Biodiversidade e Ambiente I

Transcrição

1 Biodiversidade e Ambiente I Capt II - A Origem da Vida

2 Aspectos chave do capt I O que são plantas e qual o domínio da biologia vegetal Cinco reinos e 3 domínios da vida Papel da evolução tecnológica na classificação Unidade sistemática Classificações taxonómicas Árvores filogenéticas Biodiversidade. Seu significado e importância no sec XXI

3 Capítulo II - A origem da Vida A origem da vida e a evolução das condições abióticas Os registos e métodos de reconstrução dos eventos geológicos e biológicos O tempo geológico Métodos de datação O método científico indutivo e/ou dedutivo

4 Era Período Época Milhões de anos Eventos climáticos e físicos Vida Vegetal /Tipo de paisagem Vida Animal Recente 0.01 Flutuações climáticas frias a amenas. Quatro eventos glaciais Origem da agricultura e melhoramento genético Idade do Homem Pleistocénico 1.8 Quaternário Pliocénico 5.3 Miocénico Cenozóico 23.8 Oligocénico 33.7 Terciário Eocénico 54.8 Paleocénico 65 Cretácico 144 Mesozóico Jurássico 206 Triássico 248 Pérmico 290 Carbónico 354 Devónico Paleozóico 417 Silúrico 443 Clima frio. Glaciação no Hemisfério N. Junção da América do N e do S por elevação do Panamá Iniciam-se glaciações extensas no Hemisfério Sul Separação da Amérca do Sul e Antártida. Formação dos Alpes e Himalaias. Arrefecimento do clima Clima ameno a sub-tropical. Separação da Austrália e Antártida. India colide com a Ásia. Clima ameno a frio. Desaparecimento de mares continentais Clima húmido e quente. Nível do mar alto. Separação da América e África Clima quente. Deriva Atlântica. Mares anóxicos. Gondwana e Laurasia Arrefecimento do clima. Zonas acentuadamente áridas e montanhosas. Pangea no Hemisfério Norte Glaciação extensa no Hemisfério Sul. Continente no Hemisfério Sul. Orogenia dos apalacianos Clima subtropical. Nível do mar alto. Formação de depósitos de carvão.início da fusão dos continentes. Clima quente e seco. Continentes com alguma orogenia. Aquecimento. Continentes sem relevo. Fragmentação da Gondwana. CO 2 baixo Formação dos desertos Grandes extensões de pastagens e redução das florestas Especiação das Angiospérmicas Diversificação nas Angiospérmicas. Formam-se manchas de pastagens Derivação nas Angiospérmicas. Polinização especializada. Primeiras Angiospérmicas. Gimnospérmicas Gimnospérmicas. Cicadáceas Progimnospérmicas. Bennettitales Plantas com sementes. Progimnospérmicas Primeiras sementes. Primeiras folhas. Fetos arbóreos. Zonas pantanosas. Diversificação das plantas vasculares sem sementes Rhyniophyta. Grupos modernos de algas e fungos Grandes carnívoros. Hominídeos Herbívoros Primatas semelhantes a macacos Radiação dos mamíferos e aves. Primeiros mamíferos insectívoros. Primatas. Extinção dos dinossáurios. Terceira radiação dos insectos: especialização e diversificação Idade dos dinossáurios. Primeiros mamíferos e aves Primeiros dinossáurios Idade dos répteis. Declínio dos anfíbios. Segunda radiação dos insectos (metamorfoses) Idade dos anfíbios. Primeiros réteis. Primeira radiação dos insectos (formação das asas). Idade dos peixes, primeiros anfíbios e insectos Invasão dos primeiros artrópodes Ordovício 490 Arrefecimento. Glaciação. Mares cobrindo os continentes. Nìvel do mar baixo. Concentração de O 2 mais elevada. Diminuição de CO2 Invasão da Terra pelas plantas Diversificação dos moluscos Câmbrico 543 PreCâmbrico ~ 3500 Clima quente e seco, CO 2 elevado Diversificação das algas. Primeiros fungos Diversificação dos invertebrados Arrefecimento do planeta. Massa Origem dos eucariotas. Cianobacterias. continental (Gondwana) equatorial. Origem da vida Baixa concentração de O 2

