Desvendando os Fósseis

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1 Desvendando os Fósseis Guia Básico para a Análise de Fósseis Gabriel Santos da Mota

2 O que são fósseis? Fósseis são o registro dos restos de animais, plantas e outros seres vivos que são preservados em rochas. Vestígios ou marcas deixadas por estes organismos enquanto vivos, como rastros e pegadas, também são considerados fósseis. A ciência que faz o estudo dos fósseis é a Paleontologia. Existe uma comum comparação entre a Paleontologia e a Arqueologia, porém são ciências que apresentam muitas características diferentes entre si. Enquanto a Paleontologia estuda os restos preservados de animais e plantas desde o início da vida no planeta há cerca de 3,8 bilhões de anos, a Arqueologia estuda os restos, marcas e objetos preservados que estão relacionados com os seres humanos e sua sociedade, portanto com no máximo 6000 anos de idade. Dessa forma ao estudarmos os organismos do passado, que estão preservados na forma de fósseis, podemos compreender com detalhes a história da evolução dos seres vivos e até mesmo do nosso planeta como um todo. Para isso, a Paleontologia tem como base duas ciências: a Biologia e a Geologia. Na primeira temos o estudo detalhado das características dos fósseis, que servem para a comparação dos organismos do passado com as formas de vida do presente, ajudando a compreender a evolução das espécies e determinar antigos ecossistemas. A geologia utiliza os fósseis para datação e ordenação de camadas de rocha. Para os geólogos, a análise de fósseis é muito importante para a interpretação de antigos ambientes e mudanças geológicas do passado. Além da sua importância na compreensão da história da Terra, a Paleontologia possui grande destaque na sociedade atual, sendo uma ferramenta indispensável na localização e exploração de combustíveis fósseis, como o petróleo.

3 Como um fóssil é formado? Quando um organismo morre, ele deposita-se sobre uma superfície qualquer e sofre ação de um conjunto de processos físicos, biológicos e químicos. Para que ocorra a preservação do organismo na forma de fóssil, deve ocorrer um soterramento dos seus restos, compactando tanto a sua matéria orgânica quanto os fragmentos de rocha e solo depositados sobre ele. A preservação final dos restos do organismo na rocha ocorre na presença de um cimento que une todos estes restos juntamente com os fragmentos de minerais à sua volta, originando uma rocha com conteúdo fossilífero.

4 Organismos que possuem partes mais resistentes como conchas e ossos, por exemplo, formadas por minerais ou materiais orgânicos com alta resistência, têm maiores chances de serem preservados. Por sua vez, as partes moles (articulações e órgãos) são decompostas pela ação de bactérias, sendo de difícil preservação. Dessa forma são vários os fatores determinantes para a formação de um fóssil bem preservado: - Decomposição por bactérias: as bactérias atuam na decomposição de órgãos, músculos e articulações, e a ausência desse tipo de decomposição possibilita uma boa preservação do organismo. - Soterramento: ocorre quando os restos do organismo que já morreu são encobertos por minerais e fragmentos de rocha, sendo um processo importante na formação dos fósseis; Se o organismo após a sua morte for soterrado rapidamente, o seu corpo tende a permanecer unido, não havendo grandes desarticulações do mesmo e assim melhor preservado; Se o soterramento for lento, os restos ficam durante muito tempo vulneráveis à ação do ambiente, podendo ocorrer uma separação das partes do seu corpo. - Composição química do esqueleto: se o esqueleto do animal for composto por elementos químicos que dêem a ele a característica de alta resistência, a chance dos seus restos serem preservados são muito maiores. - Composição química do ambiente: a presença de diferentes tipos de elementos químicos em um ambiente, como ácidos, oxigênio e mesmo a quantidade de água, irão influenciar diretamente na formação do fóssil. Entretanto a fossilização pode preservar de diferentes formas os organismos, podendo ser dividida em dois grandes grupos: restos e vestígios.

