores evidências das mais antigas flores fósseis pertencem ao que restou de um incêndio da floresta, que no início do período Cretáceo (a uns 110 milhões de anos no passado, ou simplesmente Ma.) existia em Portugal.

De forma geral os fósseis vegetais produzidos por incêndios recebem o nome de carvões de queimada, ou charcoals em inglês. Eles são compostos por 60-90% de carbono e são conservados no registro fóssil por serem praticamente inertes. Neles há uma excelente preservação da morfologia e anatomia, muitas vezes até nível celular.

Este tipo de fossilização é tão antigo como o são as plantas na superfície do planeta, cujos registros mais antigos datam de uns 400 Ma. (Siluriano) ou um pouco mais… Isto indica que antes da vida povoar os continentes não existiam incêndios, talvez porque não houvesse nada para ser queimado. Contudo, evidências desses primeiros incêndios são encontradas em rochas de todos os continentes, o que indica que o processo de conquista do meio seco pela vida foi um evento que aconteceu por toda a superfície do planeta.

Os carvões de queimada ou charcoals, podem ser observados a olho nu ou no microscópio e a sua presença em grande quantidade está relacionada com os períodos do tempo geológicos com maior porcentagem de O2 na atmosfera que hoje em dia. como ocorreu durante os períodos Permiano (~298 a 252 Ma.) e Cretáceo (145 a 66 Ma.). Mas o que acontece para aumentar a concentração de O2 na atmosfera? Bom, se trata de momentos muito mais quentes que hoje e sem a presença de gelo nos polos. Assim, o nível relativo dos mares é mais alto, e como consequência os continentes possuem extensos mares interiores e rasos onde há uma enorme proliferação de recifes muito ricos em vida. Aqui no Brasil, durante o Cretáceo, o Nordeste era um enorme mar raso, após a separação entre a África e a América do Sul. Nesses mares interiores, por serem também quentes e com pouca circulação, ocorre a deposição maciça de carbonato de cálcio (CaCO2) e de matéria orgânica e, por conseguinte, o sequestro do C na crosta terrestre, elevando a concentração de O2 na atmosfera.

Fragmento de charcoal, visto em microscópio eletrônico de varredura. 1. Escala = 1mm; 2. Escala F= 500 µm.; 3. Escala = 50 µm; 4. 200 µm.

Voltando aos incêndios, com taxas de O2 elevadas, é muito mais fácil que a vegetação pegue fogo por ação de raios, vulcões, meteoros, etc. ou mesmo por combustão espontânea com mais oxigênio para oxidar a matéria orgânica pela queima. Os registros de incêndios, ou neste caso de paleoincêndios, são encontrados em rochas sedimentares ou, mais raramente, em rochas ígneas associadas a erupções vulcânicas. Os fragmentos de carvão de queimada são depositados tanto no continente como também nos mares, neste caso envolvendo o transporte dos fragmentos de charcoals pelo vento ou pela água, pois os carvões podem flutuar facilmente durante alguns dias até ficarem encharcados de água e afundar, possivelmente longe do local do incêndio e até mesmo no fundo do mar.

Estudos realizados em depósitos quaternários (2 Ma. até hoje) utilizam os registros dos paleoincêndios como evidências de mudanças climáticas e para caracterizar a presença de biomas com o Cerrado, que está intimamente associado com a presença do fogo. Nos estudos do Quaternário, a presença de charcoals é muitas vezes associada com climas mais secos que o atual ou até mesmo com a ação humana a partir dos últimos 10.000 anos. Outra grande vantagem nos estudos quaternários na utilização dos charcoals é a possibilidade de realizar, por meio deles, datações absolutas muito precisas utilizando o isótopo radiativo do carbono o C 14 o qual possui uma meia vida de 60.000 anos, bem como de estabelecer por meio do estudo de isótopos estáveis de C o tipo de vegetação que deu origem aos charcoals, indicando se tratava de uma vegetação mais aberta ou de uma floresta.

Assim, da próxima vez que passar perto de um incêndio ou encontrar uns carvões no campo, imagine as possibilidades que eles oferecem para um dia poder reconhecer ou reconstruir a paisagem atual.

 

 

Incêndio florestal, imagine a quantidade de charcoals sendo produzidos. http://www.meilogunotizie.net

Compostos orgânicos extraterrestres e a origem da vida na Terra

Flávia Callefo,

Como a vida se iniciou na Terra ainda é um mistério que intriga diversos cientistas e curiosos por muito tempo na nossa história. Na década de 20, Aleksandr Ivanovich Oparin, bioquímico russo, criou uma teoria do surgimento dos primeiros compostos orgânicos nos primórdios da evolução do nosso planeta, período no qual quase não existia oxigênio livre na atmosfera, que contava com os gases dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N2), vapor de água (H2O), amônio (NH3) e metano (CH4). Neste contexto, com a influência da energia liberada por relâmpagos, estas moléculas foram desintegradas dando origem a compostos orgânicos um pouco mais complexos. A teoria de Oparin foi testada experimentalmente na década de 50 por Stanley Miller, químico americano, que conseguiu formar aminoácidos simples a partir de descargas elétricas em ambiente simulando as condições da teoria de Oparin.
Os compostos orgânicos previamente formados, com a ação das descargas elétricas e raios UV provenientes do Sol, foram desencadeando reações químicas que deram origem a moléculas como álcoois, açúcares, aminoácidos e cadeias de carbono. Posteriormente surgiram proteínas e polissacarídeos. Mais tarde estas moléculas, que ficaram concentradas nos mares, deram origem às formas mais primitivas do que se podia chamar de vida, os chamados coacervados.

Perspectiva artística de como era a atmosfera primitiva da Terra, ambiente no qual teriam se formado os primeiros compostos orgânicos (fonte: autor desconhecido).