5 O que é Vida? Thomas Scott - "Growth is life". A vida é desiquilíbrio Vida é uma colecção de processos que usa a energia para produzir e manter um sistema organizado, as células (Graham et al., 2003)

6 Teorias sobre o aparecimento da vida na terra Teoria Química-Biológica - Oparin & Haldane, 1930 S. Miller, 1950 Meteoritos de Marte - evidência de vida, 1996 Teoria Bombardeamento meteorítico - McKay et al., 1996 Nisbet, 2001

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8 Condrites do Carbónico C total 2% Carbonato Compostos orgânicos C total C Organico

9 Métodos de reconstrução Fósseis por compressão/impressão Fósseis por mineralização Fossilização de restos de plantas sem alteração

10 Tipos de mineralização mais comuns Partes de planta Inundação/encharcamento Infiltração do material por particulas minerais solúveis CaCO 3 Fe 2 O 3.H 2 O FeSH 2 Si Calcites Limonites Pirites Silicatos

11 Exemplo de fósseis Plumas em dinossáurios

12 Exemplo de fósseis Tronco de Lepidondendron Primeiro procariota fossilizado 3500 MA

13 Métodos de reconstrução Fósseis por compressão/impressão Fósseis por mineralização Fossilização de restos de plantas sem alteração

14 Métodos de datação Datação radiométrica Polaridade geomagnética Datação por luminescencia Correlação biológica

15 Datação radiométrica 40 K 238 U 40 Ar 206 Pb 1250 MA 5.81 x A 4470 MA 1.55 x A

16 Era Milhões de anos Eventos planetários e físicos 4600 Formação da crusta sólida homogénea da terra por intrusão planetária 4300 Fusão da terra devido à radioactividade e calor gravitacional que levou à diferenciação de estruturas interiores assim como à libertação sob a forma de gás de moléculas de H2O, CH3, NH3, N2 e CO2 Pre Precâmbrico Água atmosférica e fotodissociada por radiação ultravioleta para dar origem a moléculas de O2, incorporados numa camada de ozono, e de H2 que escapam para o espaço Pára o bombardeamento da terra por partículas planetárias. A crosta da terra solidifica - formação das rochas mais antigas encontradas na terra Condensação da H2O atmosférica e formação dos oceanos Desenvolvimento dos primeiros organismos procariotas Início da fotossíntese pelas cianobactérias Libertação de O2 para a atmosfera e aumento consistente da camada de ozono da estratosfera que modifica completamente a atmosfera de redutora para oxidante

17 Desenvolvimento dos Continentes Idade (mil milhões de anos até ao presente) Formação inicial do continente Ur Formação inicial do continente Artica UR Formação inicial do continente Baltica ARTICA BALTICA E:GONDWANA Formação do supercontine nte RODINIA W.GONDWANA Formação inicial do continente Atlantica ATLANTICA LAURASIA

18 E. G. NISBET* AND N. H. SLEEP (2001) Nature 409, (22 February 2001); doi: / The habitat and nature of early life

19 Formação de membranas Secura dos pântanos Rehidratação dos pântanos

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21 Formação de estromatólitos Nova camada de sedimento Subida direito à luz. Crescimento Precipitação de CaCO3 pelas bacterias Acumulação de sedimento e bacterias Camada de bacterias no sedimento

22 Estromatólitos na Austrália

23 Evolução da atmosfera

24 What is an Isotope? 1p +, 0n, 1 e- 1p +, 1n, 1 e- 1p +, 2n, 1 e- 4 2 He 1H 2H 3 H p +, 2n, 2 e- 2p +, 1n, 2 e- Same number of 3 He protons Same element 2 Different number of neutrons

25 Stable Isotopes Sulphur % Mass

26 Aspectos chave do capt II As eras geológicas O que é a vida As diferentes teorias da origem da vida. A vida confinada aos oceanos Método científico indutivo e dedutivo Tipos de mineralização. Formação de fósseis Métodos de datação e reconstrução da vida na terra A formação de estromatólitos. O seu significado. A evolução da atmosfera

27 Referências E. G. NISBET* AND N. H. SLEEP (2001)The habitat and nature of early life Nature 409, (22 February 2001) Mauseth. Botany - Capt. 2,18, 27 Raven. Plant Biology - Capt. 1, 12, 21, 31