Paleontologia Aula 05 - Origem da vida no contexto geológico e registros

Prévia do material em texto

12/4/2012
1
Origem da vida no contexto Origem da vida no contexto 
geológico e registros do geológico e registros do 
ProterozóicoProterozóico e início doe início do
FanerozóicoFanerozóico
Prof. Dimila Mothé
Disciplina de Paleontologia
2012-01 – Aula 05
O tempo geológicoO tempo geológico
Hadeano ao Cambriano (4,6 bilhões de 
anos a 488 milhões de anos atrás).
12/4/2012
2
Pré-Cambriano: o início
Engloba o intervalo de tempo entre a formação da 
Terra (4,6 Ga) e o início do Cambriano (540 Ma). 
Dividido em três Éons: Hadeano, Arqueano e 
Proterozóico.
ÉonÉon HadeanoHadeano (4,6 a 4 (4,6 a 4 GaGa))
Formação da terra primitiva, 
atmosfera densa e quente e 
ocorrência do impacto de um 
asteróide na Terra, que teria dado 
origem à Lua.
Éon Hadeano (4,6 a 4 Ga)
Pré-Cambriano: o início
Atmosfera primitiva: rica em CO2 e H2O na forma de vapor, 
CO, H2, H2S (gás de ácido sulfídrico), NH3 (amônia) e CH4 
(metano). Efeito estufa natural.
12/4/2012
3
MAS COMO SE FORMARAM OS 
PRIMEIROS SERES VIVOS???
Biogênese x Abiogênese
Biogênese : vida origina-se na vida. Defendida por Redi, Spallanzani, Louis 
Pasteur.
Abiogênese (ou geração espontânea): vida se origina na matéria não viva. 
Defendida por Needham, Aristóteles, Isaac Newton.
Redi (1626-1697) combateu uma das principais evidências da abiogênese: 
o aparecimento “espontâneo” de “vermes” em carne podre.
Hipótese de Redi: “Os seres 
vermiformes que surgem na carne em 
putrefação são larvas. Elas devem 
surgir de ovos colocados por moscas, 
e não por geração espontânea a partir 
da putrefação da carne”
12/4/2012
4
Biogênese x Abiogênese
Experimento de Louis Pasteur (séc. XIX) definitivamente 
encerrou o debate entre biogênese e abiogênese. 
Os Coacervados
Teoria Oparin/Haldane (1930)
Para os mares primitivos do 
Hadeano/Arqueano foram arrastadas, com as 
chuvas, aminoácidos que permaneciam sobre 
as rochas. 
Durante um tempo incalculável, as proteínas
acumularam-se nos mares de águas mornas 
do planeta. As moléculas se combinavam e 
partiam-se e novamente voltavam a 
combinar-se com influência de descargas 
elétricas e calor. 
E dessa maneira, as proteínas multiplicavam-
se quantitativa e qualitativamente. Dissolvidas 
em água, as proteínas formaram colóides. 
A combinação dos colóides levou ao 
aparecimento dos coacervados.
12/4/2012
5
Gás carbônico, 
gás de ácido 
sulfídrico, gás 
hidrogênio, 
amônia, vapor 
de água e 
metano.
Miller simulou as condições da Terra 
primitiva, criando um sistema fechado, 
onde inseriu os principais gases 
atmosféricos, tais como gás carbônico, 
oxigênio e metano, além de água. 
Através de descargas elétricas, e 
ciclos de aquecimento e 
condensação de água, obteve após 
algum tempo, diversas moléculas 
orgânicas (aminoácidos). 
Deste modo, conseguiu demonstrar 
experimentalmente, que nas 
condições primitivas da Terra, seria 
possível aparecerem moléculas 
orgânicas através de reações 
químicas na atmosfera (sopa primitiva)
O experimento de Miller-Urey
12/4/2012
6
O “Mundo de ARN”
O ARN teria sido a primeira 
molécula com capacidade de 
autoduplicação. Conforme 
evoluíram, as moléculas de ARN 
teriam sintetizado proteínas e 
lipídios, os quais poderiam formar 
uma parede ou membrana celular.