Enquanto isso, fora da Terra…

Já faz um bom tempo que se é conhecido que no espaço são encontrados diversos compostos orgânicos, como pares de bases e aminoácidos. Em 2011, por exemplo, alguns astrônomos da Universidade de Hong Kong encontraram compostos orgânicos complexos (comparados até com carvão e petróleo) em várias partes do Universo, e sugeriram que esse tipo de composto pode não ser exclusividade de formas biológicas, podendo ser espontaneamente criados por estrelas.
Em setembro de 2016, a NASA divulgou a detecção de um bilhão de pares de bases de DNA (provindas de amostras levadas da Terra) em apenas uma semana, pela utilização de um mini-sequenciador de biomoléculas em uma estação espacial, provando que é possível o sequenciamento de material genético em condições fora da Terra. Isto significa mais um importante passo para a possibilidade de detectar estes tipos de compostos em exoplanetas, por exemplo.
Mas uma notícia recente, de fevereiro de 2017, foi ainda mais animadora: foram detectados diversos compostos orgânicos, carbonatos e argilas em Ceres, o maior corpo entre o cinturão de asteroides que fica entre Marte e Júpiter, também considerado um planeta anão. Estes compostos, detectados por espectroscopia na região do infravermelho e do visível, foram mapeados em torno de uma cratera localizada no hemisfério Norte do pequeno planeta. Os compostos orgânicos encontrados possuem comprimentos de onda característicos de grupos metil (CH3-) e metileno (-CH2-).

Imagem da cratera mapeada na superfície do planeta anão Ceres, onde a coloração vermelha alcançada pela utilização de filtros espectrais combinados se refere à matéria orgânica. Fonte: NASA.

E como podemos relacionar esta descoberta com a origem da vida na Terra?

Em outubro de 2003, um trabalho publicado na revista Science mostrou que um experimento envolvendo a utilização de argila (no caso, montmorillonita) aumentou a tendência de ácidos graxos (que compõem os lipídios que formam as membranas das células) de formar membrana de camada dupla, além de induzir a formação de cadeias de RNA, moléculas que contém informação genética para a transcrição de proteínas. De acordo com o químico Alexander Graham Cairns-Smith, da Universidade de Glasgow (Escócia), autor do trabalho, na argila é onde podem ter surgido as primeiras moléculas que deram origem à vida. Isto porque as superfícies argilosas podem ter servido como um agente organizador de padrões, assim como os nossos genes atuam. Além disso, nas argilas os compostos orgânicos podem ter sido mantidos juntos e com condições ideais para o acontecimento de algumas reações químicas que seriam substanciais para a formação de proteínas, por exemplo. Em outras palavras, as partículas de argila serviriam como substratos para a união de aminoácidos para a formação de proteínas, além de favorecer a formação de dupla camada lipídica que posteriormente dariam origem às membranas celulares.
Um ambiente ideal para a evolução da vida pré-bacteriana no nosso planeta seriam as hot springs e fontes hidrotermais, regiões onde a água subterrânea aquecida geotermicamente emerge, no continente ou no assoalho oceânico, respectivamente. Estes ambientes possuem vários requerimentos que poderiam ser essenciais para as reações que deram origem à vida, além da presença de argila, como uma ampla gama de temperaturas (no qual uma deles seria ótima); presença de compostos orgânicos dissolvidos; grande disponibilidade de fósforo, zinco e níquel, etc.

Hot spring (esquerda), no parque Yellowstone, EUA. Fonte: Enciclopédia Britânica. Fonte hidrotermal em fundo oceânico (Fonte: Wikipedia).

Os carbonatos e argilas que foram encontrados no planeta anão Ceres podem fornecer evidências de que lá um dia aconteceram reações químicas na presença de água e calor, o que pode significar que os compostos orgânicos mapeados no planeta puderam ter uma origem semelhante aos primeiros compostos orgânicos mais complexos na Terra.

As joias do Universo

Geociências, Paleontologia, Rafael Faria, ,

No último dia 22 de Fevereiro, a agência espacial norte-americana NASA divulgou uma notícia que movimentou a comunidade científica e o mundo todo. Foi anunciada a descoberta de um sistema planetário composto de sete planetas orbitando uma estrela anã-vermelha. A estrela, com apenas cerca de 8% da massa de nosso Sol, já havia sido registrada anteriormente e foi batizada em referencia ao Telescópio TRAPPIST (que por sua vez recebeu este nome em homenagem aos monges católicos trapistas, uma ordem comum na Bélgica e na Holanda e famosa por suas deliciosas cervejas). Os sete planetas do Sistema TRAPPIST (planetas “b”, “c”, “d”, “e”, “f”, “g” e “h”) possuem órbitas pequenas, tamanhos similares aos da Terra e possivelmente são rochosos. Os planetas “e”, “f” e “g” encontram-se em uma distância que pode indicar a existência de água no estado líquido. A NASA tem planos de investigar sinais de atmosfera nestes planetas e se podem realmente possuir água líquida.

O Sistema TRAPPIST (www.nasa.gov)

Tal descoberta é realmente algo extraordinário, mas devemos ser cautelosos com as notícias que já se espalharam pelas mídias, em especial pela rede mundial de computadores, e que muitas vezes não estão embasadas em fatos concretos, mas na imaginação e nos anseios pessoais de seus autores. Não é verdade que a NASA descobriu um sistema planetário que possua vida, nem mesmo foi relatada a existência de água no estado líquido, mas a simples possibilidade de existência deste composto primordial já empolga muitas das pessoas que acreditam que a vida animal complexa que habita a Terra também esteja espalhada pelo Universo. Há, no entanto, uma corrente oposta e me lembrei da mesma com todo o frenesi causado pelo Sistema TRAPPIST. Há cientistas que defendem a hipótese da “Terra Rara”, segundo a qual a vida microbiana simples pode estar difundida pelo Universo, mas a vida animal complexa é muito rara. Ainda quando estava na graduação tive a oportunidade de ler o best-seller do paleontólogo Peter D. Ward e do astrobiólogo Donald Browlee (ambos norte-americanos): “Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe” e que me deixou fascinado! Embora muitas pessoas se excitem com a ideia de vida complexa extraterrestre, a possibilidade de sermos um evento de tamanha singularidade como apresentado pela hipótese da Terra Rara me parece muito mais excitante!