5 Os restos são caracterizados por partes preservadas dos seres vivos, podendo ser partes duras (esqueleto e conchas) ou partes moles (órgãos e articulações). Por sua vez os vestígios são marcas da atividade destes seres enquanto vivos, não existindo restos destes organismos. Preservação de restos Preservação de partes moles: este tipo de preservação é mais rara que as demais, já que dependendo do ambiente de deposição, os processos de decomposição por bactérias ocorrem de maneira muito rápida e intensa; um exemplo são as regiões de florestas tropicais úmidas, onde a presença elevada de oxigênio e água contribui para a decomposição dos organismos.um dos modos de preservação de tecidos moles ocorre quando temos nódulos de âmbar (resina fóssil secretada por plantas) contendo animais de pequeno porte, como anfíbios e insetos. O congelamento de um organismo após a sua morte e a desidratação ocorrida em locais extremamente secos (processo natural de mumificação) também podem ser maneiras de se preservar de forma excelente os seus restos. Inseto preservado em âmbar (Palmer, 1999) Mamute preservado por congelamento (Dima Luzern, Wikipedia - Suiça)

6 Preservação de partes duras: é um processo comum de fossilização, no qual as partes mais resistentes do corpo de animais são preservados, comumente partes do esqueleto e conchas. Esta preservação pode ocorrer de vários modos diferentes, como os citados abaixo. Incrustação: acontece o revestimento por completo do organismo por minerais trazidos pela água. Permineralização: ocorre quando um mineral preenche os poros ou cavidades existentes no organismo, dando uma característica de inchaço ao fóssil. Carbonificação: é caracterizado pela perda dos elementos orgânicos voláteis presentes no organismo, restando apenas o carbono das partes duras. Concreção: agregação de partículas de minerais de calcita ou pirita ao redor da carcaça do organismo. Recristalização: consiste em uma modificação na estrutura cristalina do mineral que constitui as partes duras, porém sem modificação na composição química. Substituição: consiste na substituição do mineral original formador do organismo por um outro provindo do ambiente de fossilização. Concha original (esquerda) e concha preservada por incrustação (direita) Fragmento de osso com inchaço típico de permineralização Concha de língula preservada por carbonificação Peixe preservado por concreção, preservação comum na Bacia do Araripe,Ceará Fotos: Cristina Vega (acervo da Universidade Federal do Paraná)

7 Vestígios Denominados icnofósseis, são marcas da atividade dos organismos fósseis, como pegadas e rastros, entretanto os animais e vegetais que deixaram as suas marcas não se preservaram. Podem ser impressos nas rochas como moldes externos, internos ou contramoldes. O grupo também inclui produtos de atividade biológica de animais, como gastrólitos (fragmentos de rocha utilizados na digestão), coprólitos (fezes fossilizadas) e também ovos. Pegadas de Tetrápode (foto: Cristina Vega, acervo da Universidade de Tübingen - Alemanha) Coprólito (fezes) de réptil ou mamífero (

8 Experiência de Confecção de moldes (fonte: Livro virtual de Paleontologia no prelo) Materiais: Água Pó de argila Argila úmida Filme de PVC Uma concha ou uma folha de árvore Recipiente do tamanho do objeto Procedimentos: 1) Espalhe o pó de argila nas paredes do recipiente. Coloque cerca de dois dedos desse pó no fundo do pote. 2) Faça uma espécie de bolacha com 3 cm de espessura com a argila úmida e coloque no fundo do pote. Aperte até ficar firme. 3) Depois, cubra com o pó de argila. 4) Coloque no recipiente o objeto que será fossilizado. Cubra-o com o pó de argila e pressione bem. 5) Coloque uma grande quantidade de pó de argila, até que todo o objeto fique recoberto. 6) Faça outra bolacha de argila úmida, colocando por cima de tudo, e aperte firmemente. 7) Feche o recipiente com um filme de PVC, e deixe secar por cerca de 3 dias. 8) Vire o recipiente ao contrário, batendo de leve no fundo, até que a amostra desgrude. 9) Separe as duas porções de argila, onde o fóssil se encontra bem no meio.