Finalmente, os “organismos” ARN 
teriam originado o ADN, o qual 
serviu como repositório mais 
confiável de informações genéticas.
Pré-Cambriano: o início
ÉonÉon Arqueano (4 a 2,5 Arqueano (4 a 2,5 GaGa))
A vida surgiu em condições especiais e únicas, em ambientes altamente 
instáveis como os lagos termais e possivelmente os primeiros organismos 
foram procariontes anaeróbicos, que utilizavam fontes de energia 
química completamente diferentes do oxigênio.
12/4/2012
7
Pré-Cambriano: o início
ÉonÉon Arqueano (4 a 2,5 Arqueano (4 a 2,5 GaGa))
• Coacervados
• Bactérias heterótrofas/Archaeobacteria: 
alimentavam-se de outras moléculas 
(metabolismo diferente)
• Primeiros autótrofos: 
quimiossintetizadores (oxidação)
Do mesmo modo que moléculas de 
lipídios formam “tubos” encurvados 
numa lâmina, as ondas dos mares teriam 
misturado a água e os compostos 
orgânicos semelhantes a lipídios para 
originar bolhas do tamanho de células 
nas praias primitivas. 
Os Reinos
Carioteca
12/4/2012
8
Os Reinos
Pré-Cambriano: o início
Arqueobactérias
São extremófilas por viverem 
em ambientes extremos. 
Incluem as bactérias 
metanógenas (formam 
metano), halófilas (suportam 
alta salinidade) e termo-
acidófilas (suportam altas 
temperaturas, pH ácido e 
ambientes ricos em enxofre). 
ÉonÉon Arqueano (4 a 2,5 Arqueano (4 a 2,5 GaGa))
12/4/2012
9
Pré-Cambriano: o início
ÉonÉon Arqueano (4 a 2,5 Arqueano (4 a 2,5 GaGa))
A evolução da atmosfera e as arqueobactérias 
metanógenas...
12/4/2012
10
Pré-Cambriano: o início
ÉonÉon Arqueano (4 a 2,5 Arqueano (4 a 2,5 GaGa))
Conforme a água evaporava 
nas lagunas costeiras, a 
matéria orgânica tornava-
se mais concentrada. 
Esta concentração pode ter 
auxiliado na evolução de 
colônias algálicas 
compostas de organismos 
muito simples.
Os primeiros organismos fotossintetizantes a 
surgirem foram as cianobactérias (3,7 Ga), nos 
ambientes costeiros. Na fotossíntese, utilizam CO2 e 
água para produzirem glicose, água e O2 livre.
Com tilacóides, membranas na periferia das células associadas com 
estruturas esféricas que armazenam pigmentos .
Tipos: isoladas ou esféricas e filamentosas.
Idade de ouro: de 2,5 Ga. a 600 Ma, com especial representação através 
dos estromatólitos.
ÉonÉon Arqueano (4 a 2,5 Arqueano (4 a 2,5 GaGa))
Pré-Cambriano: o início
12/4/2012
11
Registro mais antigo de 
cianobactérias: Pilbara, Western 
Australia, com 3,5 bilhões de anos.
ÉonÉon Arqueano (4 a 2,5 Arqueano (4 a 2,5 GaGa))
Pré-Cambriano: o início
Reconstituição do ambiente onde se desenvolveram 
as primeiras cianobactérias e a formação dos 
primeiros estromatólitos na região de Pilbara, 
Austrália.
Estromatólitos
Pré-Cambriano considerado como a Era dos 
Estromatólitos. 
Mais antigos pertencem a Austrália e África do Sul, com 3,5 
Ga. Há cerca de 2,7 Ga, eles passaram a ter uma ampla 
distribuição geográfica, sendo encontrados no Brasil (SP, 
PR, MG).