Capa do livro “Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe”, de Peter D. Ward e Donald Browlee (2000)

Enquanto a vida simples microbiana é adaptada às mais adversas condições, como temperaturas extremas de ambientes polares e de ambientes próximos a vulcões, a vida animal complexa é mais restrita e sua existência depende de muitas singularidades que tornam o nosso “pálido ponto azul” (como apelidado pelo grande astrônomo e divulgador da ciência, Carl Sagan) tão raro! Para que a vida animal complexa pudesse surgir em nosso planeta foram necessários bilhões de anos de história geológica, cerca de 3,8 bilhões ou mais. Segundo a hipótese da Terra Rara, planetas mais jovens não possuiriam idade suficiente para que a vida pudesse surgir e evoluir para formas tão complexas como ocorreu na Terra. Além do tempo de existência dos planetas, há inúmeras outras condições para abrigarem seres complexos, como os que estão lendo este texto.

É necessário que o planeta não esteja situado na zona central de sua galáxia, pois no centro das galáxias é maior a probabilidade de que ocorram impactos com asteroides e cometas, que podem extinguir a vida. É necessário que o planeta mantenha parte de seu calor primordial, o suficiente para que exista a força capaz de mover seus continentes. Não fosse a tectônica de placas em nossa Terra rara, não haveria continentes-ilha, palco do isolamento geográfico que levou às inúmeras especiações e a diversificação da vida complexa. É necessário que o planeta tenha uma órbita estável e quase circular. Planetas com órbitas erráticas ou que não apresentem órbitas próximas de serem circulares não teriam condições climáticas que suportassem a vida complexa como conhecemos, pois ora estariam muito próximos de sua estrela, ora estariam muito distantes. É necessário que a própria estrela seja estável, sem muitas flutuações na energia liberada. E mesmo em um sistema planetário com uma estrela relativamente estável, pode ocorrer a liberação de energia em excesso, o que faz necessário um campo magnético protegendo o planeta.  Mesmo na presença de todas estas condições, é ainda importante a existência de um planeta vizinho de muita massa e que com seu poderoso campo gravitacional atraia qualquer bólido errante, protegendo o planeta, como faz Júpiter em relação à Terra. Muitos podem pensar que a hipótese da Terra Rara falhe ao não considerar que a vida em outros planetas possa ser diferente da que aqui ocorre (composta de outras macromoléculas essenciais) e que tenha outras exigências para progredir de formas simples a formas complexas. No entanto, a única forma de vida conhecida é a que existe em nosso planeta, e o que definimos como vida está restrito a ela.

A descoberta do Sistema TRAPPIST é uma boa nova e merece toda a empolgação da comunidade científica e de todas as pessoas que são apaixonadas por ciência, mas não creio que estamos próximos de encontrar vida complexa. Podemos sim ter esperança de que exista água no estado líquido, em especial na zona que abriga os planetas “e”, “f” e “g”, e que os planetas sejam realmente rochosos e que possuam atmosferas similares às da Terra, e que abriguem, talvez, vida microbiana, vida mais simples. Mas a vida complexa parece ser rara no Universo! Nós temos a sorte de viver em um planeta que a abriga e que ainda registra nas rochas, através dos fósseis, a história de sua evolução. A Terra é rara, toda sua diversidade de organismos complexos é rara e o registro fóssil é ainda mais raro. As joias do Universo podem estar mais próximas de nós do que pensamos.

A Terra, nosso pálido ponto azul, vista de Saturno e fotografada pela sonda Cassini em 2013. Uma das joias do Universo! (www.science.nasa.gov)

O Carnaval dos microbichos

Frésia S. Ricardi-Branco, Geociências, Paleodiversidade, Paleontologia, Sem categoria, ,

Faz um tempo que a cada carnaval fico com vontade de ir para Veneza (Itália) e utilizar uma máscara decorada e inspirada nos foraminíferos. Eles são microfósseis, pois estima-se que hoje em dia existam ao redor de 8.000 espécies, mas a grande maioria delas dificilmente alcança mais de 1mm. Pela sistemática, eles são protistas eucariontes cosmopolitas, na sua maioria marinhos, e pertencem ao Filo Granuloreticulosa, possuindo uma célula só e são aparentados com as amebas. Os foraminíferos em vida possuem pseudópodes (ou falsos pés) que os auxiliam em muitas funções como na fixação, flutuação, alimentação, respiração, coleta, etc.
Os foraminíferos secretam uma carapaça ou esqueleto externo, que recebe o nome de testa, que em muitos casos é composta por carbonato de cálcio na forma de cristais de calcita. A testa é preservada facilmente no registro sedimentar, principalmente marinho, sem precisar passar por um processo de fossilização. O formato das testas, ou seja, a sua morfologia externa é francamente espetacular e sumamente variada.