9 Imagens de cada um dos estágios da experiência Como decifrar um fóssil? A Tafonomia é o ramo da Paleontologia que estuda todo o processo de fossilização de um organismo, ou seja, desde o momento da sua morte até a formação da rocha que apresenta o fóssil. Logo, através dos aspectos adquiridos por esse fóssil durante a sua formação é possível determinar as características das espécies do passado e do ambiente de formação da rocha. Para um melhor entendimento de como é realizado este trabalho, vamos analisar dois exemplos. Os trilobitas eram artrópodes exclusivamente marinhos que viveram entre 560 e 250 milhões de anos atrás, portanto já extintos, e que são atualmente um importante registro fóssil.

10 Se ao observarmos um fóssil de trilobita este apresentar-se totalmente quebrado, com as partes do seu corpo separadas e com marcas intensas de atrito, podemos constatar que: 1) O animal morreu em ambiente marinho, já que todos os trilobitas são marinhos. 2) Houve um grande intervalo de tempo entre a morte do animal e seu soterramento (soterramento lento). Este fato pode ser observado pelo fato do fóssil estar quebrado, desarticulado e com marcas geradas pelo atrito, sendo todas essas características causadas por um intenso transporte do corpo do animal após a sua morte antes de ocorrer a fossilização. O intenso transporte acaba destruindo o animal e dificultando a nossa visualização dele. 3) A rocha que possui o fóssil apresenta estruturas que mostram que esta, no passado, formou-se em águas agitadas, com fortes influências de ondas e correntes marinhas, fato que explica o intenso transporte sofrido pelo animal após a sua morte. Por sua vez se observarmos um segundo fóssil de trilobita que desta vez não possui marcas de atrito, totalmente articulado e com poucas porções quebradas, pode-se definir que: 1) O animal morreu em ambiente marinho, já que todos os trilobitas são marinhos.

11 2) Houve um pequeno intervalo de tempo entre a morte do animal e seu soterramento (soterramento rápido). Essa afirmação pode ser facilmente compreendida observando as características do fóssil que está totalmente articulado e com poucas marcas de atrito, indicando que o animal após a sua morte foi pouco transportado. Assim concluímos que o animal foi soterrado logo após a sua morte e por este motivo está bem preservado. Fragmentos da porção posterior do corpo de trilobita, pouco preservado e desarticulado (Holz & Simões, 2002) Trilobita bem preservado e articulado (foto: Cristina Vega, Universidade Federal do Paraná) Ilustração de um trilobita. O círculo indica a porção posterior, desarticulada, vista na figura acima (Carvalho et al. In Carvalho, 2004) Além das características já observadas nos fósseis acima, existem muitas outras que também irão nos auxiliar no entendimento dos ambientes de fossilização. Como por exemplo: Fósseis preservados em uma mesma amostra, orientados em um sentido preferencial: evidência de correntes marinhas no passado, em uma determinada direção.

12 Fósseis preservados em uma mesma amostra, orientados 50% para um lado e 50% para o lado oposto: evidência de movimento de ondas em um ambiente de fossilização litorâneo. Além de auxiliar na designação de antigos ambientes, alguns fósseis são importantes ferramentas na compreensão da evolução dos organismos do planeta. Fósseis-vivos são organismos que sofreram pequenas modificações evolutivas durante toda a sua história na Terra, sendo muito parecidos com seus ancestrais do passado. Exemplos: os escorpiões, alguns peixes como o celacanto e a planta Ginkgo biloba. Contrariamente, fósseis-guia são o registro de organismos que tiveram evolução rápida, muito diferentes dos seus ancestrais, sendo importantes na datação de rochas e na sua correlação com rochas de outras partes do mundo, pois estes organismos só ocorreram no planeta em um determinado intervalo de tempo geológico, e normalmente estão registrados em diversos lugares do mundo. O seu estudo é de grande importância na localização e exploração de carvão e petróleo, por exemplo, comparando-se a idade dos fósseis presentes na rocha com a idade da formação dos combustíveis fósseis. Um exemplo de fóssil-guia são os mesossauros que habitaram apenas a África do Sul e a região Sul e Sudeste do Brasil durante o Permiano Superior.