ÉonÉon Arqueano (4 a 2,5 Arqueano (4 a 2,5 GaGa))
Pré-Cambriano: o início
Importância: grande significado 
evolutivo; importantes no zoneamento 
bioestratigráfico do Pré-Cambriano e 
do Paleozóico inferior; estromatólitos 
são importantes indicadores 
paleoambientais
12/4/2012
12
As cianobactérias, tanto as 
formas isoladas como as 
filamentosas, desenvolvem-
se por vezes originando 
tapetes “algálicos”que 
aprisionam a “lama” calcária 
que se precipita sobre suas 
camadas superiores. 
Com a sua consolidação, 
formam-se os 
estromatólitos, estruturas 
laminares calcárias 
consideradas como 
“estruturas sedimentares de 
bioestratificação”. 
12/4/2012
13
ÉonÉon Arqueano (4 a 2,5 Arqueano (4 a 2,5 GaGa))
Pré-Cambriano: o início
Estromatólitos fósseis
Estromatólitos atuais
Os acritarcos (1,8 Ga) são pequenos cistos orgânicos 
produzidos por algas quando as condições ambientais não 
lhes eram favoráveis, e seriam os representantes dos 
primeiros organismos eucariontes.
ÉonÉon ProterozóicoProterozóico (2,5 (2,5 GaGa a 542 Ma)a 542 Ma)
Eucariontes, unicelulares, de pequenas 
dimensões, com parede orgânica 
resistente a ácidos e de morfologia variada 
(esporopolenina). São indicadores de 
ambientes marinhos. 
Excelentes fósseis guia para o 
Ordoviciano, Siluriano e Devoniano 
do Brasil. Ocorrências brasileiras: 
bacias do Solimões (O), Parnaíba (S,D), Amazonas (D), Paraná (D).
Pré-Cambriano: o início
Acritarcos
12/4/2012
14
Assembléia diversificada de organismos de corpo mole 
encontrada em Montes Ediacara, no sul da Austrália, em 
quartzitos e arenitos com graus variáveis de silicificação. 
Possível ambiente marinho litorâneo raso, com 
estratificações cruzadas.
A Biota de Ediacara (670 e 540 Ma)
Montes Ediacara, 
Austrália.
ÉonÉon ProterozóicoProterozóico (2,5 (2,5 GaGa a 542 Ma)a 542 Ma)
Pré-Cambriano: o início
Fauna de Ediacara
Charniodiscus:
Rangea
Cyclomedusa
Mawsonites
Parvancorina
Dickinsonia
Kimberella
Corumbella werneri, forma atribuída 
a celenterados, em calcários do 
Grupo Corumbá (MS).
Os fósseis são impressões e moldes, 
desprovidos de partes duras mineralizadas, 
sugerindo condições de sedimentação rápida. 
Não ocorrem fósseis com esqueleto.
12/4/2012
15
Fauna de Ediacara
Biota de Ediacara: distribuição mundial
Fauna de Ediacara
12/4/2012
16
ÉonÉon ProterozóicoProterozóico (2,5 (2,5 GaGa a 542 Ma)a 542 Ma)
Glaciações, fragmentação do 
supercontinente Rodínia e formação de 
mares rasos. 
A vida multicelular 
teria surgido em locais 
de maior produção 
primária, mares 
epicontinentais e 
maiores áreas de 
anoxia nos fundos de 
mares e oceanos 
(permitindo a 
fossilização).
Pré-Cambriano: o início
Limite inferior: 
passou a ser definido 
pelo aparecimento 
dos organismos com 
esqueletos 
mineralizados. 
Possibilitou pela 
primeira vez a 
correlação de rochas 
com base no 
conteúdo fossilífero.
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
12/4/2012
17
As primeiras formas com esqueleto eram 
pequenas e poucas tinham mais do que 1 cm
de comprimento (fauna Tommotiana). 
Estas formas são conhecidas em inglês como 
“small shelly fossils ou SSFs” e são os 
mais antigos fósseis com partes duras. 
Anabarites: tubos calcários com três paredes 
ou quilhas, por vezes enroladas em espiral, 
produzidas por organismos desconhecidos. 