Foraminífero  belamente ornamentado (http://www.foraminifera.eu)

A enorme quantidade de testas de foraminíferos depositadas no fundo dos mares e oceanos, as famosas vazas de foraminíferos, fazem desse filo de protozoas um dos grupos de fósseis mais abundantes do registro fossilífero do nosso planeta nos últimos 500 milhões de anos. Na verdade, são bem menos famosos que os dinossauros e muito mais bem-sucedidos. Quem não ouviu falar das pirâmides do Egito, umas das sete maravilhas do mundo antigo? Pois bem, elas foram construídas com blocos de pedra calcaria formada pela deposição de foraminíferos ou vazas de foraminíferos.

As vazas de foraminíferos são mundialmente estudadas em testemunhos recuperados de perfurações que alcançam centenas de metros de profundidade. Esses registros ordenados são precisos e preciosos na hora de realizar correlações entre camadas de diferentes locais no planeta, datar camadas, calcular – por meio de isótopos estáveis de Oxigênio – a temperatura das águas na qual foi segregada a testa, ou seja, ter acesso a paleotemperaturas de épocas passadas, etc.

A imagem pertence a um mesmo foraminífero planctônico, a diferencia esta na presença de espinhos em um e sem os espinhos no outro (http://www.foraminifera.eu)

Pois bem, as testas dos foraminíferos, como já falei, são super-bonitas e ornamentadas e dependendo da forma como o seu dono habite o ambiente marinho são denominadas como planctônicos, se pertencem a indivíduos que vivem flutuando perto da superfície, ou bentônicos, se vivem no fundo. Nesse segundo caso, podem viver colados a outros organismos ou enterrados entre os grãos de areia. Claro que também a sua distribuição nos mares vai ser regida por parâmetros como temperatura, salinidade, nível de oxigênio, disponibilidade de alimento, etc.

Entre os grupos de foraminíferos que possuem testa de calcário, temos os de testa aglutinante ou Textulariina, os porcelânicos ou Miliolina, os de testa hialina ou Rotaliina e um grupo extinto há mais de 250 milhões de anos conhecido como de testa microgranular ou Fusilinina. A forma como os cristais de calcita se organizam para formar a testa confere ao protozoa diferentes propriedades para e xplorar o seu habitat, ou seja, viver em lugares variados.

Aspecto da testa aglutinante (http://www.foraminifera.eu)

Entre os grupos de hoje, os foraminíferos aglutinantes secretam um tipo de cimento e com auxílio dos pseudópodos (lembrando que são parecidos com as amebas) colhem diminutos fragmentos de conchas ou grãos de areia e rochas do fundo, que vão colando no cimento e com isso construindo a testa. Na maioria dos casos a testa possui um furo na ponta, para saída dos pseudópodes. Com esse tipo de testa os aglutinantes exploram locais com pouca disponibilidade de carbonato dissolvido na água, como a foz de rios ou mesmo as profundezas dos oceanos, abaixo dos 2.000 metros de profundidade.

Exemplares com testa porcelânica (http://www.marine.usf.edu)

Os foraminíferos com testa porcelânica segregam cristais de calcita que são depositados em todas direções, isto é, sem uma ordem definida, formando uma testa muito robusta e habitam o fundo de todos dos mares e em todas as latitudes.

Os foraminíferos hialinos constroem as suas testas depositando os cristais de calcita de forma ordenada, então as suas testas são transparentes e finamente perfuradas. Pelas perfurações emergem os pseudópodes que auxiliam na flutuação, sendo esse grupo o que reúne todas as espécies de foraminíferos planctônicos, embora também existam muitas formas bentônicas.

Fomaníniferos planctônicos de testa hialina (http://www.foraminifera.eu)

As testas podem, independente de como foram construídas, ser ornamentadas ou lisas, ter uma ou muitas câmaras dispostas em uma ou muitas fileiras, em linha ou enroladas, etc. etc. Então, com essa diversidade e com 500 milhões de anos de história não vai ser difícil eu fazer a minha máscara, as de todo um bloco ou mesmo as de todos os foliões com motivos de foraminíferos diferentes….

Como um tronco ou um osso vira pedra?

Frésia S. Ricardi-Branco, Geociências, Paleodiversidade, Paleontologia, Sem categoria, , ,

Quem já não se deparou com uma pedra (rocha) que um dia formou parte de um dinossauro ou era a rama mais alta de uma árvore? Visitando um museu ou mesmo no campo?

Pois bem o processo que converte os restos orgânicos (vegetais, animais, bacterianos, etc.) em fósseis como estes é denominado de permineralização e ocorre de forma mais ou menos rápida, claro sempre pensando no tempo geológico. O processo se inicia imediatamente após a queda do resto num ambiente de deposição de sedimentos (córrego, rio, lago, mar…) ou durante o soterramento num desses locais. O que acontece em geral, é que uma solução rica em sílica ou cálcio consegue preencher os espaços vazios entre as células, poros e no interior das células. Com o passar do tempo, a perda de água promovida pelo soterramento induz a formação de cristais de quartzo, no caso de uma solução rica em sílica ou calcita, no caso do cálcio. Esses cristais possuem tamanhos diminutos, da ordem de poucos micrometros (1/1000 de um milímetro), que preservam a anatomia original inclusive das células, e por ser muito estáveis no caso da sílica, permitem a manutenção dos fósseis por muitos milhões de anos. Esse processo de fossilização pode levar 50.000 anos ou menos o que, convenhamos, é quase nada no tempo geológico.

Tronco de conífera da Formação Teresina (260 milhões de anos) permineralizado por sílica. A. Corte longitudinal mostrando traqueides; B. Detalhe de um traqueide, notar os cristais de quartzo que formam a estrutura.

Além da pemineralização por sílica ou carbonato de cálcio, outros minerais como a pirita (sulfeto de ferro) podem permineralizar estruturas orgânicas. Até mesmo a formação de gelo pelo congelamento da água dentro dos tecidos orgânicos, pode ser considerada uma permineralização, logicamente que bem menos estável, pois o fóssil apodrecerá após o descongelamento, como é o caso dos mamutes que frequentemente são encontrados na Sibéria.

