Princípios da Paleontologia

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DESCRIÇÃO
Princípios de Paleontologia e mecanismos evolutivos básicos.
PROPÓSITO
Compreender o que é a Paleontologia, as finalidades dessa ciência e seus objetos de
estudo para o entendimento dos padrões que observamos nas formas de vida atuais.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Reconhecer os fundamentos da Paleontologia.
MÓDULO 2
Descrever os processos tafonômicos e a paleoecologia.
MÓDULO 3
Descrever a fauna e a flora fósseis da Terra.
INTRODUÇÃO
Quando pensamos em Paleontologia, possivelmente a primeira coisa que vem à cabeça
são os dinossauros. O encantamento com os dinossauros pode funcionar como uma
porta de entrada para o interesse científico de jovens e crianças e nos inclina a pensar
que a Paleontologia se restringe à reconstrução de organismos do passado e constitui
uma ciência dedicada ao estudo dos dinossauros. Porém, neste conteúdo vamos
compreender que a Paleontologia vai muito além desse assunto.
O termo “Paleontologia” significa o estudo do ser antigo, e ela é uma ciência na
interface entre a geologia e a biologia. Há muito tempo, o estudo de fósseis tem sido
utilizado na geologia para identificar e datar os tipos de rochas. Porém, por si só, os
fósseis são detentores de grande significado biológico, pois compõem peças do grande
“quebra-cabeça” que é a evolução da vida na Terra.
A partir de agora vamos entender o que é a Paleontologia e reconhecer a sua
importância. Também aprenderemos um pouco mais sobre os fósseis, desde onde e
como são formados até o que eles têm a nos contar sobre a evolução da flora e da
fauna terrestres. Além disso, vamos abordar brevemente a relevância científica de “olhar
para o passado” para tentar compreender o presente e o futuro.
MÓDULO 1
 Reconhecer os fundamentos da Paleontologia
O QUE É PALEONTOLOGIA?
Foto: Shutterstock.com.
 Paleontólogo investigando as formas de vida do passado.
A Paleontologia é o estudo das formas de vida do passado. Em seu trabalho, o
paleontólogo usa as pistas e informações disponíveis no ambiente para tentar entender
como era determinado organismo ou o conjunto de espécies que vivia junto em um
momento do passado bem distante.
POR QUE É IMPORTANTE ENTENDER AS FORMAS
DE VIDA DO PASSADO?
Nós podemos identificar seis razões principais:
1. Entender a origem da vida e, consequentemente, a nossa origem enquanto espécie
humana.
2. Curiosidade sobre as possíveis diferentes formas de vida que existiram no passado
distante.
3. Entender o clima do passado para aprender sobre as atuais mudanças climáticas.
4. Compreender os padrões de evolução das formas de vida existentes atualmente na
terra.
5. Compreender os processos de extinção.
6. Determinar a idade de rochas.
FÓSSEIS E SUA IMPORTÂNCIA NA
PALEONTOLOGIA
Uma palavra que pode definir a Paleontologia é “reconstrução”, que é feita utilizando-se
rochas e, principalmente, registros e evidências de formas de vida passadas. Uma parte
essencial para que essa reconstrução seja feita são os fósseis, que são restos ou
vestígios de organismos preservados em sedimentos ou rochas sedimentares.
Portanto, os fósseis podem ser o organismo todo ou pegadas e artefatos relacionados
ao organismo, por exemplo, fezes, tocas e ninhos.
Foto: Shutterstock.com.
Fóssil de tartaruga.
Foto: Shutterstock.com.
Fóssil de folhas.
Foto: Shutterstock.com.
Pegada de dinossauro.
Foto: Shutterstock.com.
Ninho com ovos de dinossauro mineralizados.
 ATENÇÃO
É importante notar que os fósseis são objetos geológicos que têm uma origem biológica
mais ou menos distante. Precisamos deixar claro que fósseis não são organismos. Por
exemplo, nas imagens anteriores há um fóssil de pegada e outro de um ninho.
TIPOS DE FÓSSEIS
Os fósseis podem ser classificados quanto ao seu tamanho:
Foto: U.S. Department of the Interior – U.S. Geological Survey/ Wikimedia Commons/
Domínio Público.
 Microfóssil de grão de pólen.
Microfósseis
São visíveis somente ao microscópio, por exemplo, fósseis de bactéria e pólen. Os
fósseis de grãos de pólen são de grande interesse, pois podem revelar as plantas que
viveram em determinada área.
Foto: Henk Caspers / Naturalis/Wikimedia Commons/ CC-BY-SA-3.0.
 Macrofóssil de um anfíbio.
Macrofósseis
São aqueles que estamos acostumados a ver nos filmes e museus, com muitos metros
de comprimento e extremamente pesados.
Os fósseis também podem ser classificados quanto à natureza de seus restos ou
vestígios de restos de seres vivos:
Imagem: Springer International Publishing, Schwarzbauer, Jan; Jovančićević, Branimir,
2016, p.2, adaptado por Juliana da Silva Leal
 Resumo das classificações dos fósseis quanto à natureza de seus restos ou
vestígios de restos de organismos.
ICONOFÓSSIL
Fósseis com vestígios de atividade biológica, isto é, atividades desempenhadas pelos
organismos. Essas atividades podem ser de deslocamento, reprodução, alimentação e
habitação. Portanto, os iconofósseis são, por exemplo, vestígios de pegada, marcas de
mordidas e túneis escavados.
SOMATOFÓSSIL
Fósseis com restos somáticos, ou seja, integrantes do corpo dos organismos. Portanto,
os somatofósseis são, por exemplo, dentes, pelos, ossos, frutos, folhas e troncos.
QUIMIOFÓSSIL
Fósseis com vestígios de restos químicos de compostos orgânicos produzidos pelo
organismo enquanto ele estava vivo. Quando o organismo morre, os compostos
orgânicos presentes em seu corpo são rapidamente decompostos em moléculas
menores por meio da atividade microbiana. Contudo, alguns desses compostos
orgânicos são extremamente estáveis e resistentes ao processo de decomposição,
tornando possível que eles permaneçam no ambiente ao longo do tempo geológico e,
consequentemente, originem quimiofósseis.
COMBUSTÍVEL FÓSSIL É FÓSSIL?
Os combustíveis fósseis são encontrados na crosta terrestre e são caracterizados por
conterem átomos de carbono e hidrogênio em sua estrutura química (hidrocarbonetos).
Dentre os combustíveis fósseis, podemos citar: carvão mineral, petróleo e gás natural,
que, quando queimados, geram os gases do efeito estufa.
Imagem: Shutterstock.com.
Os combustíveis fósseis são originados a partir de restos de organismos que viveram no
passado, principalmente plantas, bactérias e algas. A formação dos combustíveis
fósseis se inicia quando os microrganismos decompositores já não conseguem
degradar toda a matéria orgânica, de modo que mais matéria orgânica é produzida do
que decomposta. Essa condição é possível em ambientes em que a produção de
matéria orgânica é alta e a concentração de oxigênio no sedimento é baixa —
exatamente como é característico das bacias sedimentares marítimas ou offshore.
 SAIBA MAIS
Uma bacia sedimentar é uma região na crosta terrestre formada por uma extensa
camada de rochas sedimentares. As bacias sedimentares são formadas ao longo de
centenas de milhões de anos por meio da deposição de material erodido e da
precipitação de elementos químicos e orgânicos no ambiente aquático.
Quando as bacias sedimentares ocorrem no mar, a taxa de sedimentação é alta e a
matéria orgânica depositada é coberta por sedimentos, protegendo-a da decomposição.
Esse processo também pode ocorrer, em menor grau, na foz de alguns rios e mares
bem próximos aos continentes.
Lentamente, durante milhões de anos, a matéria orgânica soterrada passa por reações
químicas desencadeadas por altas temperaturas e se transforma em uma fonte de
compostos combustíveis de hidrogênio e carbono.
Agora, já podemos responder à pergunta-título deste tópico: sim, os combustíveis
fósseis são fósseis e, mais precisamente, quimiofósseis.
Imagem: Shutterstock.com, adaptado por Juliana da Silva Leal.
 Esquema ilustrativo do processo de formação de combustíveis fósseis.
Mas nem tudo é fóssil! Para que os restos ou vestígios de restos de organismos
preservados possam ser considerados fósseis, eles precisam ter sido originados há,
pelo menos, 11.000 anos. Os objetos geológicos originados em um período inferior a
11.000 anos são chamados de subfósseis,como é o caso dos lêmures de Madagascar.
Aproximadamente, um terço das espécies de lêmures conhecidas foram extintas há
cerca de 1.000 a 2.000 anos, no início da ocupação da ilha de Madagascar pela espécie
humana. Por terem sido extintas nesse período, as espécies são chamadas de lêmures
subfósseis e são conhecidas por serem bem maiores do que as espécies de lêmures
existentes atualmente. Os cientistas acreditam que a caça excessiva e a destruição de
habitat foram responsáveis pela extinção dessas espécies de lêmures.
Imagem: RAZAFINDRAMANA, J. et al. Lemurs of Madagascar: A Strategy for their
Conservation, p. 7, 2013.
 Reconstrução de oito gêneros de lêmures subfósseis que já existiram na ilha de
Madagascar.
Além dos subfósseis, que parecem fósseis, mas não são, há ainda os pseudofósseis,
que são apenas impressões em rochas que se parecem com restos ou vestígios de
restos de organismos — ou seja, não constituem um fóssil verdadeiro. Veja no exemplo
a seguir:
 EXEMPLO
Em 1990, em Novo Hamburgo-RS, foram descobertas formas que pareciam ser
impressões de vegetais. Depois de várias análises feitas por cientistas, concluiu-se que
as formas vistas eram produto de processos naturais sofridos pelos minerais que
compunham a rocha.
Imagem: Pesquisas em Geociências, De Ros, Luiz Fernando; Sommer, Margot Guerra;
Tomazelli, Luiz José, 1998, p.23.
 Foto das impressões nas rochas da pedreira de Novo Hamburgo (RS) que foram
classificadas como pseudofósseis.
SÍTIOS GEOPALEONTOLÓGICOS NO
BRASIL
O Brasil é um país com uma importante geodiversidade. De acordo com o serviço
geológico do Brasil:
A geodiversidade é a variedade de elementos e processos geológicos que deram
origem ao planeta Terra e continuam o transformando.
Nosso país se destaca tanto pela sua biodiversidade quanto pela geodiversidade,
porém a proteção e a conservação desta última ainda não recebem o mesmo valor e os
mesmos esforços que a primeira.
Até 2016, foram registrados 376 sítios geopaleontológicos no país. Entretanto, a vasta
extensão territorial do Brasil dificulta o processo de identificação dos sítios — 59% têm
importância regional; 31% possuem importância nacional; e 10% apresentam
importância internacional. Geralmente, o reconhecimento desses sítios se dá por
interesses em um conjunto de formas do relevo com raridade e/ou originalidade, e/ou
nas variações nas camadas e sequências de rochas de uma região, e/ou nas evidências
paleontológicas do local.