13 TABELA DO TEMPO GEOLÓGICO em milhões de anos (modificado de Gradstein & Ogg, 1996 in Decifrando a Terra) Esqueleto de Mesosaurus, animal que viveu durante o Permiano Superior (Benton, 2005) Com isso podemos concluir que o estudo dos fósseis é essencial para compreendermos como era o planeta no passado e as suas eventuais formas de vida, possibilitando o nosso entendimento a respeito da evolução da Terra e dos organismos aqui presentes. Dessa forma podemos aproveitar da melhor maneira possível os recursos da natureza, buscando sempre causar o mínimo de interferência na saúde do planeta.

14 Referências Carvalho, I.S. (ed.) Paleontologia. Vol. 1 e 2. Rio de Janeiro: Interciência. 861p p. Trata de conceitos gerais de paleontologia, além da descrição de diversos fósseis microfósseis, animais e vegetais. Cita exemplos de fósseis brasileiros. No segundo volume, são apresentadas técnicas de curadoria e preparo de fósseis, além de uma lista de jazigos fossilíferos brasileiros. Holz, M. & Simões, M. G Elementos fundamentais de tafonomia. Porto Alegre: UFRGS. 232p. Trata de aspectos tafonômicos, ou seja, todos os processos pelo qual passam os organismos, desde que este morreu até ser encontrado por paleontólogos. Lima, M. R Fósseis do Brasil. São Paulo: USP. 118p. Catálogo ilustrado de diversos fósseis encontrados no Brasil. Bizzo, N Evolução dos seres vivos a vida em transformação. SP: Editora Ática. 48p. Dal Sasso, C Origem e evolução: os animais. SP: Editora Moderna. 39p. Facchini, F Origem e evolução: o homem. SP: Editora Moderna. 40p. Garassino, A Origem e evolução: as plantas. SP: Editora Moderna. 39p. Gewandsznajder, F Dinossauros. SP: Editora Ática. 64p. Gewandsznajder, F. & Capozoli, U Origem e história da vida. SP: Editora Ática. 48p. Stern, I Sobrevivendo à grande extinção: dinossauros. SP: Editora Saraiva. 96p. Palmer, D Atlas of the prehistoric world. United States: Marshall Editions Developments Limited. 224p.

15 Agradecimentos Primeiramente gostaria de agradecer a toda a equipe PET Geologia, sem a qual o Projeto Sala da Terra não teria existido e por conseqüência esse livreto também não. Também é de absoluta importância neste feito o trabalho da Professora Dra. Cristina Vega que me orientou durante a pesquisa e desenvolvimento deste trabalho. Por fim, mas não menos importante, gostaria de agradecer a todas as pessoas que estão lendo esta mensagem nesse momento, já que o maior feito deste guia é justamente divulgar as geociências, neste caso mais exatamente a Paleontologia, logo sem a participação dos leitores que acompanharam o trabalho e que também devem opinar a respeito dele, nada teria acontecido. A todos os mencionados acima, e também a todos os outros que indiretamente podem ter contribuído para este trabalho, gostaria de deixar essa última frase: Muito Obrigado! PET Geologia Projeto Sala da Terra Orientador: Profª. Drª. Cristina Vega Texto, edição e desenhos de: Gabriel Santos da Mota

16 Desvendando os Fósseis é um livreto que tem como objetivo divulgar o estudo da Paleontologia, ciência que possui grande importância para a nossa sociedade, tanto economicamente quanto para a compreensão dos organismos e fenômenos naturais que ocorreram em nosso planeta. Através de exemplos práticos e ilustrações, o leitor irá compreender alguns conceitos básicos sobre formação e análise de amostras fósseis, assim possibilitando ao mesmo fazer análises básicas de fósseis que venham a ser observados em alguma situação como em visitas a museus, por exemplo. Sendo assim, este livreto busca ser um guia prático para a análise básica e entendimento de amostras fósseis, podendo ser utilizado em qualquer lugar, por pessoas de praticamente todas as idades interessadas pelo estudo da Paleontologia. Por isso se você sempre teve vontade de compreender o que são os fósseis e como eles são formados, essa é a sua chance! 2008