No Brasil, temos abundantes sítios com fósseis permineralizados, inclusive alguns com o registro de extensas florestas que existiram há mais de 250 milhões de anos, como a do Monumento Natural das Árvores Fossilizadas do Tocantins (MNAFTO), em Bielândia, distrito de Filadélfia, que possui uma extensão de mais de 32.000 hectares ou as florestas fósseis de Mata e de São Padro do Sul no Rio Grande do Sul, um pouco mais jovenzinhas, ou mesmo os registros do interior de São Paulo, que representam as florestas que habitavam as planícies de rios ou próximas à costa em climas quentes e secos. No geral eram compostas por árvores aparentadas com as araucárias, podocarpos, pinheiros e também por samambaias de grande porte e cavalinhas, com certeza sem plantas com flores. Nelas estão preservados troncos com tamanhos que alcançam os 30 metros de comprimento e 1 metro de diâmetro e, menos frequente, folhas. Aliás, a diversidade é fóssil é grande, o que faltam são pesquisadores para estudar tanto material.

Caule de samambaia permineralizado por sílica coletado na MNAPTO

Por último, o processo de permineralização foi o que permitiu a preservação das evidências de vida mais antigas que se conhecem na Terra, com cerca de 3465 milhões de anos, que chegaram até os nosso dias e tem sido interpretados como filamentos de colônias de bactérias fotossintetizantes conhecidas como cianobactérias… Então a permineralizacão é um processo que permite tanto a conservação dos maiores registros fósseis em tamanho como dos menores… é só ter as condições necessárias e o tempo…

Como será o nosso futuro? Que fósseis descreverão em milhões de anos à frente?

Ciências, Frésia S. Ricardi-Branco, Paleodiversidade, Tempo geológico,

Por conta da virada do ano e o início de 2017, fiquei pensando em fechar as crônicas da vida no passado do estado de São Paulo, aproveitando para comentar acerca de qual é o registro da vida que atualmente está sendo incorporado às camadas de sedimentos que se estão depositando. Como a Carolina já descreveu no post dela, a inclusão de restos orgânicos (folhas, galhos, carcaças, conchas, etc.) nas camadas depende do tempo envolvido e da oportunidade, sendo que a parte da Paleontologia que estuda esse processo é conhecida como Tafonomia.

Mata de galeria, no rio Mogi-Guaçu, SP

Então, qual porção do que hoje apreciamos nas matas de galeria será preservado? E dos manguezais? Da Mata Atlântica? Do Cerrado? Será possível reconstruir a sua diversidade, ou ter uma ideia dela ao menos, com base no que hoje está sendo incorporado nas camadas sedimentares em formação?

 

Coleta de uma camada de folhas nas margens do rio Mogi-Guaçu, SP

 Uma das formas para responder a essas inquietudes, e ao meu modo de ver a mais simples, é pesquisar diretamente nos locais onde esses novos registros estão acontecendo, como por exemplo nas florestas ciliares ou também conhecidas como de galeria ou ripícolas, que se desenvolvem à beira dos rios, especialmente naqueles com muitas curvas ou meandros. Pela migração lateral do canal do rio, as curvas acabam se fechando e isolando o braço do rio. Pelo geral, a porção isolada somente recebe água durante as cheias. Assim, vão se formando pequenas lagoas rodeadas por vegetação, nas quais caem folhas, galhos, sementes, polens, esporos, insetos, etc. Nesse processo de acúmulo de restos orgânicos, os vegetais são os que aportam a maior quantidade de biomassa e podem chegar a formar verdadeiras camadas de restos, por vezes bastante espessas, com mais de 20 cm, que ao ser soterrados e prensados entre várias camadas de sedimentos (areia, lama, etc.) poderão se transformar em fósseis de folhas, galhos e sementes na forma de compressões e/ou impressões. A forma de acessar esses acúmulos pelo geral se faz abrindo uma trincheira.

 

Coleta do registro sedimentar utilizando um tubo de alumínio de dois metros.

Nos manguezais ou mesmo nas lagoas associadas aos meandros, por exemplo, se enfiarmos um tubo oco e resistente de uns dois metros de comprimento e a seguir tampar a extremidade superior, poderemos retira-lo da lama, com bastante esforço, e abri-lo de comprido, de forma a observar um registro ordenado da sucessão da deposição dos sedimentos em camadas, pelo geral com camadas de várias cores. As camadas mais escuras terão maior quantidade de matéria orgânica preservada e, por conseguinte, maior probabilidade de preservação. Nesse registro as amostras da base corresponderão aos sedimentos mais antigos e as mais recentes serão as do topo. Uma vez que os sedimentos dos manguezais são bem finos, a deposição será lenta, ou seja, para formar uma camada de 1 cm de espessura será necessário mais tempo envolvido do que em uma camada de areia grossa. Voltando ao registro retirado com o tubo, poderemos ter registrado algumas centenas de anos de deposição e nessas camadas estrarão preservadas assembleias de microrestos (pólens, esporos, diatomáceas, etc.) como também folhas, sementes, galhos entre outros.

Alternância de camadas de areia (em tons de cinza) e de restos vegetais (mais escuras)

Assim, utilizando essas acumulações mais “modernas” de restos orgânicos não fossilizados e que poderão se tornar fósseis um dia, é possível adquirir conhecimento acerca das variações na vegetação que foram produzidas como consequência de mudanças climáticas, ou de variações no nível dos mares ou induzidas pelo homem em escalas menores de tempo, como o último milênio, os últimos séculos, etc.