Imagem: Sítios geológicos e paleontológicos do Brasil, Manfredo, 2013, p.15, adaptado
por Juliana da Silva Leal.
 Cada ponto marcado no mapa representa um sítio geopaleontológico.
Nós podemos destacar quatro sítios geopaleontológicos que também foram
reconhecidos como monumentos naturais:
MONUMENTOS NATURAIS
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São uma categoria de unidade de conservação que objetiva preservar um
elemento natural de extrema raridade ou beleza cênica.
Monumento Natural Vale dos Dinossauros
Foi criado na década de 1990, no município de Souza, no sertão da Paraíba. A unidade
de conservação possui 40 hectares, onde são encontrados registros de pegadas de
dinossauros e, além de sítio geopaleontológico, o local atua como uma área de proteção
ambiental na Caatinga.
Foto: GLandovsky/Wikimedia Commons/ CC0 1.0.
 Iconofóssil no Monumento Natural Vale dos Dinossauros, no município de Souza, no
sertão da Paraíba.
Monumento Natural das Árvores Fossilizadas do Tocantins
Foi fundado no ano 2.000, no município de Filadélfia, TO. Essa unidade de conservação
tem uma área de 32.000 hectares de cerrado. Nela, são encontrados, principalmente,
fósseis de samambaias com porte arbóreo, de um período anterior aos dinossauros
(cerca de 250 milhões de anos atrás).
Foto: Instituto Natureza do Tocantins – Tocantins Governo do Estado.
 Iconofóssil no Monumento Natural Vale dos Dinossauros, no município de Souza, no
sertão da Paraíba.
Monumento Natural de Peirópolis
Situa-se no bairro de Peirópolis, em Uberaba, MG, um dos principais sítios
paleontológicos do Brasil. Essa região tem contribuído, há bastante tempo, para a
construção do conhecimento da Paleontologia no mundo. Em 2005, por exemplo, os
paleontólogos encontraram o fóssil de um animal muito similar aos atuais crocodilos,
com cerca de 70 milhões de anos, o Uberabasuchus terrificus. Os cientistas presumem
que ele tenha sido um dos maiores predadores do seu período.
Foto: Andre Borges Lopes/Wikimeia Commons/CC BY-SA 3.0.
 Somatofóssil do Uberabasuchus terrificus.
Geoparque Araripe
Localizado no Ceará, foi o primeiro parque geológico reconhecido pela Organização das
Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) no continente
americano. A região do geoparque é composta por seis municípios da região do Cariri
(Barbalha, Crato, Juazeiro do Norte, Missão Velha, Nova Olinda e Santana do Cariri) e
possui uma área de 3.789km2. O Cariri tem uma unidade geológica conhecida como
Crato, que é famosa entre os paleontólogos por terem sido descobertos vários fósseis
muito bem preservados, inclusive de organismos com partes moles no corpo, que são
mais difíceis de serem preservadas.
Muito recentemente, um grupo de cientistas considerou que a diversidade de fósseis na
região do Cariri pode ser atribuída à ação de microrganismos que fixavam e protegiam a
estrutura dos fósseis.
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Foto: H. Zell/Wikimeia Commons/CC BY-SA 3.0.
 Somatofóssil de libélula coletado na região do Geoparque do Araripe.
GEOPARQUE L
É um parque que visa a proteger o patrimônio geológico e/ou paleontológico de
uma região.
MÉTODOS EM PALEONTOLOGIA
Para que um fóssil seja útil na construção do conhecimento em Paleontologia, o
primeiro passo é sabermos que ele existe. Para isso, é preciso que alguém o encontre,
retire-o do local de origem e o transporte até um laboratório ou museu, onde o fóssil
será estudado mais a fundo.
Portanto, os métodos de trabalho em Paleontologia se dividem em etapas de campo e
em laboratório, que podem ser classificados, de maneira simplificada, da seguinte
forma:
Técnica/estágio do trabalho Local do trabalho
1. Coleta Campo
2. Conservação Campo e laboratório
3. Preservação Laboratório
4. Curadoria Laboratório
 Tabela: Classificação dos métodos de trabalho em Paleontologia. Elaborado por
Juliana da Silva Leal.
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MAS ONDE COLETAR?
Sabemos que os fósseis são objetos geológicos com mais de 11.000 anos e, portanto,
as rochas a serem estudadas também devem ter idade superior a 11.000 anos. No
entanto, a datação das rochas requer um estudo prévio, conduzido especificamente
com esse objetivo. Da mesma forma, conhecer como era o clima do local na época em
que viviam os organismos, atualmente fossilizados, pode ser uma informação valiosa.
Se, no passado, o local era úmido, pantanoso, com rios, sujeito a tempestades ou
furacões, as chances de que os restos ou vestígios de restos de organismos fossem
soterrados aumenta e, por sua vez, também aumentam as chances de os preservar em
sedimentos ou rochas sedimentares. Uma ajuda também bastante relevante sobre onde
coletar é verificar se há registros de fósseis que já foram encontrados antes nesse local.
Foto: Shutterstock.com.
 Ferramentas de escavação.
Uma vez decidido o local de coleta e localizado um fóssil, deve-se iniciar a remoção da
cobertura (Sedimento acima da camada fóssil.) , numa etapa conhecida como
escavação. Dependendo das características do sedimento, o procedimento de remoção
pode envolver a utilização de martelos geológicos, picaretas, pás, brocas pneumáticas,
britadeiras, retroescavadeiras e até dinamite.
 ATENÇÃO
Tudo isso é necessário porque é improvável que sejam encontrados fósseis na
superfície do solo. Quando a camada de rochas imediatamente acima do fóssil for
exposta, os cientistas vão raspando-a, cuidadosamente, até que o fóssil seja exposto. A
partir daí, utilizam-sediferentes técnicas de coleta, que variam de acordo com a
natureza do fóssil.
Para o estudo da maioria dos fósseis, após a escavação, é necessário remover o fóssil
do local de coleta e transportá-lo ao laboratório. Antes da remoção, são anotadas várias
observações sobre o fóssil, principalmente, a sua localização.
Feito isso, deve-se garantir que essa remoção seja bem-sucedida; para isso, a amostra
deve ser estabilizada, suportada e protegida.
Foto: Cleveland Lloyd Dinosaur Quarry - Nps.gov.
 Paleontólogos finalizam a proteção do fóssil para transportar a peça ao laboratório.
Os fósseis não são somente ossos e corpos de animais ou plantas, mas também
microrganismos e vestígios de todos esses organismos.
ENTÃO, COMO COLETAR, POR EXEMPLO,
CENTENAS DE REGISTROS DE PEGADAS SOBRE
GRANDES EXTENSÕES DE ÁREA, COMO HÁ NO
SÍTIO PALEONTOLÓGICO DE CAL ORCKO, NA
BOLÍVIA?
Foto: AlexCorv / Shutterstock.com.
 Paredão rochoso com pegadas de dinossauros em seu canto direito, no sítio
paleontológico de Cal Orcko (Bolívia).
Nesses casos, é impossível coletar todos os iconofósseis encontrados. Em vez de
remover os rastros, a coleta é feita de outra forma, com base em ferramentas digitais.
Os cientistas utilizam, por exemplo, os sistemas de informação geográfica para registrar
a posição dos rastros no espaço 3D e fazem varredura a laser. Os microfósseis também
podem ser coletados de forma diferente dos macrofósseis.
Eles podem ser estabilizados, suportados e protegidos para o transporte até o
laboratório, onde ocorrerá uma etapa do trabalho chamada de desagregação. Porém,
em muitos casos, os paleontólogos podem executar a desagregação ainda em campo,
peneirando o material coletado em telas de metal com diferentes larguras de malha, ou
deixando as rochas coletadas submersas em água.
Foto: Journal of the Geological Society of India, BHAT, M. S. Techniques,2017, p.317
adaptado por Juliana da Silva Leal.
 Desagregação de rochas, em campo, para a coleta de microfósseis.
A etapa de coleta geralmente é demorada, cara e fundamental para o bom andamento
das etapas seguintes do trabalho. Quando o material coletado não é bem embalado
para o transporte até o laboratório ou devidamente identificado, pode haver danos
irreversíveis às análises.
CONSERVAÇÃO E PRESERVAÇÃO
O tratamento imediato dos fósseis coletados, seja em campo ou ao chegar ao
laboratório, é realizado para deter o apodrecimento do material e estabilizar a amostra
para o manuseio. O processo de conservação dos macros e microfósseis se inicia de
forma igual, ainda em campo, no processo de estabilização. Contudo, as técnicas de
processamento das amostras de microfósseis são mais complexas e demoradas,
porque é necessário remover os resquícios de sedimento.
Foto: Shutterstock.com.
No laboratório, após o material ser isolado do restante das rochas, é preciso continuar a
conservá-lo e preservá-lo. Para isso, é necessário o uso de técnicas que envolvem
vários procedimentos, com estágios químicos e mecânicos. Em geral, essas técnicas
requerem muitos dias, semanas e até meses de trabalho; raramente são realizadas em
um só dia.
CURADORIA
A curadoria do material é uma fase estendida da preservação do material coletado, já
que se utiliza de vários procedimentos para resguardá-lo. De maneira geral, a curadoria
compreende os procedimentos de catalogação, armazenamento e exposição dos
fósseis de uma instituição de pesquisa.
Todo material que é coletado e depositado em uma coleção de um instituto de pesquisa
tem um registro. Nesse registro, é importante constar a sua identidade, o local onde foi
coletado, quem o coletou e quando a coleta foi realizada. Portanto, os procedimentos de
curadoria garantem que os cientistas tenham acesso aos materiais coletados em
diferentes partes do mundo de maneira organizada, possibilitando o desenvolvimento do
conhecimento.
Foto: Clem Rutter, Rochester, Kent/Wikimedia Commons/CC-BY-SA-3.0.
 Amostra da coleção de fósseis catalogados do Museu do Castelo de Clitheroe, na
Inglaterra.
ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO
Os geólogos dividiram a história da Terra em uma série de intervalos de tempo: a escala
de tempo geológico. A etapa mais ampla do tempo geológico se chama éon. Logo a
seguir, estão as eras, que são subdivisões do éon. Geralmente, as eras consideradas
são Pré-Cambriana, Paleozoica, Mesozoica e Cenozoica.
Nos livros didáticos, é comum a era Pré-Cambriana não ser especificada. A era Pré-
Cambriana vai desde a origem da Terra até o momento anterior ao início da era
Paleozoica. As eras são subdividas em espaços menores de tempo, chamados de
períodos, e estes, por sua vez, são subdivididos em épocas ou intervalos com nomes
amplos, como superior, inferior ou médio.
