Paleontologia Marcello Guimarães Simões & Sabrina Coelho Rodrigues (http://www.ufrgs.br/paleodigital/Introducao.html) O registro fóssil A importância dos fósseis Tornando-se um fóssil Rochas

O que é Paleontologia? Paleontologia significa "o estudo da vida antiga“: Do grego "Palaios= antigo; ontos= coisas existentes; logos= estudo". Ciência que se ocupa de: Descrição e da classificação dos fósseis, Evolução e interação dos seres pré-históricos com seus antigos ambientes, Distribuição e datação das rochas portadoras de fósseis, etc.

O que são fósseis? Fósseis são restos das plantas e animais e microrganismos preservados nas rochas. Com frequência, apenas as partes mais duras, como dentes e ossos, são preservadas. As outras partes se decompõem. Mesmo quando não resta nenhuma parte do animal, seu corpo faz uma cavidade na rocha, deixando impressa sua forma exata. Às vezes o animal deixa as marcas das patas ao passar pela areia ou lama. Uma única impressão permite determinar o tamanho do animal . Os fósseis levam milhões de anos para se formar. Os fósseis são as únicas evidências de animais e plantas que existiram há milhões de anos.

Paleontologia moderna Estuda como a evolução física da Terra influenciou a evolução das formas de vida pré-históricas. Ciência dinâmica que possui relações com outras áreas do conhecimento: Paleogeografia – evolução das mudanças na geografia do planeta; Paleoclima – evolução das mudanças no clima; Paleoecologia - evolução das mudanças nos ecossistemas; Obs: Atualmente, a Paleontologia preocupa-se também com a conservação do patrimônio fossilífero.

Subdivisões da Paleontologia Paleozoologia: estudo dos animais fósseis Paleontologia de Invertebrados Paleontologia de vertebrados Paleoantropologia Paleobotânica: estudo das plantas fósseis; Micropaleontologia: estudo dos microfósseis.

O registro fóssil Inclui a totalidade dos fósseis já descobertos e descritos, bem como aqueles ainda a serem descobertos pelos paleontológos. Engloba um vasto período de tempo, desde 3.5 bilhões de anos atrás, até aproximadamente, os vestígios de vida do chamado período histórico, quando os humanos desenvolveram a escrita, há cerca de 5.500 anos atrás.

Importância dos fósseis Permitem investigar e, de certa forma, especular, sobre os seres que viveram há muito tempo atrás. Constituem importante evidência do processo evolutivo. São úteis para o reconhecimento de pacotes de rochas contemporâneos e sua sucessão temporal. Permitem também o reconhecimento da distribuição dos antigos mares e continentes (paleogeografia). São ferramentas essenciais para a Paleoecologia e reconstrução dos ambientes antigos de sedimentação Do ponto de vista prático, fósseis são importantes na indústria do petróleo e do carvão etc.

TAFONOMIA Do grego Tafos = sepultamento; nomos = leis): Estudo das “leis” que governam a transição dos restos orgânicos da biosfera para litosfera (Efremov, 1940) Estudo dos processos de preservação e como eles afetam a informação no registro fossilífero (Behrensmeyr & Kidwell,1985)

Divisões da Tafonomia Bioestratinomia – engloba a história sedimentar dos restos esqueléticos até o soterramento, incluindo as causas de morte de um determinado organismo, sua decomposição, transporte e soterramento; Diagênese dos fósseis – reúne os processos físicos e químicos que alteram os restos esqueléticos após o soterramento.

Etapas da fossilização (exemplo do mexilhão) O mexilhão, nome popular dado às conchas de animais invertebrados (moluscos) formados por duas valvas ou carapaças calcárias, vive em ambientes aquáticos (preferencialmente marinhos) onde ficam presos às rochas e às superfícies duras, através de pequenos filamentos, conhecidos como bissos. Suas partes moles, ou tecidos (manto, órgãos reprodutores, brânquias, sifões), são envoltas pelas conchas calcárias, protegendo-as contra o ressecamento, a ação de predadores e servindo como estrutura de suporte para o corpo do animal.

Colônia de mexilhões vivos, fixos em superfícies duras Fonte: http://www.ufrgs.br/paleodigital/Fase1.html

Fossilização do mexilhão: A preservação do mexilhão como fóssil envolverá diversas fases, conhecidas como fases ou etapas da fossilização: Fase 1: A morte Fase 2: Necrólise Fase 3: Desarticulação e dispersão Fase 4: Soterramento Fase 5: Diagênese ou Litificação Fase 6: Soerguimento das Rochas Fossilíferas

Fase 1: a morte Em vida, o mexilhão prende-se às rochas e às outras superfícies duras, formando colônias ou bancos de conchas, onde passam a vida alimentando-se e reproduzindo-se. Cada indivíduo da colônia pode passar a vida toda no mesmo lugar. As mudanças ambientais (variação de temperatura, salinidade), as doenças, o ataque de predadores e o envelhecimento (senilidade) podem levar os indivíduos à morte.

Fase 2: necrólise ou decomposição Ao morrer, os tecidos do mexilhão deixam de ter atividade biológica (exemplo, contração e relaxamento muscular). O mexilhão morto abre suas conchas, expondo as partes moles. Essas, por sua vez, são decompostas, pelo ataque dos organismos necrófagos e pela ação bacteriana. Após a deterioração das partes moles, restam as conchas vazias, que por serem formadas por minerais são mais resistentes. Constituem, portanto, a parte dura do organismo, que tem maior chance de preservação. Após a necrólise ou putrefação dos tecidos a concha poderá permanecer com as duas partes ainda unidas pelo ligamento ou desarticular-se.