Protohertzina: espinhos curvos de fosfato 
de cálcio semelhantes às garras de vermes 
atuais predadores. Seriam os mais antigos 
predadores do registro fossilífero. 
Anabarites
Protohertzina
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
Arqueociatídeos
Grupo exclusivo do Cambriano Inferior e Médio, os 
arqueociatídeos eram organismos típicos de águas 
rasas, tendo originado recifes de várias centenas de 
metros de comprimento, resultando em grandes 
depósitos calcários.
Organismos aquáticos, solitários ou 
coloniais. Esqueleto em forma de 
cone ou vaso. Freqüentemente 
com dois cones (interno e externo), 
com um espaço entre si e unidos 
por elementos estruturais verticais. 
Paredes dos cones e dos elementos 
parietais com poros, razão pela 
qual são incluídos entre os 
poríferos (esponjas).
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
12/4/2012
18
Braquiópodes
Durante o Cambriano predominaram os braquiópodes representantes da Classe 
Inarticulata, portadores de conchas quitinosas ou calcário-fosfáticas e de pequeno 
tamanho. Seus representantes atuais, como o Lingula, são conhecidos como 
verdadeiros fósseis-vivos.
Principais elementos da 
“Fauna Paleozóica 
típica”. Organismos 
solitários, com concha
dotada de duas valvas. 
Predominantemente 
marinhos, bentônicos, 
suspensívoros, sem 
locomoção, podendo ser 
fixos ou não ao substrato.
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
Trilobitas
São os fósseis mais importantes do Cambriano, 
razão pela qual o período é conhecido como a 
“Idade dos Trilobitas”. 
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
Com exoesqueleto 
calcificado (muda). 
Exoesqueleto dividido 
transversalmente em céfalo, 
tórax e pigídio. 
Com apêndices não 
mineralizados e olhos 
compostos desenvolvidos, 
localizados dorsalmente.
12/4/2012
19
Cada uma das três divisões do 
Cambriano tem seus gêneros 
característicos de trilobitas.
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
Moluscos
Os mais primitivos: monoplacóforos e 
rostroconchas. Seguidos por gastrópodes e 
cefalópodes, que surgiram no final do Cambriano, 
sendo alguns dos principais predadores do 
período.
Monoplacophora
Rostroconchia
Cephalopoda
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
12/4/2012
20
Equinodermos
Os principais equinodermos do Cambriano foram os 
eocrinóides, ocorrendo também os edrioasteróides, os 
helicoplacóides, e os holoturóides
Eocrinoidea
Edrioasteroidea
Helicoplacoidea
Holothuroidea
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
Fauna do Folhelho Burgess 
Cambriano Médio, encontrados na Columbia Britanica, Canadá. Diversos organismos 
com tecidos moles preservados como um “filme” escuro nos folhelhos.
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
12/4/2012
21
Fauna do Folhelho Burgess 
Anomalocaris
Opabinia
Marrela
Sidneyia Wiwaxia
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
Hallucigenia
Pickaia
Aysheaia
Fauna do Folhelho Burgess 
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
12/4/2012
22
A Biota de Chengjiang, China
A Biota de Chegjiang corresponde ao mais antigo “fossil-
lagerstätten” do Cambriano, exposto em afloramentos localizados 
no sul da China. Seqüência de argilitos depositados originalmente 
em ambiente de águas rasas e com fósseis representados por 
partes duras e moles de bradoriídeos, trilobitas, formas 
medusóides e formas típicas da fauna do Folhelho Burgess.
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
O final do Cambriano foi 
marcado por uma extinção em 
massa de quase 75% das 
famílias de trilobitas, 50% das 
de esponjas, muitos 
braquiópodes e gastrópodes.
As causas, catastróficas ou não, 
são ainda desconhecidas 
(glaciação ou queda no nível 
de O2 nos oceanos).
A extinção do final do A extinção do final do 
CambrianoCambriano
Éon Fanerozóico: a vida
Cambriano (542 a 488 Ma)Cambriano (542 a 488 Ma)
12/4/2012
23