Toda essa sequência de fases ao longo do tempo geológico pode ser organizada na
tabela geológica.
Era Período
Idade
(milhões
de anos)
Época Acontecimentos
Cenozoica
Quaternário
0,01 Holoceno
Desenvolvimento
humano
“Época dos
mamíferos”
Extinção dos
dinossauros e
muitas outras
espécies
1,8 Pleistoceno
Terciário
5,3 Plioceno
23,8 Mioceno
33,7 Oligoceno
54,8 Eoceno
65,0 Paleoceno
Mesozoica
Cretáceo 144
“Época dos
répteis”
Primeiras plantas
com flores
Primeiras aves
Dinossauros
dominam
Jurássico 206
Triássico 248
Paleozoica
Permiano 290
“Época dos
anfíbios”
Extinção dos
triblobitas e
muitos outros
animais
marinhos
Primeiros répteis
Anfíbios de
grande porte
muito
abundantes
Carbonífero
(da
Pensilvânia)
323
Carbonífero
(do
Mississipi)
354
Devoniano 417
“Época dos
peixes”
Primeiros fósseis
de insetos
Peixes dominam
Primeiras plantas
terrestres
Siluriano 443
Ordoviciano 490
“Época dos
invertebrados”
Primeiros peixes
Trilobitas
dominam
Primeiros
organismos com
conchas
Cambriano 540
Pré-
Cambriano
(compreende
cerca de
4.500 Primeiros organismos multicelulares
Primeiro organismo unicelular
Origem da Terra
88% do
tempo
geológico)
 Tabela geológica.
Elaborado por Juliana da Silva Leal.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
Cada uma dessas classificações cronológicas é feita com base em um conjunto de
fósseis que a caracterizam. As mudanças drásticas na característica dos registros
fósseis representam uma mudança de Era, e as mudanças nas fases inferiores à Era
são baseadas em transformações menos profundas, mas ainda identificáveis, nos
registros fósseis. Dessa forma, os intervalos do tempo geológico não apresentam uma
duração igual.
 ATENÇÃO
Além disso, os métodos de datação possibilitaram que fossem atribuídos números à
idade dos materiais coletados em campo, o que consequentemente melhorou a
resolução temporal da tabela geológica.
Conheça a seguir os métodos de datação da escala de tempo geológico, a Datação
relativa e a Datação absoluta.
MÉTODOS DE DATAÇÃO
DATAÇÃO RELATIVA
A deposição de sedimentos sobre a crosta terrestre obedece a uma ordem de
superposição, assim, quanto mais profundas as camadas, mais antigas elas são. Dessa
forma, há necessariamente uma medida de tempo na ordem das camadas de
sedimento depositadas.
Imagem: Shutterstock.com. Adaptado por Angelo Oliveira.
 As camadas de sedimento e rochas sobre a crosta terrestre e seu perfil de
deposição.
Seguindo-se a ordem de superposição das rochas e sedimentos, os paleontólogos são
capazes de descrever e organizar os fósseis na sequência cronológica em que surgem.
É possível avaliar como os organismos evoluíram, novas espécies que surgiram a partir
de modificações das formas anteriores, e outras que se extiguiram.
 ATENÇÃO
Quando os fósseis são organizados em ordem cronológica, observa-se que um grupo
surge, expande-se e, algum tempo depois, alguns se extinguem. Quando houve
condições ambientais similares em períodos geológicos distintos, verificam-se rochas
sedimentares com características parecidas.
Contudo, as rochas similares não se refletem em registros fósseis similares, porque o
processode evolução dos organismos se encontra em estágios distintos ao comparar
períodos geológicos diferentes.
Em geologia, a técnica de bioestratigrafia permite aos cientistas saber a idade da
maioria das rochas depositadas em camadas com base nos fósseis que elas contêm.
De maneira geral, a bioestratigrafia se baseia no fato de que rochas com idades
semelhantes contêm fósseis semelhantes, independentemente se diferem em sua
origem ou sua composição mineral.
DATAÇÃO ABSOLUTA
A datação absoluta é capaz de determinar a duração real do tempo de duração de cada
acontecimento geológico. Dessa forma, é possível determinar a idade de certos
materiais geológicos associados aos fósseis e até mesmo a idade dos próprios fósseis.
Para isso, há uma variedade de métodos que, em comum, baseiam-se em um processo
irreversível que ocorre em uma velocidade conhecida: o decaimento radioativo. Ele se
caracteriza pela mudança no número de prótons e/ou nêutrons e se baseia no
decaimento radioativo natural de alguns elementos químicos, como potássio e carbono.
Os átomos de todos os elementos químicos têm prótons e nêutrons, no núcleo, e
elétrons orbitando ao redor do núcleo. Em cada elemento, o número de prótons é
constante, enquanto o número de nêutrons e elétrons pode variar. Os átomos de um
mesmo elemento químico que possuem o mesmo número de prótons, mas um número
diferente de nêutrons, são considerados isótopos deste elemento.
Imagem: Shutterstock.com. Adaptado por Angelo Oliveira.
 Exemplos de isótopos do elemento químico hidrogênio.
A maioria dos isótopos é estável, mas alguns têm um núcleo instável e podem mudar
seu número de prótons e/ou nêutrons — alguns minerais presentes nas rochas e alguns
tipos de matéria orgânica como madeira e conchas, por exemplo, podem conter
isótopos radioativos.
Utilizando-se um equipamento chamado espectrômetro de massa, pode-se saber qual o
tipo e a quantidade de isótopos presentes em uma amostra, determinando-se a
proporção do isótopo pai para o isótopo filho.
Imagem: Juliana da Silva Leal
 Isótopos pai e filho determinados por espetrometria de massa.
Uma vez sabida a proporção de isótopos pais e filhos em uma amostra, pode-se
determinar sua idade — método conhecido como datação radiométrica. No quadro a
seguir, estão apresentados os métodos de datação radiométrica mais comumente
utilizados pelos geólogos e paleontólogos:
Nome do método
Intervalo
de
datação
Material
datado
Metodologia
Radiocarbônico 1-70.000
anos
Material
orgânico,
como ossos,
folhas,
Decaimento
radioativo do 14C
em material
orgânico após a
morte
madeiras e
conchas
Potássio-argônio
1.000
anos-
bilhões
de anos
Vidros e
minerais que
contêm
potássio
Decaimento
radioativo do 40K
em rochas e
minerais
Urânio-chumbo
10.000
anos-
bilhões
de anos
Minerais que
contêm urânio
Decaimento
radioativo do
urânio em
chumbo a partir
de duas cadeias
de decaimento
separadas
Série de urânio
1.000-
500.000
anos
Minerais,
corais,
conchas,
dentes e
rochas
calcárias que
contêm urânio
Decaimento
radioativo do
234U em 230Th
em rochas e
minerais
Traço-de-fissão 1.000
anos-
bilhões
de anos
Vidros e
minerais que
contêm urânio
Medida de traços
ou rastros de
danos deixados
em vidros e
minerais a partir
do decaimento
radioativo do
238U
Luminescência
(óptica ou
termicamente
estimulada)
1.000
anos-1
milhão de
anos
Quartzo,
feldspato,
ferramentas
de pedra e
cerâmica
Idade de
sepultamento ou
aquecimento com
base no acúmulo
de dano induzido
por radiação
Ressonância de spin
eletrônico
1.000
anos-3
milhões
de anos
Materiais cujo
conteúdo de
urânio foi
absorvido de
fontes
externas
Idade de
sepultamento
baseada na
abundância de
centros
paramagnéticos
induzidos por
radiação em
redes minerais
Nuclídeos
cosmogênicos
1.000
anos-5
milhões
de anos
Geralmente
quartzo ou
olivina de
rochas ígneas
ou
sedimentares
Decaimento
radioativo de
nuclídeos gerados
a partir de raios
cósmicos em
ambientes
superficiais
Magnetoestratigrafia 20.000
anos-
bilhões
de anos
Rochas
sedimentares
e ígneas
Medição da
polaridade antiga
do campo
magnético da
Terra registrada
em uma sucessão
estratigráfica
Tefrocronologia
100
anos-
bilhões
de anos
Rochas
ígneas
Baseia-se na
química e idade
de depósitos
vulcânicos para
estabelecer
ligações entre
sucessões
estratigráficas
distantes
 Métodos de datação radiométrica mais comumente utilizados pelos geólogos e
paleontólogos.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
FUNDAMENTOS DA DATAÇÃO COM 14C.
Neste vídeo, serão explicados os princípios da datação com 14C, o método de datação
absoluta mais popular.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. LEIA ATENTAMENTE AS DESCRIÇÕES DE FÓSSEIS A SEGUIR E,
COM BASE NELAS, DÊ A CLASSIFICAÇÃO DE CADA UM. ENTÃO,
ASSINALE A ALTERNATIVA QUE CONTEMPLE AS CLASSIFICAÇÕES
CORRETAMENTE:
1) TODO O CORPO DE UM INVERTEBRADO, PARECIDO COM UMA
ESTRELA-DO-MAR.
2) SOMENTE AS MARCAS DOS OSSOS DE UM DINOSSAURO.
3) TÚNEIS DE INVERTEBRADOS AQUÁTICOS COM
APROXIMADAMENTE 5CM DE ABERTURA.
4) CARAPAÇAS DE DIATOMÁCEAS, QUE SÃO MICROALGAS.
A) 1) Microfóssil — Somatofóssil; 2) Macrofóssil — Iconofóssil; 3) Microfóssil —
Iconofóssil; 4) Microfóssil – Iconofóssil.
B) 1) Microfóssil — Somatofóssil; 2) Macrofóssil — Iconofóssil; 3) Macrofóssil —
Iconofóssil; 4) Microfóssil — Iconofóssil.
C) 1) Macrofóssil — Somatofóssil; 2) Macrofóssil — Somatofóssil; 3) Microfóssil —
Iconofóssil; 4) Microfóssil — Iconofóssil.
D) 1) Macrofóssil — Somatofóssil; 2) Macrofóssil — Somatofóssil; 3) Macrofóssil —
Iconofóssil; 4) Microfóssil — Somatofóssil.
E) 1) Macrofóssil — Somatofóssil; 2) Macrofóssil — Iconofóssil; 3) Microfóssil —
Iconofóssil; 4) Microfóssil — Iconofóssil.
2. NA IMAGEM A SEGUIR, SÃO MOSTRADAS AS CAMADAS DE
ROCHAS QUE COMPÕEM DUAS AMOSTRAS, UMA NA ÁFRICA E A
OUTRA NA AMÉRICA DO SUL. COM BASE NAS INFORMAÇÕES
EVIDENCIADAS PELOS REGISTROS FÓSSEIS, É POSSÍVEL
AFIRMAR QUE:
IMAGEM: JULIANA DA SILVA LEAL.