Conhecer e entender como acontece a entrada dos restos orgânicos no registro sedimentar também ajuda na hora de interpretar jazimentos fósseis pretéritos, para se ter uma ideia de onde provem os fósseis, como chegaram até o local de deposição, como foram fossilizados… entre outras coisas… e se o futuro também terá fósseis da vida que hoje vemos no nosso planeta, pelo menos no próximo um bilhão de anos… mas essa é outra história relacionada com a evolução do Sol.

Sobre dragões e fósseis

Carolina Zabini, Ciências, Paleodiversidade, , ,

Como amante da paleontologia e, mais recentemente, praticante e apreciadora de wushu, a inspiração deste post surgiu como um desafio de tentar relacionar os dois temas de alguma forma. Me parece que alguns mitos são criados a partir de “verdades”…distorcidas, ou, com um toque de imaginação, digamos assim.

Dragão do quadrinho Zen pencils

Na arte marcial que conhecemos por “kung fu”, aqui no ocidente, existem diversos estilos de luta. Norte e Sul da China são conhecidos por estilos diferentes. O estilo do dragão é um estilo imitativo do Sul; neste, os movimentos devem ser compreendidos, internalizados (em contraposição, o adversário do dragão é o tigre e seu estilo é fundamentado em movimentos de força e memorização). Como o dragão, para os chineses, simboliza a água e a terra, no kung fu suas ações combinam força e leveza em movimentos que unem opostos, como: circular/reto, ou para cima/para baixo, por exemplo.

O dragão é uma figura comum na mitologia chinesa, desempenhando vários papéis como regular as chuvas, proteger os deuses (e o imperador), e ser a fonte da verdadeira sabedoria e da boa sorte. É, portanto, considerado um animal auspicioso, não malévolo. Por isso são extremamente comuns na arquitetura e ornamentação da antiga China. Não é à toa também que, por mais de uma vez na história, imperadores chineses regularam o uso das imagens de dragão em suas sedas e outros ornamentos, para que somente eles pudessem usá-las e, assim, demonstrar sua potência.

História “Never give up!” do quadrinho Zen Pencils

Apesar de ser um estilo imitativo no kung fu, nós todos sabemos que dragões (i.e., répteis serpentiformes voadores que cospem fogo) nunca existiram. Neste caso, a “imitação” vem das histórias e lendas passadas de geração em geração, sobre os supostos movimentos destes animais. Se, por um lado, a forma como se mexiam vem da imaginação das pessoas, de outro, a figura do animal em si tem uma origem interessante. Fósseis de dinossauros, ou de outros grandes répteis serpentiformes, ou até mesmo fósseis de baleias são, provavelmente, a fonte de inspiração para os mitos dos dragões (assim como de outros animais, lendas e deuses que existem mundo afora). Imagine os antigos chineses encontrando ossos de grandes proporções, com a forma de um lagarto, espalhados pelo chão… e mais, ossos duros como pedras! Na breve pesquisa que fiz para escrever este post eu li (aqui) que o fato de os ossos serem feitos de pedra (resultado do processo de fossilização) provavelmente levou as pessoas a pensar que era um animal que cuspia fogo, pois seus ossos resistiam a ele! Interessante, não?

Os mais antigos adornos chineses contendo imagens de dragões datam de cerca de 4700-2900 a.C. (Cultura Hongshan). Então é bem provável que antes disso os fósseis de grandes animais já tivessem sido descobertos naquela região do mundo. Naquela época não se tinha o conhecimento científico que temos hoje sobre fósseis e fossilização, extinções e da vastidão do tempo geológico, e estes restos eram interpretados como restos recentes de animais fantásticos, ou seja, como os dragões; hoje chamamos a eles de dinossauros (e afins).

Se você sabe mais sobre os diferentes estilos de wushu, sobre paleontologia, sobre dragões, ou simplesmente gostou do post, deixe-nos um comentário!!

Veja aqui um documentário sobre a relação entre dragões e dinossauros.
Entre aqui para apreciar a arte do Zen Pencils.

 

 

 

 

Micro/Macro: a união faz a força!

Carolina Zabini, Ciências, Paleodiversidade, Paleontologia, Tempo geológico, ,
Imagem de micro e macro-organismos do quadrinho “Mikromakro” de Jens Harder

Com um telescópio nós conseguimos observar corpos celestes imensos que estão muito distantes, mas que mesmo assim nos causam assombro. Já com um microscópio é possível observar a -abundante- vida minúscula que nos cerca, mas que passa despercebida pela maioria de nós…

Escalas.

Para quem viaja: a escala é um ponto de parada.

Na música: é um grupo de notas musicais.

Na matemática: é uma razão entre grandezas que permitem uma comparação; e é exatamente esse conceito, matemático, que iremos usar neste post. Isso porque vamos falar de organismos que, se tivessem lemas, seriam: “tamanho não é documento” e “a união faz a força”, uma vez que seu tamanho é insignificante perto da dimensão do planeta Terra (comparando os tamanhos estamos usando o conceito matemático!), e que unidos eles são extremamente imporntantes para a manutenção de ciclos globais .

Imagem de bactérias do quadrinho “Mikromakro” de Jens Harder

Micro-organismos. Apesar de serem pequenos (menores que 1-2 mm), são muito abundantes. Abundância aqui significa que temos muitos indivíduos, do mesmo tipo de organismo (em biologia existe uma grande diferença entre abundância e diversidade. Mas esse é um tema para um próximo post.) E é a abundância que os torna extremamente significativo na manutenção de diversos ciclos do nosso planeta, como o ciclo do Carbono, por exemplo. Não faz muito tempo se dizia, inadvertidamente, que a Floresta Amazônica era o pulmão do planeta; já ouviu isso alguma vez? Pois é, e deve ter ouvido também que não é bem assim que a coisa funciona… que a razão O2/CO2 é mais controlada por micro-organismos fotossintetizantes extremamente abundantes que vivem nas águas do mar (lembrando que o mar recobre cerca de 70% da superfície do nosso planeta, o que sugere que estes organismos minúsculos tem um ambiente –bastante– espaçoso para viver) e que o CO2 produzido na Amazônia também é consumido por ali mesmo, não tendo tanto efeito mundial quanto se pensava.