Mexilhão morto, com as conchas abertas e as partes moles ainda presentes http://www.ufrgs.br/paleodigital/Fase2.html

Fase 3: desarticulação e dispersão As conchas mortas ficam expostas ao ambiente, como hoje observamos nas praias. Essas podem ser desarticuladas pela ação das ondas e das correntes ou ação de organismos. Após a desarticulação da concha, poderá haver o transporte: a movimentação das conchas durante o transporte causa choque entre essas e as partículas sedimentares, ou seja, os grãos de areia, seixos, etc., resultando na fragmentação e no desgaste da superfície da concha. Se as conchas e seus fragmentos forem recobertos por sedimentos poderão tornar-se fósseis.

Desarticulação e dispersão Conchas de mexilhões articuladas abertas ou desarticuladas, com presença de sedimentos (areias e outros grãos) entre as conchas Mexilhão com perda das partes moles (tecidos) Fonte: http://www.ufrgs.br/paleodigital/Fase3.html

Fase 4: soterramento A incorporação das conchas no sedimento através do recobrimento ou soterramento é uma fase crítica no processo de fossilização. O recobrimento rápido, após a morte, por partículas sedimentares de pequena dimensão evita ou previne a ação dos organismos necrófagos e o transporte e a dispersão dos restos orgânicos, nesse caso, as conchas do mexilhão.

Continuação... Se as conchas não forem recobertas, elas se desintegrarão e, portanto, não terão chance de preservação. Nos ambientes aquáticos, a rápida decantação e a deposição de partículas sedimentares finas (pequena dimensão, como a argila) aumenta a probabilidade de preservação desses restos orgânicos. Nos ambientes terrestres , durante os períodos de chuvas torrenciais, areia fina e argila são transportados pelos rios. A argila é levada em suspensão na água (água turva) até as regiões costeiras, onde irá decantar e recobrir as conchas e outros restos de organismos que lá estão. Esse material ficará aprisionado e incorporado às camadas de sedimentos. Com o passar do tempo sucessivas camadas vão se depositando, contendo conchas, ossos e outros restos de esqueletos de animais e vegetais.

Fase 5: diagênese ou litificação Com o passar do tempo, sucessivas camadas de sedimentos, contendo conchas e outros restos em seu interior vão se acumulando. Como os grãos ainda estão soltos, o sedimento está incoerente (como na areia de praia). Dentre outros fatores, o peso das repetidas camadas de sedimentos (como em um bolo de aniversário contendo várias camadas) e a infiltração de água entre os grãos, no interior do sedimento, podem favorecer a precipitação de minerais que, como uma argamassa, irão ligar (colar) cada partícula de sedimento e os restos orgânicos. Nesse momento, a rocha estará cimentada, ou seja, coerente, dura, ou melhor, litificada ou petrificada.

Continuação... Durante o processo de litificação e compactação, os fluídos que se movem através dos grãos sedimentares são potencialmente destrutivos para os restos orgânicos, inclusive para as conchas dos mexilhões. Dependendo das características químicas dos fluídos de infiltração, poderá haver dissolução completa das conchas já incorporadas nos sedimentos, outros restos, por sua vez, poderão sofrer modificações químicas, com a troca ou substituição dos elementos minerais. Muitos são os tipos de fossilização que decorrem das modificações químicas, durante o processo de litificação.

Conchas fósseis de mexilhão, ainda na rocha matriz Fonte: http://www.ufrgs.br/paleodigital/Fase5.html

Conchas fósseis de mexilhão, extraídas da rocha matriz Fonte: http://www.ufrgs.br/paleodigital/Fase5.html

Fase 6: soerguimento das rochas fossilíferas Devido à movimentação das placas tectônicas, as sucessões de rochas contendo ou não fósseis poderão sofrer soerguimento (levantamento) emergindo a superfície terrestre. Pacotes de rochas sedimentares fossilíferas podem fazer parte das cadeias de montanhas e comumente estão dobrados e fraturados, devido aos esforços para soerguê-los. Em alguns casos, os fósseis ali contidos poderão estar também deformados, outros poderão ser destruídos. Uma vez na superfície, os pacotes de rochas sofrerão erosão e as conchas fósseis dos mexilhões poderão ser expostas.

Rochas Fósseis ocorrem dentro de rochas, que são aglomerados de dois ou mais minerais formados por processos naturais. O grupo mais importante de rochas para os Paleontólogos é o das Rochas Sedimentares, ou seja, rochas depositadas ou precipitadas. Tais rochas formam-se a partir do transporte, do acúmulo e da consolidação das partículas sedimentares (areia, argila). Fatores climáticos, como a chuva, o vento e o frio/calor, reduzem as rochas pré-existentes a fragmentos de tamanhos diversos. Esses fragmentos, chamados de partículas sedimentares, são agora transportados pelos rios, pelas geleiras e pelo vento e depositadas nos lagos, nas baías, nas lagunas, nos estuários, nos deltas e no fundo dos oceanos. Com o passar do tempo, há acúmulo de sedimentos e parte desses sofrerá diagênese ou litificação.