A) A camada de rocha 1, da África, tem a mesma idade que a camada de rocha a, da
América do Sul.
B) As camadas de rochas 3 e 4, da África, têm as mesmas idades que as camada de
rochas b e c, da América do Sul, respectivamente.Opção B
C) As camadas de rochas 1 e 3, da África, têm as mesmas idades que as camada de
rochas c e d, da América do Sul, respectivamente.
D) A camada de rocha 4, da África, tem a mesma idade que a camada de rocha a, da
América do Sul.
E) A camada de rocha 3, da África, tem a mesma idade que a camada de rocha c, da
América do Sul.
GABARITO
1. Leia atentamente as descrições de fósseis a seguir e, com base nelas, dê a
classificação de cada um. Então, assinale a alternativa que contemple as
classificações corretamente:
1) Todo o corpo de um invertebrado, parecido com uma estrela-do-mar.
2) Somente as marcas dos ossos de um dinossauro.
3) Túneis de invertebrados aquáticos com aproximadamente 5cm de abertura.
4) Carapaças de diatomáceas, que são microalgas.
A alternativa "D " está correta.
A primeira classificação dos fósseis, nesta questão, dá-se pelo seu tamanho. Os
macrofósseis são todos os fósseis que podem ser visualizados a olho nu. Portanto, das
opções, somente a 4 constitui um microfóssil (pois este contém a carapaça de uma alga
microscópica). Já em relação ao conteúdo dos fósseis, sabe-se que os somatofósseis
são aqueles que contêm restos integrantes do corpo dos organismos e,
consequentemente, todas as opções constituem somatofósseis, com exceção da opção
3. Esta se refere a túneis de invertebrados aquáticos, que são considerados vestígios
de atividades desempenhadas por esses organismos — portanto, deve-se classificá-la
como iconofóssil.
2. Na imagem a seguir, são mostradas as camadas de rochas que compõem duas
amostras, uma na África e a outra na América do Sul. Com base nas informações
evidenciadas pelos registros fósseis, épossível afirmar que:
Imagem: Juliana da Silva Leal.
A alternativa "C " está correta.
Rochas com idades semelhantes contêm fósseis semelhantes, e a única alternativa que
contempla esta afirmação é a C.
MÓDULO 2
 Descrever os processos tafonômicos e a paleoecologia
TAFONOMIA
Na natureza, a matéria orgânica morta é decomposta por organismos decompositores, e
transformada em nutrientes disponíveis no ambiente ou em alimento para outras
espécies. Todos os organismos, por maiores que sejam, e mesmo aqueles com grandes
ossos, estão sujeitos a sofrer decomposição.
A tafonomia é a ciência que estuda os processos naturais que envolvem um organismo
depois de morrer, incluindo como ocorre a preservação de materiais orgânicos em
registros fósseis e os processos capazes de afetar a qualidade desses registros.
Foto: Shutterstock.com.
PROCESSOS TAFONÔMICOS
Na tafonomia, existem termos fundamentais para entendermos o processo de
fossilização.
Imagem: Tafonomia: processos e ambientes de fossilização. Paleontologia, SIMÕES,
Marcello Guimarães; HOLZ, Michael,2004, p.24,adaptado por Juliana da Silva Leal.
 Conceitos tafonômicos; o retângulo azul delimita o objeto dos estudos tafonômicos.
O objetivo primário dos estudos tafonômicos é reconhecer e quantificar tendências nas
tafocenoses.
A tafonomia é dividida em três etapas ou processos tafonômicos:
Foto: Shutterstock.com.
 Carcaça de vertebrado de grande porte em estágio de necrólise.
NECRÓLISE
É a quebra ou decomposição do organismo após a morte, que se dá por meio da
atividade de bactérias e de outros organismos necrófagos ou decompositores. Devido
ao consumo dos tecidos e órgãos, muito dificilmente eles são preservados no registro
fóssil e, por isso, a grande maioria dos fósseis que conhecemos contém ossos,
conchas, carapaças e partes duras em geral (partes esqueletais) — logo, órgãos e
tecidos do corpo são muito mais fáceis de serem decompostos do que as partes duras.
A necrólise é influenciada pelo clima e pelas características do material a ser
decomposto. Por exemplo, o processo de decomposição é mais acelerado em
ambientes úmidos e quentes do que em locais secos e frios (floresta tropical versus
deserto) e, quanto maior a proporção de partes moles — de decomposição mais fácil —,
mais rápido será o processo (um animal invertebrado sem concha versus animal
vertebrado).
Foto: Shutterstock.com.
 Lobos mastigando ossos nos arredores do Parque Nacional de Yellowstone
(Montana, EUA).
BIOESTRATIONOMIA
É o processo tafonômico que ocorre após a necrólise ou simultaneamente a esta,
principalmente sobre as partes duras do organismo morto (como conchas e ossos).
Durante a bioestrationomia, ocorrem os seguintes processos bioestrationômicos:
transporte e reorientação, desarticulação, fragmentação, corrosão e intemperismo. O
transporte, a reorientação e a desarticulação compreendem a separação dos restos
esqueletais ou partes duras, após a necrólise, e comumente ocorrem logo após a morte
do organismo.
A fragmentação é a quebra dos ossos ou partes duras do organismo morto. A corrosão
é o desgaste deste material por meio da combinação entre a abrasão mecânica (Perda
de material gerada pelo atrito entre duas superfícies.) e a corrosão biogeoquímica das
partes do corpo que são mineralizadas. Enquanto a corrosão é um processo
essencialmente químico, a fragmentação pode ter origem física (por exemplo, ação de
ondas ou correntezas) ou biológica (um carnívoro se alimentando da carcaça, por
exemplo).
O intemperismo é observado por um grande período caso as partes duras do organismo
sejam expostas na superfície do solo. É importante ressaltar que a fragmentação, a
corrosão e o intemperismo só podem ocorrer quando as partes duras do organismo não
são soterradas logo após a sua desarticulação, ficando expostas por um tempo
considerável na interface água/sedimento ou na superfície do solo.
Foto: Shutterstock.com.
 Esqueleto de roedor parcialmente enterrado na areia.
DIAGÊNESE E O PROCESSO DE FOSSILIZAÇÃO
Após a decomposição, quebra e transporte, os restos orgânicos de animais e plantas
são normalmente enterrados. O soterramento é uma parte essencial para que
sedimentos sejam transformados em rochas e, consequentemente, para que os restos
de um organismo sejam preservados como registro fóssil. Para o soterramento, os
sedimentos são lavados ou soprados sobre os restos orgânicos, depositando-se sobre o
local e fazendo com que a carcaça fique cada vez mais enterrada. A diagênese é
justamente o conjunto de modificações, físicas e químicas, sofridas pelos
sedimentos após o momento de sua deposição, exceto aquelas modificações
diretamente relacionadas ao intemperismo e à própria formação das rochas. Por sua
vez, essas alterações físicas e químicas presentes na diagênese compreendem os
processos diagenéticos. Ao modificarem os sedimentos após a sua deposição, os
processos diagenéticos afetam também os restos orgânicos soterrados, em uma série
de transformações que culminam com a sua fossilização.
A diagênese é dividida nestas três etapas:
Imagem: Diagenesis. Encyclopedia of Geochemistry, Montañez, I. P., & Crossey, L. J.,
p.355, adaptado por Juliana da Silva Leal e Angelo Souza.
 Resumo dos processos diagenéticos.
Sindiagênese ou eudiagênese
Ocorre na superfície do sedimento ou em níveis pouco profundos (1 a 10 metros), pode
atuar por um período entre 1.000 a 100.000 anos. Nessa primeira etapa da diagênese, a
alteração física mais comum é o achatamento dos restos orgânicos devido ao peso do
sedimento depositado sobre eles. Já na sindiagênese, ocorre um tipo de preservação
conhecida por permineralização, que consiste no preenchimento de cavidades ou
poros existentes nos restos esqueletais com um mineral, geralmente, carbonato de
cálcio ou sílica. A permineralização é muito comum em ossos e troncos de árvores que
têm estruturas bastante porosas.
Foto: Shutterstock.com.
 Estrutura porosa de osso.
Anadiagênese ou metadiagênese
Ocorre em rochas soterradas a uma profundidade entre 10 e 10.000 metros, e sua
duração varia entre 1 milhão e 10 milhões de anos. Nessa etapa, além da
permineralização, ocorrem três outros processos de preservação do material orgânico: a
cimentação, a recristalização e a substituição. A cimentação é a precipitação de um
material aglutinante em torno dos grãos do sedimento, fazendo com que os poros do
sedimento sejam preenchidos. É por meio da cimentação que os sedimentos não
consolidados, isto é, instáveis, tornam-se rochas sedimentares — um processo
conhecido como litificação.
A substituição é a troca total dos minerais originais, inicialmente presentes nos restos
soterrados, por um material diferente, que costuma estar presente na camada de
sedimento que envolve o material soterrado. Essa substituição pode fazer com que
minerais com estrutura menos estável sejam substituídos por outro, mais estável — o
que tende a aumentar a preservação do fóssil.
Foto: Carbonate concretions — explained. Geology Today, MARSHALL, Jim D.; PIRRIE,
Duncan,2013, p.53.
 Uma concreção carbonática que se dividiu ao meio, revelando que continha um
fóssil.
Telodiagênese
Compreende as alterações físicas e químicas que ocorrem nas camadas de rochas que
estavam em determinada profundidade quando retornam à superfície. A telodiagênese
pode ocorrer em dias ou em bilhões de anos, em camadas de rochas até cerca de 5.000
metros de profundidade.
O retorno de rochas sedimentares à superfície é possível por elevação tectônica ou por
queda do nível do mar. Nesse evento, as rochas antes depositadas na crosta terrestre
passam a ser expostas a processos atmosféricos, como erosão física e química e
intemperismo. Durante a telodiagênese, é possível haver o aparecimento de fraturas
nas rochas ou até mesmo a formação de cavernas (principalmente, cavernas
calcáreas).
Imagem: Gueriau, Pierre; Bertrand, Loïc, Microscopy Today,2015,p.24, adaptado por
Juliana da Silva Leal.
Representação esquemática dos processos tafonômicos envolvidos na fossilização
do peixe Spinocaudichthys oumtkoutensis.
Tipos de fossilização:
CRIOPRESERVAÇÃO
É um tipo de fossilização que ocorre por meio do congelamento do organismo. O
congelamento é uma das formas de retardar a decomposição das partes moles, sendo
possível preservar músculos, tendões e pele — enquanto na fossilização típica, as
partes duras do organismo são preservadas. Além disso, a criopreservação preserva o
organismo totalmente, sem qualquer alteração significativa em sua composição química.
Para que esse tipo de fossilização ocorra, é preciso que o organismo morto tenha
estado sujeito a uma situação “congelante”, por exemplo, caindo em uma fenda no gelo.