Bom, por mais que eles sejam pequenos, eles estão sujeitos aos mesmos processos sofridos por qualquer outro organismo na superfície terrestre, o que significa que a maioria, ao completar seu ciclo de vida, é decomposta e seus constituintes retornam ao sistema, como aquela famosa frase de Lavoisier (1743-1794): “na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Mas, claro, alguns acabam escapando a esta norma, passam por processos físicos e químicos que os preservam nas rochas e formam o que chamamos de microfósseis. Os microfósseis podem ser organismos inteiros de tamanho diminuto (como foraminíferos, radiolários, dinoflagelados, algas), ou então, são partes pequenas de organismos maiores. Para exemplificar este último caso, pense que o pólen (micro) produzido por algumas plantas (macro) são partes pequenas (células reprodutivas) delas. Pólens fósseis são extremamente comuns no registro (de determinado período em diante, neste caso do Devoniano até os dias atuais) e seu estudo se chama paleopalinologia.

Você pode pensar que achar microfósseis deve ser extremamente difícil pois eles são muito pequenos. Mas, na realidade, como são -em geral- abundantes, os paleontólogos que trabalham com microfósseis são muito sortudos e não precisam levar grandes quantidades de rochas para o laboratório. Um pouco só (algumas gramas) já é o suficiente para se observar algumas centenas de indivíduos, utilizando um microscópio, claro.

Bem, já falamos que os micro-organismos são importantes pois são abundantes e que podem gerar fósseis. Pense sobre essas duas propriedades (abundância + fósseis) e misture-as com o tempo geológico: milhares de micro-organismos ao longo de centenas de ambientes diferentes que se sucederam ao longo das centenas de milhares de anos do tempo geológico. Pronto. É bastante material para que os micropaleontólogos trabalhem, né? As variações ambientais ocorridas ao longo do tempo podem ser detectadas pelo estudo de microfósseis, cada grupo estudado fornecendo um dado importante sobre o paleoambiente em que viveu.

Vamos aproveitar que este é o primeiro post de 2017 e aplicar o lema dos microfósseis em nossos dias daqui pra frente... a união faz a força! 
Que consigamos nos unir para melhorar nosso país; cada um fazendo a sua parte, para o bem de todos. E que a ciência no Brasil não esmoreça. Feliz 2017!

Museu de História Natural de Berlim, uma experiência inesquecível!

Flávia Callefo, ,

Toda pessoa que tem um mínimo de curiosidade sobre algum tema relacionado à História, Natureza e Ciências em geral tem um lugar certo onde pode se divertir: museu. Museu não é coisa para “nerd” não, muito menos exclusivo para pessoas envolvidas no meio acadêmico. Museu é lugar para gente curiosa! E os museus mundo a fora (aqueles que recebem um mínimo de incentivo financeiro, claro) hoje em dia estão cada vez mais interativos e mais diversos, com exposições dinâmicas e itinerantes, sempre se renovando para o público não visitar somente uma vez, mas sim querer voltar a cada temporada para ver coisas novas.

Em 2015 tive a oportunidade que eu achei que não teria tão cedo: visitar o Museu de História Natural de Berlim (Museum für Naturkunde Berlin). Jamais vou esquecer a emoção ao entrar (sozinha) pelo salão principal e ver as gigantescas ossadas de braquiossauros, aqueles pescoçudos, sabe? O guarda da entrada riu de mim, pois eu fiquei tão abestada ao ver tudo aquilo que chorei.

Museu de História Natural de Berlim
Braquiossauros no saguão principal

O Museu de História Natural de Berlim surgiu em meados de 1810, resultante da fusão de 3 museus: de Anatomia,  Zoologia e Mineralógico. A coleção, que hoje conta com mais de 30 milhões de itens, foi adquirida através de doações, compra e coleta em expedições. Inclusive conta com muitos fósseis brasileiros, como peixes e invertebrados do Araripe (cuja procedência não será aqui discutida para não quebrar o encanto da matéria).

Em 1889, o imperador Wilhelm II inaugurou oficialmente o museu no local onde se encontra até hoje. Durante o período da Segunda Guerra Mundial, uma parte do museu foi destruída, perdendo-se 25% da coleção, permanecendo fechado ao público até 1945, quando então foi reinaugurado. Depois da queda do Muro de Berlim e reunificação em 1989-1990, o museu foi reestruturado, foram criados novos laboratórios e foi dividido em três institutos: Paleontologia, Mineralogia e Zoologia Sistemática.

Em 2006, novamente foi reestruturado, criando-se departamentos de pesquisa, de coleções, exposição e de Educação. Foi considerado uma fundação de direito público em 2009, devido a sua grande importância na região. Em 2010 completou 200 anos e desde 2012 seu pessoal têm colocado em prática a missão de auxiliar na compreensão pública da Ciência, tornando seu conteúdo científico e pesquisas mais acessíveis para o público em geral, bem como vêm tendo uma crescente participação em eventos de Educação.

Felicidade é tirar selfie com o Archaeopterix!

Com sua integração à Instituição Leibniz para a Evolução e Ciência da Biodiversidade, o Museu de História Natural de Berlim se tornou uma das instituições de pesquisa na área de evolução biológica, geológica e de biodiversidade mais importantes do mundo, alcançando um público de mais de 500.000 visitantes por ano.