Imagem: Ruth Hartnup/Wikimedia Commons/CC BY 2.0.
 Fóssil de aproximadamente 41.800 anos de um filhote de mamute-lanoso
(Mammuthus primigenius) com cerca de 30 a 35 dias de idade.
PRESERVAÇÃO EM ÂMBAR
O âmbar é a resina fossilizada de uma árvore conífera, do início do Terciário, ou seja,
cerca de 70 milhões de anos atrás. Uma das características dessa resina é o fato dela
ser insolúvel em água e extremamente viscosa. Devido à sua viscosidade, os
organismos são aprisionados quando caem na resina fresca. Com o passar do tempo, a
resina endurece e se torna menos vulnerável à destruição — e, consequentemente, tem
uma chance maior de ser fossilizada. A resina endurecida é chamada de copal e,
conforme o copal envelhece ao longo de milhões de anos, transforma-se em âmbar.
Este é um dos fatores necessários para produzir o âmbar.
Imagem: Shutterstock.com.
 Inseto fossilizado em âmbar.
PRESERVAÇÃO EM LAGOAS ASFÁLTICAS
O asfalto preserva apenas partes duras dos organismos como, por exemplo, ossos,
dentes e exoesqueletos de insetos. Nas lagoas asfálticas, o padrão das posições em
que diferentes organismos são encontrados descreve a história de como eles ficaram
presos na lagoa e, posteriormente, fossilizaram-se. Geralmente, o primeiro animal a
ficar preso é uma presa, que fica atolada no asfalto ao beber água.
Em seguida, os predadores vêm em busca da presa indefesa e, ao tentar atacá-la,
também ficam presos. Assim, tanto a presa quanto o predador afundam lentamente.
Esse comportamento faz com que haja uma tendência, nas lagoas asfálticas, de que a
presa seja encontrada em uma posição mais abaixo do predador.
Foto: James St. John/Wikimedia Commons/ CC BY 2.0.
 Esqueleto de Smilodon (Smilodon californicus) coletado na lagoa asfáltica de La
Brea (Los Angeles, EUA).
MUMIFICAÇÃO
A mumificação ocorre quando os restos dos organismos são encontrados em condições
sem umidade, e o material pode ser preservado por milhares de anos. Dessa forma, os
locais favoráveis à ocorrência da mumificação são regiões áridas, como o deserto, ou
cavernas secas. A mumificação é uma forma rara de fossilização, cuja qualidade dos
fósseis gerados se assemelha à da criopreservação. Geralmente, os ossos e tecidos
dos organismos desidratados são preservados, e até a pele e o cabelo tendem a manter
a sua cor original.
Imagem: Fotografia de foguete vermelho /Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0.
 Fóssil de um Brachylophosaurus canadenses (dinossauro).
CARBONIFICAÇÃO
A carbonização é um tipo de preservação fóssil em que o organismo é preservado como
uma fina película residual de carbono em vez da matéria orgânica original. Nesse
processo, as substâncias mais voláteis de plantas e animais se decompõem, mas
deixam para trás o carbono.
Foto: Fotografia de foguete vermelho /Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0.
 Fóssil carbonizado de uma samambaia arbustiva (Pecopteris).
INCRUSTAÇÃO
A incrustação se dá pela deposição de substâncias sobre os restos esqueletais, onde
cristalizam.
Imagem: Late Pleistocene vertebrates from Touro Passo Creek (Touro Passo
Formation), southern Brazil, Kerber, Leonardo, 2014,p. 252.
 Fósseis de vertebrados incrustados por carbonato.
MOLDES E IMPRESSÕES
Os moldes e impressões são iconofósseis, cujo processo de fossilização grava as
características físicas dos organismos nas rochas. Esse processo começa quando todo
o organismo ou as partes duras de seu corpo ficam presos no sedimento que, mais
tarde, tornam-se rochas grossas e porosas. A característica porosa da rocha permite
que a água subterrânea carbonatada (água acrescida de certa quantidade de CO2)
penetre-a, dissolvendo os tecidos originais, mas deixando seu molde detalhado.
RASTROS E TRILHAS
Os rastros e trilhas são tipos de iconofósseis formados quando um organismo se move
sobre a superfície de um sedimento macio e deixa um registro de seu movimento. Os
rastros são as marcas do movimento de vertebrados, como as pegadas em ambiente
terrestre. As trilhas são semelhantes a pegadas, mas com padrões mais irregulares e
geralmente são geradas por invertebrados no sedimento macio abaixo da superfície da
água.
Formação dos rastros — Etapa 1: uma pegada é formada quando um organismo pisa
na lama mole. Etapa 2: essa marca da pegada é coberta e preenchida com areia. Etapa
3: essa areia se transforma em uma rocha. Etapa 4: a rocha será fragmentada, expondo
a pegada original.
Formação das trilhas — existe a possibilidade de estas serem desfeitas pela ação da
maré ou de correntezas. Como os rastros, para que as trilhas sejam fossilizadas, o
sedimento deve endurecer antes que qualquer coisa possa perturbar as marcações
deixadas ou ser logo soterrada.
LIMITAÇÕES DOS ESTUDOS TAFONÔMICOS
Muitos dos processos tafonômicos alteram e até destroem os restos orgânicos. Por
exemplo:
 EXEMPLO
Quando um peixe morre no oceano, um animal (necrófago) pode comê-lo, ou as ondas
geradas em uma tempestade podem quebrar seu esqueleto. Essas alterações ou
destruições parciais/totais dos restos esqueletais de um organismo podem dificultar a
identificação e a comparação de fósseis de indivíduos da mesma espécie ou de
espécies diferentes. Além disso, organismos com partes duras têm maior probabilidade
de serem preservados no registro fóssil do que organismos com apenas partes moles
como, por exemplo, as águas-vivas.
Pensando nesses exemplos, seria correto dizer que o registro fóssil é tendencioso,
subestimando a contribuição de águas-vivas em comparação com a dos mariscos, por
exemplo — ou seja, o registro fóssil superestima a contribuição das espécies de
vertebrados ou invertebrados com conchas nas comunidades do passado. Essa
limitação é especialmente importante para trabalhos de paleoecologia.
MAS E OS IMPACTOS DESSAS LIMITAÇÕES
TAFONÔMICAS NA PALEOECOLOGIA?
Os fósseis nos dão indícios da biologia de grupos específicos, presentes no registro
fóssil, e são capazes de informar como eles viviam e como era o ambiente em que
viviam. Da mesma forma que atualmente as espécies presentes em um ecossistema
interagem entre si e com o ambiente, o que aconteceu em diferentes eras ou períodos
geológicos não deve ter sido muito diferente.
A paleoecologia é o estudo da vida e dos tempos de organismos fósseis, os estilos de
vida de animais e plantas individuais, juntamente com suas relações entre si e com o
ambiente que os circundava.
Imagem: Henry De la Beche (10 de fevereiro de 1796 - 13 de abril de 1855)/Wikimedia
Commons/Domínio público.
 Aquarela pintada em 1830 pelo geólogo Henry De la Beche com base em fósseis
encontrados por Mary Anning.
Um dos objetivos do trabalho de um paleoecólogo é caracterizar as comunidades. E,
especialmente nesse quesito, os vieses de preservação dos fósseis podem ser
problemáticos. Por exemplo:
 EXEMPLO
É possível que organismos possam estar completamente ausentes ou numericamente
sub-representados no registro fóssil em comparação com o que seria esperado se os
cientistas pudessem examinar a comunidade original. Por isso, é necessário que o
paleoecólogo entenda as características do registro fóssil antes de analisar os
potenciais interações entre espécies e de uma espécie com seu ambiente, presentes
em uma comunidade passada.
Foto:Shutterstock.com.
USANDO A PALEONTOLOGIA PARA
PRESERVAR A BIODIVERSIDADE
MODERNA EM UM CONTEXTO DE
MUDANÇAS CLIMÁTICAS
Assista ao vídeo, no qual serão apresentados os principais resultados do artigo Using
paleo-archives to safeguard biodiversity under climate change” (Fordha et al., 2020 –
Revista Science), um trabalho extremamente recente e publicado em uma das melhores
revistas científicas do mundo.
VOLTANDO À PETROLOGIA: FÓSSEIS E
ROCHAS SEDIMENTARES
A existência dos fósseis está associada às rochas sedimentares, ou seja, aquelas
formadas a partir de outras rochas que, sob a ação do intemperismo e da erosão, foram
quebradas e transformadas em sedimento. Essas rochas são formadas na superfície
terrestre e, como os ambientes aquáticos estão sempre em uma posição mais baixa na
paisagem, os materiais necessários à formação das rochas sedimentares tendem a
escoar para o interior desses ambientes e depositarem-se sobre o seu fundo.
Nesse processo, organismos vivos ou mortos podem ser enterrados e, com o passar do
tempo, mais sedimento se sobrepõe, formando-se a rocha sedimentar.
Imagem: Shutetrstock.com.
 Rochas sedimentares.
MAS E OS OUTROS TIPOS DE ROCHAS, POR QUE
ELES NÃO FORMAM FÓSSEIS?
Foto: Shutetrstock.com.
 Rochas ígneas.
Devido ao processo de formação das rochas ígneas, elas quase nunca contêm fósseis,
afinal, são formadas de magma. Raramente um animal é atingido pelo magma, mas,
bem recentemente, cientistas têm encontrado fósseis de microrganismos nas camadas
de rochas ígneas da crosta terrestre.
Já as rochas metamórficas, aquelas formadas a partir de qualquer outro tipo de rocha,
também raramente contêm fósseis. Pois, para a formação dessas rochas, são
necessárias altas temperaturas e pressões. Condições tão extremas que os restos ou
vestígios de restos dos organismos são destruídos ou, quando não são, tornam-se tão
danificados que são praticamente incapazes de fornecer alguma informação relevante
aos cientistas.
Imagem: Shutetrstock.com.
 Rochas metamórficas.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. QUAIS PROCESSOS TAFONÔMICOS OCORREM COM UM
ORGANISMO DESDE A MORTE ATÉ O SEU SOTERRAMENTO?
A) Diagênese e bioestrationomia.
B) Permineralização e telodiagênese.
C) Anadiagênese e telogênese.
D) Necrólise e telogênese.
E) Necrólise e bioestrationomia.
2. QUAL DAS ALTERNATIVAS A SEGUIR É UM EXEMPLO DE UM
DOS VIESES EXISTENTES NO REGISTRO FÓSSIL?
A) Quase todos os fósseis encontrados têm, pelo menos, algumas partes duras em seu
corpo.
B) Os organismos frágeis fossilizam mais facilmente.
C) Os fósseis mais antigos são mais abundantes e de melhor qualidade que os fósseis
menos antigos.
D) Os fósseis formados em montanhas são mais fáceis de encontrar do que aqueles
formados em mares rasos.
E) A maioria dos fósseis encontrados não tem partes duras em seu corpo.
GABARITO
1. Quais processos tafonômicos ocorrem com um organismo desde a morte até o
seu soterramento?
A alternativa "E " está correta.
Desde a morte até o soterramento de um organismo, os processos tafonômicos que
ocorrem são a necrólise e a bioestrationomia — uma vez que diagênese se inicia após a
deposição de sedimentos sobre o organismo morto. Anadiagênese e telogênese são
etapas da diagênese e, portanto, também só ocorrem após o soterramento do
organismo. Da mesma forma, a permineralização ocorre na diagênese, mas não é
considerada um dos processos tafonômicos, e sim uma forma de fossilização.
2. Qual das alternativas a seguir é um exemplo de um dos vieses existentes no
registro fóssil?
A alternativa "A " está correta.
Os organismos com partes duras têm maior probabilidade de serem preservados no
registro fóssil do que organismos com apenas partes moles. Por isso, o registro fóssil é
tendencioso, subestimando a contribuição os organismos com predominância de partes
moles em seus corpos para as comunidades ancestrais.
MÓDULO 3
 Descreveu a fauna e a flora fósseis da Terra
O SURGIMENTO DAS CÉLULAS
VEGETAL E ANIMAL
Imagem: Shutterstock.com.
Sabemos que a vida se originou no ambiente marinho. Mas o que aconteceu, desde
então, para que tenhamos as espécies que conhecemos atualmente na biosfera?
Para responder a essa pergunta, primeiramente vamos ter que entender as
modificações que ocorreram nas células vegetais e animais.
O ADVENTO DA CÉLULA EUCARIÓTICA
Sabe-se que as células de plantas e animais se diferem daquelas de bactérias por
causa de alguns fatores. A principal diferença entre elas reside no fato de que, nas
células de plantas, fungos e animais, há a presença de um núcleo individualizado por
uma membrana, mantendo o material genético separado do citoplasma, são as
chamadas células eucarióticas. Nas células de bactérias, o material genético fica
disperso no citoplasma, são as chamadas células procarióticas.
Imagem: Por Science Primer (National Center for Biotechnology Information)/Wikimedia
Commons/ Domínio público.
 Célula procariótica e célula eucariótica.
As primeiras formas de vida da Terra eram como uma bactéria anaeróbica e, portanto,
uma célula procarionte.
ENTÃO, COMO FOI POSSÍVEL A EXISTÊNCIA DE
UMA CÉLULA COM ORGANELAS DELIMITADAS
POR MEMBRANAS SE ISSO NÃO EXISTIA ANTES?
As evidências científicas apontam que as células eucarióticas foram originadas por meio
da associação simbiótica, especificamente, uma endossimbiose entre células
procariontes, originando as mitocôndrias presentes em células animais e vegetais.
Imagem: Shutterstock.com.
 Teoria da origem endossimbiótica da mitocôndria.
DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS
As células eucarióticas são as células de plantas e animais.
POR ESTAREM PRESENTES EM ORGANISMOS
TÃO DIFERENTES, VOCÊ PODE IMAGINAR QUE
AS CÉLULAS EUCARIÓTICAS SEJAM MAIS OU
MENOS DIFERENTES EM CADA UM DELES,
CERTO?
Nós já sabemos que os primeiros seres fotossintetizantes foram as cianobactérias, há
cerca de 2,9 bilhões de anos.
MAS, O QUE HOUVE PARA QUE ORGANISMOS
HETEROTRÓFICOS, QUE NÃO PRODUZEM OS
SEUS ALIMENTOS, TRANSFORMASSEM-SE EM
SERES AUTOTRÓFICOS, CAPAZES DE
PRODUZIREM OS SEUS PRÓPRIOS ALIMENTOS E
OXIGÊNIO?
A resposta para essa questão está no surgimento de uma organela na célula vegetal: o
cloroplasto.
Imagem: Shutterstock.com.
 Célula vegetal: o cloroplasto.
O cloroplasto também é uma organela da célula vegetal que tem uma origem
endossimbiótica, surgindo a partir de uma associação entre uma célula eucariótica com
uma cianobactéria de tamanho extremamente reduzido. Com a aquisição de
cianobactérias, foi possível que as células eucarióticas vegetais se tornassem
nutricionalmente independentes — já que a cianobactéria é fotossintetizante e,
consequentemente, supria as demandas energéticas da célula eucariótica. Em
contrapartida, as células eucarióticas dos animais são aquelas que não descendem da
célula ancestral que incorporou a cianobactéria.
A DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS
CONTINUA: SURGIMENTO DOS ORGANISMOS
MULTICELULARES
Muitos organismos eucariotos são unicelulares e capazes de se autorreplicar. Como
exemplos desses seres unicelulares, podemos citar a levedura, a ameba e algumas
algas. Como você deve ter notado, esses organismos são bem menos complexos do
que as plantas e animais, que são organismos pluricelulares.
Os organismos pluricelulares evoluíram dos eucariotos unicelulares há,
aproximadamente, 1,7 bilhão de anos. Nesse período, já havia oxigênio suficiente na
atmosfera para que a demanda respiratória, necessária ao desenvolvimento de
organismos mais complexos, fosse suprida. Os cientistas acreditam que a transição
evolutiva dos seres unicelulares para os multicelulares se deu a partir de alguns
eucariotos unicelulares que formavam agregados com muitas células — como a alga
verde do gênero Volvox sp. ainda faz.
Imagem: Sundance Raphael/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0.
 Detalhes de uma colônia de Volvox sp.
Como pode ser visto na imagem anterior, nas colônias de Volvox sp. há uma
diferenciação entre as células, sendo estas reprodutivas ounão reprodutivas —
demonstrando que, dentro da colônia, há uma especialização das células. Os cientistas
acreditam que, no passado, algo similar ocorreu, de modo que o aumento da
especialização celular levou à transição dos agregados coloniais de organismos
unicelulares para organismos verdadeiramente pluricelulares.
A contínua especialização das células, tanto nas suas características estruturais quanto
na função por elas desempenhada, levou à complexidade e à diversidade de células
que observamos atualmente nas plantas e animais.
Imagem: Shutterstock.com.
 Alga verde do gênero Volvox sp.
A seguir vamos conhecer a história evolutiva das plantas:
UMA BREVE HISTÓRIA EVOLUTIVA DAS PLANTAS
Os primeiros organismos fotossintéticos provavelmente evoluíram no início da história
evolutiva da vida, porém as primeiras formas de fotossíntese eram anoxigênicas (não
produziam oxigênio), com as formas oxigênicas (que geram oxigênio) surgindo
significativamente mais tarde, a partir do surgimento do cloroplasto. Enquanto os
primeiros seres fotossintetizantes apareceram há, aproximadamente, 3,2 a 3,5 bilhões
de anos, a forma oxigênica de fotossíntese ocorreu entre 600 milhões e 2 bilhões de
anos atrás.
Os primeiros ancestrais das plantas evoluíram das algas verdes há 470 milhões de
anos. As primeiras formas vegetais eram similares às algas microscópicas modernas e
são conhecidas como acritarcas. As acritarcas apareceram no período mais recente da
era pré-cambriana, dominando os registros fósseis na forma de microfósseis, até o
período cambriano. É importante ter em mente que, nesse período da história geológica
da Terra, as algas não se restringiam às acritarcas, havendo uma variedade de
microalgas e até mesmo macroalgas multicelulares, isto é, algas grandes o suficiente
para serem observadas a olho nu.
Imagem: Review of Palaeobotany and Palynology, Palacios, T. Acritarch,2015,p.84.
 Exemplos de acritarcas coletadas na Espanha.
A vida vegetal ancestral era marinha até o início da era Paleozoica (período cambriano)
e, somente na era Paleozoica (período ordoviciano), surgiram as plantas terrestres.
MAS, AFINAL, COMO OCORREU O
ESTABELECIMENTO DA VIDA VEGETAL
ANCESTRAL NO AMBIENTE TERRESTRE?
MAS, AFINAL, COMO OCORREU O
ESTABELECIMENTO DA VIDA VEGETAL
ANCESTRAL NO AMBIENTE TERRESTRE?
As plantas se estabeleceram no ambiente terrestre antes dos animais. Sem nenhum
conhecimento prévio de Paleontologia, poderíamos fazer essa inferência com base em
um raciocínio ecológico simples:
As plantas são a principal fonte de alimento para muitos animais terrestres. Dessa
forma, os animais só poderiam se estabelecer em um local onde já houvesse alimento
disponível.
Imagem: Shutterstock.com.
 Esquema de uma teia trófica terrestre.
A superfície terrestre estava disponível para colonização logo após a evolução da vida
(há cerca de 3,8 bilhões de anos), porém ela só aconteceu há cerca de 470 milhões de
anos. Esse atraso na colonização do ambiente terrestre foi devido à intensa incidência
de raios ultravioleta sobre a superfície terrestre, pois são extremamente prejudiciais à
vida, atuando como um forte fator indutor de mutações nos organismos.
Imagem: Shutterstock.com.
 O efeito atenuador da água do oceano nos raios solares incidentes.
Enquanto o ambiente terrestre estava totalmente exposto, o ambiente marinho era mais
protegido, porque os raios ultravioletas podem penetrar apenas alguns centímetros na
água.
Com o surgimento dos primeiros seres fotossintetizantes, a atmosfera se modificou,
tornando-se rica em oxigênio (O2). Por sua vez, a abundância de O2 na atmosfera
possibilitou, por meio de reações químicas, a formação da camada de ozônio (O3), que
atua como um guarda-chuva sobre a Terra, protegendo a sua superfície contra a
radiação ultravioleta vinda do Sol.
Com o estabelecimento da camada de ozônio, os organismos fotossintetizantes foram
capazes de ocupar áreas antes expostas diretamente à radiação ultravioleta, como a
superfície da água e o ambiente terrestre. Dessa forma, a própria evolução do reino
vegetal teria proporcionado o surgimento das plantas terrestres. Há ainda evidências
que apontam que a incidência de raios ultravioletas era apenas uma restrição fraca à
vida terrestre dos organismos, não sendo possível definir ao certo o que motivou a
colonização do novo ambiente — provavelmente a possibilidade de se estabelecer em
um habitat sem competidores.
 ATENÇÃO
Os cientistas ainda não sabem dizer ao certo quando os seres fotossintetizantes
começaram a explorar os habitats terrestres. Há evidências de que havia seres
fotossintetizantes que viviam em ambientes aquáticos sujeitos à seca e,
consequentemente, esses organismos tinham características para lidar com a perda
d’água — muitas dessas características ainda são encontradas nas plantas terrestres.
A capacidade de existir na terra é o resultado de adaptações estruturais e fisiológicas
nas próprias plantas, interações simbióticas em vários níveis e mudanças químicas e
físicas no meio ambiente.