Enfim, os esforços de toda sua equipe valeram muito a pena! A visita ao Museu de História Natural de Berlim é uma atividade muito mais que recomendada, não só para professores e estudantes, mas para todas as pessoas que tiverem a chance de passear por Berlim. Só não chore aos pés do pescoçudo e vire piada como eu!

Para saber mais:

https://www.naturkundemuseum.berlin/

 

 

Paleontologia: como compreendê-la em 5 passos

Carolina Zabini, Ciências, Paleontologia, para refletir, Tempo geológico, , ,

Quase todos os anúncios de reportagens e chamadas que recebemos incessantemente em nossos celulares, todos os dias, trazem números. Talvez seja a nossa avidez por conhecimento “rapidamente absorvível” que tenha promovido esta proliferação de textos com títulos que trazem o número exato (ou inexato, alguns enganam a gente) de conteúdo. Se dá certo (se a gente absorve mais rápido, ou se é simplesmente uma questão de marketing/publicidade…), eu não sei; fato é que resolvi aderir à moda e tentarei explicar o que é a paleontologia em 5 itens; ou pelo menos, irei tentar apontar as principais problemáticas envolvidas quando se trata de paleontologia para e com aqueles que não sabem bem o que esta ciência significa. Vamos lá?

1 – O termo “Paleontologia” significa “o estudo dos seres antigos”. Já falamos em posts anteriores que antigo em Geologia – e em Paleontologia – tem conotação diferente daquele utilizada no nosso dia-a-dia. Restos de organismos são considerados recentes, ou pouco antigos (e denominados de sub-fósseis, por exemplo) se tiverem por volta de 10.000 anos por exemplo. Além da questão do tempo, temos o termo “seres” aqui… não são somente dinossauros (!!!). Nem somente plantas. Lembrem-se, temos todos os filos de possibilidades; todos os tamanhos e toda a variedade de vida que já existiu ao longo dos últimos 4,5 G.a. É coisa pra caramba :mrgreen: .

2 – Paleontologia e Arqueologia são ciências que usam métodos de estudo parecidos, mas cujo objeto de estudo é diferente. O enfoque da paleo que eu falei no item 1 (acima), é a vida, em geral, ao longo do tempo geológico; o enfoque da arqueologia são as civilizações humanas e sua cultura (que, aliás, é algo beeeem recente….). É muito comum a confusão entre as duas ciências, talvez por exigirem um perfil de pesquisador de campo, aventureiro, que vive à procura de segredos escondidos em rochas ou locais remotos…. mas as similaridades ficam por aí. Agora você sabe que o Indiana Jones é um arqueólogo, não um paleontólogo, ok 😆 ?

3 – Sendo a vida antiga o objeto de estudo da paleo, ela se baseia, portanto, no estudo dos fósseis. Fósseis são restos ou vestígios de vida com mais de 11.000 anos. Quanto mais antigo é um fóssil, maior a probabilidade de que ele tenha se transformado em rocha; mas ainda assim é um vestígio de algo que já foi vivo. Por este motivo é que a Paleontologia é a união entre a Biologia e a Geologia. Em geral (não é uma regra) são biólogos ou geólogos que estudam os fósseis. Isso porque os conhecimentos exigidos para as análises tem que vir tanto da bio quando da geo. Como eu disse antes: restos de vida- conhecimentos biológicos-, que se tornaram ou irão se tornar rochas – conhecimentos da geo. Mas a realidade é que conhecimentos de química, física, matemática, computação, (etc…) além da biologia e da geologia, são usados nos estudos paleontológicos. Uma visão integrada dos fenômenos da natureza e de diferentes técnicas de análise dos materiais fósseis faz um bom paleontólogo/cientista…

4 – Não é só de petróleo (nem só de dinossauros 😈 ) que se faz a Paleontologia. Talvez este item acabe repetindo o que já foi dito no item 1, mas tenha paciência. Isso é importante. Toda a vida, que se desenvolveu ao longo da história geológica da Terra, pode ser estudada por um paleontólogo (tudo aquilo que vive hoje e que você conhece, e também aquelas formas de vida bizarras, que… pode ser que você nunca tenho ouvido falar).

O petróleo é famoso por sua importância na economia mundial, e os fósseis (microfósseis, neste caso; fósseis de seres que precisamos de microscópio para enxergar) ajudam, de modo geral, a mostrar onde o petróleo tem mais chance de ocorrer. É uma das formas de aplicação da paleontologia.

Já os dinossauros são famosos por fazerem parte do imaginário popular: eram grandes (nem todos né?), assustadores (com exceções…) e… verdes! (ou coloridos? ou ainda…cobertos por penas?). Veja… as generalizações acabam fornecendo uma visão distorcida não é mesmo? Deve ser por isso que quanto mais se estuda (e se especializa numa área) mais a gente se dá conta de que sabe quase nada de tudo, e muito pouco sobre alguma coisa 😯 .

5 – A Paleontologia é uma ciência pura. Calma, não significa que ela seja inocente 🙄 , não é isso… é uma ciência que tem como objetivo principal o conhecimento. Sim, ela pode ser aplicada. Algumas vezes é utilizada como uma ferramenta para compreender outros fenômenos, tendo assim, aplicação (no item 4 eu falei do petróleo, não é?). Mas, sob o meu ponto de vista, o seu objetivo mais imediato é o conhecer por conhecer; e, claro, o conhecimento gerado vai influenciar em outras áreas da ciência, gerar discussões, promover debates e levar ao progresso do conhecimento científico. Muito do que se sabe hoje foi inventado ou observado por algum cientista que teve a vontade de observar, descrever, conhecer, explicar algo. Independentemente de ser pura ou aplicada a ciência leva ao progresso a humanidade!

Para uma leitura interessante e aprofundada sobre o tema ciência e seus impactos, clique aqui.