Imagem: Plant evolution: landmarks on the path to terrestrial life. New Phytologist, De
Vries, Jan; Archibald, John M,2018,p.1429, adaptado por Juliana da Silva Leal.
 A trajetória evolutiva das plantas terrestres a partir das algas.
Os musgos e as hepáticas foram as primeiras plantas terrestres. Apesar disso, elas
ainda precisam de uma grande umidade no ambiente para reprodução e para
sobreviver, sem isso, logo secam e morrem. Essa restrição limitou consideravelmente a
capacidade dos musgos e hepáticas em se espalharem pela superfície do planeta. Além
disso, esse grupo de plantas não apresenta nenhuma estrutura de sustentação.
Imagem: Shutersstock.com.
 Musgo (Briophyta)./Hepática (Marchantiophyta).
A vida na Terra é uma batalha constante contra a gravidade, o que pode ser bastante
desafiador para organismos que não têm uma estrutura interna adequada para
sustentá-los. No caso das plantas, elas precisam de um sistema de suporte interno que
as mantenha erguidas acima do solo.
As primeiras plantas a se elevarem por meio de tecidos de sustentação foram as
chamadas plantas vasculares. Elas desenvolveram tecidos especiais no interior do seu
caule para mover água e nutrientes a todas as partes da planta. Além do transporte,
esses tecidos especiais compõem uma estrutura equivalente a um esqueleto interno
capaz de sustentar a planta. Essa revolução na estrutura das plantas ocorreu há cerca
de 433 milhões de anos (período siluriano), e as evidências fósseis advêm de plantas
chamadas de Cooksonia e Asteroxylon.
Imagem: Matteo De Stefano/MUSE/Wikimedia Commons/Domínio Público.
Reconstrução artística de plantas Cooksonia
Imagem: Shutersstock.com.
Reconstrução artística de plantas Asteroxylon.
Nesse momento da história geológica da Terra, havia ainda vários musgos primitivos e,
em especial, havia o Prototaxites, cujos fósseis parecem troncos de árvores maciças e,
por isso, intrigaram os cientistas por muito tempo. Contudo, atualmente se sabe que as
estruturas fossilizadas são o corpo de um imenso fungo. O ser Prototaxites mais alto de
que se tem registro possui oito metros de altura.
Imagem: Por Dawson - Hueber 2001, copied from Dawson (1888) "The Geological
History of Plants". Appleton, New York, p290./Wikimedia Commons/ Domínio público.
 Prototaxites — fungo de até 8m de comprimento.
À medida que o período do devoniano progredia, a cara da floresta começou a mudar,
os musgos começaram a crescer muito e adquiriram características para lidar com as
adversidades da gravidade. Assim, os fungos gigantes foram substituídos por plantas.
Além disso, as plantas desenvolveram os troncos, uma adaptação que lhes permitiu
adquirir um alto grau de crescimento e resistência e, com isso, foram capazes de se
distribuírem por uma variedade de ambientes terrestres.
DIVERSIFICAÇÃO DAS PLANTAS TERRESTRES
No fim do período devoniano, aproximadamente há 390-360 milhões de anos, o númerode espécies de plantas terrestres aumentou rapidamente. Nesse momento, apareceram
grandes novidades evolutivas, como a presença de sementes. Por meio destas, foi
possível para as plantas proteger seus embriões em períodos desfavoráveis à
germinação, se estabelecer a uma maior distância dos ambientes aquáticos e se
dispersar mais longe, permitindo que novos ambientes fossem colonizados.
As gimnospermas foram as primeiras plantas a desenvolver sementes e compõem um
grupo cujo representante mais conhecido são os pinheiros.
Foto: Shutterstock.com.
 O galho de um pinheiro com as pinhas, onde se encontram as sementes (os
pinhões).
Durante os períodos cretáceo e cenozoico surgiram as angiospermas ou plantas com
flores. Elas compõem cerca de 90% de toda a diversidade de plantas terrestres
atualmente.
Foto: Shutterstock.com.
 As flores de uma laranjeira (Angiosperma).
A seguir vamos conhecer a história evolutiva dos animais:
UMA BREVE HISTÓRIA EVOLUTIVA DOS ANIMAIS
Assim como as plantas, a origem da vida animal também ocorreu no oceano e foi neste
ambiente que ela permaneceu por um longo período. A origem dos animais se deu há,
aproximadamente, 600 milhões de anos (na era Pré-Cambriana). Isso significa dizer que
os animais só apareceram quando mais de 85% da história geológica da Terra já tinha
se passado, e o motivo que levou a essa “demora” intrigou os cientistas por muito
tempo.
Os animais consomem oxigênio o tempo todo e, por isso, os cientistas acreditam que a
quantidade de oxigênio na atmosfera foi decisiva para a origem dos animais. Na era
Pré-Cambriana, a baixa disponibilidade de oxigênio impediu sua origem. No fim dessa
era, os níveis de oxigênio se tornaram altos o suficiente para que os animais pudessem
se desenvolver. Contudo, mais recentemente, alguns cientistas argumentam que a
concentração de oxigênio na atmosfera é obviamente importante para a evolução dos
animais, mas não é suficiente para explicar por que, como e, talvez, quando os animais
surgiram. Para esse grupo de cientistas, a origem dos animais não aconteceu antes na
história geológica da Terra porque os genes necessários, o nível de organização celular
adequado e as interações entre as espécies não estavam disponíveis no mesmo
momento.
A evidência fóssil dos primeiros animais aponta que eles eram semelhantes a vermes.
Em 2018, os cientistas descobriam o animal mais antigo de que se tem registro no
mundo, os Dickinsonia.
Foto: Shutterstock.com.
 Detalhes de um iconofóssil de Dickinsonia.
Foto: Shutterstock.com.
 Reconstrução artística de como seria a aparência de um Dickinsonia.
Os indivíduos Dickinsonia eram um dos animais mais abundantes nos oceanos há cerca
de 558 milhões de anos. Nesse período, a fauna era essencialmente composta por
organismos de tamanho diminuto (microscópicos ou com alguns milímetros de
comprimento), mas os Dickinsonia se destacavam pelo seu porte, pois podiam alcançar
até 1,4 metro de comprimento. O conjunto das espécies de animais encontrados na
Terra nesse período é chamado de Fauna de Edicara. Nesse mesmo período, como
vimos anteriormente, o oceano abrigava, além da Fauna de Edicara, bactérias, algas e
acritarcas.
Foto: Ryan Somma/Wikimedia Commons/CC BY-SA 2.0.
 Reconstrução artística das formas de vida presentes nos oceanos no fim da era Pré-
Cambriana, destacando-se a Fauna de Edicara.
O registro fóssil da Fauna de Edicara é basicamente composto por impressões nas
rochas (iconofósseis) porque os animais não tinham partes duras em seus corpos. Essa
limitação no registro fóssil dificulta o trabalho dos paleontólogos para estudar a
morfologia dos integrantes da Fauna de Edicara e, consequentemente, torna-se um
desafio determinar o grau de parentesco desses animais com os animais modernos.
Algumas dezenas de milhões de anos depois do auge da Fauna de Edicara, no período
cambriano (Era Paleozoica), a vida animal se tornou mais diversa e dinâmica — uma
explosão de atividade chamada de Explosão do Cambriano. Nesse período, surgiram
novas espécies com maior poder de locomoção e capacidade de explorar o ambiente,
construindo tocas e cavando túneis, por exemplo. Essa diversificação pode ser
observada, em maior ou menor grau, em rochas do cambriano em todo o mundo.
MAS, AFINAL, O QUE TERIA DESENCADEADO
TODA ESSA EXPLOSÃO DE BIODIVERSIDADE?
Imagem: Shutterstock.com.
 Reconstrução artística de como seriam os oceanos durante a Explosão do
Cambriano.
Por quase um século, os cientistas têm debatido a interpretação dos registros fósseis do
Cambriano e as possíveis causas da Explosão do Cambriano. Eles têm apontado
alguns fatores, e a concentração de oxigênio na atmosfera é considerado o principal. O
oxigênio é tido como essencial para evolução dos animais porque ele é necessário para
a produção de determinados aminoácidos e para a produção de energia por meio da
respiração aeróbia. Os outros possíveis fatores causadores da Explosão do Cambriano
estão relacionados às características da água e a fatores genéticos.
As características químicas da água dos oceanos teriam mudado durante o Período
Cambriano, aumentando a disponibilidade de carbonato de cálcio (CaCO3) e as
concentrações de nutrientes. Com mais carbonato de cálcio (CaCO3) no ambiente, os
animais puderam desenvolver partes duras no corpo, como dentes, esqueletos e
conchas. Por sua vez, as maiores concentrações de nutrientes teriam estimulado a
abundância de algas, aumentando a disponibilidade de alimento nos oceanos. Já em
relação aos fatores genéticos, os cientistas argumentam que, antes desse período,
houve uma evolução nos mecanismos genéticos responsáveis pelo desenvolvimento
dos organismos. Assim, no Cambriano, os animais já estariam “equipados” com os
mecanismos genéticos necessários à diversificação da vida.
No período seguinte ao Cambriano (denominado Ordoviciano), os animais continuaram
a se diversificar nos mares. A fauna desse período era caracterizada, principalmente,
por invertebrados, como trilobitas, cefalópodes (lulas e polvos), corais e crinoides.
Imagem: Fritz Geller-Grimm/Wikimedia Commons/ CC-BY-SA-2.5.
 Reconstrução artística de como seriam os oceanos durante o período ordoviciano.
Nos oceanos do Ordoviciano também havia um vertebrado primitivo, chamado
conodonte, e estava surgindo um outro grupo, que ainda existe: os peixes.
Foto: Nobu Tamura/Wikimedia Commons/ CC-BY-SA-4.0.
 Reconstrução artística da espécie extinta de conodonte Promissum pulchru.
Nessa época, os peixes eram representados somente por aqueles sem mandíbula ou
agnatos. Os primeiros agnatos foram os ostracodermes. Esses animais possuíam o
corpo coberto por placas ósseas, como se fosse uma armadura. Quando os outros
peixes começaram a surgir, a maioria dos ostracodermes foi extinta, restando apenas a
linhagem que originou as atuais lampreias.
Foto: Rod6807/Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0.
 Reconstrução artística de um ostracoderme ancestral, já extinto.
Foto: Shutterstock.com.
 Foto de uma lampreia.
TRANSIÇÃO DO AMBIENTE MARINHO PARA O
TERRESTRE — ANIMAIS
Uma semelhança que ainda há entre o processo de colonização do ambiente terrestre
de plantas e animais é que, assim como na história evolutiva das plantas, há duas
linhas de argumentação sobre as motivações da colonização do ambiente terrestre.
Uma diz que os animais também só puderam se estabelecer no ambiente terrestre
quando a camada de ozônio (O3) se consolidou, e a outra diz que, ao deixarem o
ambiente marinho, os animais estariam escapando da competição com outras espécies
e da possibilidade de serem predados.
 ATENÇÃO
Independentemente das causas, sabe-se que os artrópodes foram os primeiros animais
a se estabelecerem no ambiente terrestre — principalmente, aranhas, centopeias e
ácaros.
Fonte: Shutterstock.com.
 Réplica de uma centopeia gigante, um dos primeiros animais terrestres.
Os artrópodes também incluem besouros, borboletas, aranhas, camarões, caranguejos
e outros. Essesanimais, dentre outras características, têm em comum um corpo dotado
de uma carapaça chamada exoesqueleto.
A EXISTÊNCIA PRÉVIA DO EXOESQUELETO FEZ
COM QUE OS ARTRÓPODES ESTIVESSEM PRÉ-
ADAPTADOS À VIDA TERRESTRE, COM CORPOS
CAPAZES DE SUSTENTÁ-LOS APESAR DA FORÇA
DA GRAVIDADE E, AINDA, COM UM MAIOR
POTENCIAL DE EVITAR A PERDA D’ÁGUA —
LEMBRA QUE AS PLANTAS ENFRENTARAM
ESSES MESMOS PROBLEMAS?
Enquanto os artrópodes dominavam o ambiente terrestre, uma revolução acontecia no
ambiente marinho: a evolução dos anfíbios. Como vimos, nesse momento os peixes já
existiam, e foi de uma linhagem deles que os anfíbios surgiram, tornando-se os
primeiros tetrápodes.
Imagem: ArthurWeasley/Wikimedia Commons/CC BY 2.5.
 Reconstrução artística de um dos primeiros anfíbios de que se tem registro, o
Ichthyostega.
A origem dos anfíbios está relacionada à existência prévia de um grupo de peixes
conhecido como peixes de nadadeiras lobadas. Um representante desse grupo de
peixes é o já extinto eusthenopteron — atualmente, o celacanto é o representante vivo
desse grupo.
Os peixes de nadadeiras lobadas tinham algumas características que funcionaram
como pré-adaptações à vida terrestre, tais como: a utilização das nadadeiras para se
deslocar sobre o sedimento, no fundo dos ambientes aquáticos, a presença de
pulmões e de uma estrutura que seria o início de um pescoço.
Imagem: Trilobite Design Italia/Flickr/Domínio Público.
 Eusthenopteron já extinto.

Foto: Bruce ASHenderson/Wikimedia Commons/ CC-BY-4.0.
 Atual celacanto (Latimeria sp).
Atualmente, a teoria mais aceita pelos cientistas para explicar a transição dos peixes de
nadadeiras lobadas para animais com patas, capazes de explorar o ambiente terrestre,
foi a mudança na localização dos olhos, do lado da cabeça para o topo. Com essa
modificação no posicionamento dos olhos, os peixes podiam colocar os olhos acima da
superfície da água, sendo capazes de ver 70 vezes mais longe no ar do que na água.
Assim, os cientistas acreditam que os ancestrais dos anfíbios viram que, na terra, havia
uma imensa disponibilidade de alimento, levando a evolução a criar membros a partir
das nadadeiras.
Imagem: Proceedings of the National Academy of Sciences, Maciver, M.
A,2017,p.E2380, adaptado por Juliana da Silva Leal.
 De baixo para cima, destaca-se, em uma reconstrução artística, como a modificação
na posição dos olhos levou a uma expansão do campo visual nos anfíbios, possibilitou a
percepção do ambiente terrestre e, consequentemente, a sua exploração.
Os cientistas indicam, ainda, que a expansão do alcance visual eventualmente levou ao
desenvolvimento de cérebros maiores nos primeiros vertebrados terrestres. Por sua vez,
o desenvolvimento de cérebros maiores teria levado a comportamentos mais
complexos, dando aos primeiros animais terrestres a capacidade de planejar suas
ações, e não apenas reagir, como fazem os peixes.
DIVERSIFICAÇÃO DOS ANIMAIS TERRESTRES
INVERTEBRADOS (ARTRÓPODES)
Os cientistas acreditam, com base no registro fóssil, que os ancestrais dos artrópodes
terrestres atuais, provavelmente, conquistaram o ambiente terrestre a partir de
diferentes locais como, por exemplo, praias arenosas, costões rochosos e o folhiço das
florestas. Por si só, esse fato já estimula a diversificação do grupo, pois espécies que
habitam locais com condições ambientais diferentes têm necessidades fisiológicas,
comportamentais e estruturais diferentes.
Um grande acontecimento na história evolutiva dos artrópodes terrestres é o surgimento
das asas e a capacidade de voo nos insetos. Os cientistas acreditam que os insetos
possam ter adquirido a capacidade de voar para conquistar novos locais ou como uma
vantagem para escapar dos predadores.
Imagem: Shutterstock.com.
 Reconstrução artística de uma floresta do período Devoniano.
VERTEBRADOS
Os anfíbios foram os primeiros vertebrados a explorar o ambiente terrestre, porém,
como ainda acontece, eles têm uma grande dependência do ambiente aquático. O
surgimento de um ovo capaz de proteger o embrião contra desidratação e mudanças de
temperatura no ambiente permitiu que alguns animais se tornassem independentes do
ambiente aquático, sendo capazes de colonizar regiões áridas — dessa forma, surgiram
os primeiros répteis.
Imagem: Shutterstock.com.
 Trajetória evolutiva desde os ancestrais dos anfíbios até o surgimento dos primeiros
répteis.
A partir de duas linhagens de répteis, se originaram os mamíferos e as aves. Uma delas
era constituída por animais com "cara de animal" (terapsídeos) e a outra por aqueles
"com cara de lagarto" (sauropsídeos). Como você deve imaginar, os terapsídeos
originaram os mamíferos, enquanto os sauropsídeos deram origem aos pássaros e
répteis modernos.
Imagem: Nobu Tamura /Wikimedia Commons/CC BY 2.5.
TERAPSÍDEO.
Imagem: Nobu Tamura /Wikimedia Commons/CC BY 2.5.
SAUROPSÍDEO.
Mais tarde, houve uma mudança na postura dos sauropsídeos que resultou na origem
dos dinossauros. Os sauropsídeos, que antes tinham os membros projetados para os
lados, passaram a ter uma postura ereta, com os membros mantidos diretamente sob o
corpo — o que permitiu um grande avanço na locomoção dos dinossauros. O grupo dos
dinossauros (Dinossauria), por sua vez, apresentava espécies com diferenças em suas
estruturas ósseas.
Dessa forma, os dinossauros foram classificados em dois grandes grupos: os
Saurischia e os Ornithischia. Os Saurischia possuíam a estrutura óssea do quadril
similar à dos lagartos, e os Ornithischia, à das aves. Apesar disso, os Saurischia
originaram as aves.
 SAIBA MAIS
Entenda na figura a classificação dos dinossauros quanto à estrutura óssea do quadril e
a origem das aves a partir dos dinossauros Saurischia.
Imagem: Evolution_of_dinosaurs_by_Zureks.svg: Zureks/Wikimedia Commons/ CC BY-
SA 3.0 adaptado por Juliana da Silva Leal.
Imagem: Conty/Wikimedia Commons/ CC-BY-3.0 , adaptado por Juliana da Silva Leal.
POR QUE EXISTEM MAIS ESPÉCIES
NAS REGIÕES TROPICAIS?
Assista ao vídeo em que será mostrado quais as hipóteses, históricas e ecológicas,
mais aceitas pelos cientistas para explicar tal padrão.
IRRADIAÇÃO ADAPTATIVA
Irradiação adaptativa é o fenômeno que ocorre quando uma espécie se espalha por
vários ambientes diferentes em um intervalo de tempo relativamente curto, no qual
novas espécies são originadas.
Imagem: Juliana da Silva Leal.
 Cladograma mostrando as relações filogenéticas entre espécies originadas de um
ancestral comum.
O termo adaptativa, nesse caso, faz com que se presuma que a irradiação é causada
pelo aparecimento de alguma adaptação. Uma adaptação é uma característica,
produzida pela seleção natural, comum a uma população que existe porque aprimora
alguma função. De fato, muitas irradiações são geradas por meio do aparecimento de
adaptações, ou seja, a partir do aparecimento de uma inovação vantajosa. Além das
adaptações, pode-se dizer ainda que as irradiações adaptativas podem emergir de
mudanças no ambiente ou pelo acesso de espécies a um novo ambiente.
Tanto o surgimento de adaptações quanto as variações ambientais podem conduzir à
irradiação adaptativa porque essas condições podem disponibilizar novos nichos
ecológicos. Dessa forma, a disponibilidade de novos nichos ecológicos implica a
possibilidade de novas funções serem desempenhadas por determinada espécie.
Vamos ver um exemplo:
 EXEMPLO
Observe a situação hipotética de uma espécie de aves que tem como fonte de alimento
as sementes da pinha.
Imagem: Juliana da Silva Leal.
 Ilustração simplificada sobre como a disponibilidade de um novo nicho pode levar a
modificações na espécie e, consequentemente, ao surgimento de uma nova espécie.
1) Uma espécie de pássaro vermelho tem como habitat um pinheiro e tem como
característica se alimentar das sementes da pinha. Nesse momento, a determinada
distância, há outras árvores ainda não colonizadas por nenhuma espécie de pássaro.
2) Alguns poucos indivíduos da espécie depássaro vermelho chegam a uma das
árvores ainda não colonizadas por outros pássaros. Porém, nesta espécie de árvore
não há sementes de pinha, e o único alimento disponível é manga. Dessa forma, os
indivíduos que antes se alimentavam das sementes de pinha (granívoros), passam a se
alimentar de uma fruta (frugívoro).
3) Ao logo do tempo, as modificações nas características do nicho e no tipo de
alimentação da espécie de pássaro vermelho (em relação ao seu local de origem)
fazem com que a espécie de pássaro vermelho se diferencie da sua população inicial.
Essa diferenciação chega a tal ponto que uma nova espécie de pássaro é originada (a
espécie rosa). Mas este é um processo que leva milhões de anos!
Como um caso de irradiação adaptativa via colonização de um novo habitat, podemos
citar a diversificação dos mamíferos. Com a extinção dos dinossauros, um grande
número de nichos ecológicos se tornou vago, e os mamíferos sobreviventes puderam
ocupá-los.
Imagem: Shutterstock.com.
 Mamíferos e dinossauros em convivência.
Com a extinção dos dinossauros, houve a irradiação adaptativa dos mamíferos, fazendo
com que a classe Mammalia se diversificasse em um período relativamente curto, de
cerca de 20 milhões de anos.
Imagem: Graphodatsky et al./Wikimedia Commons/CC BY 2.0.
 legenda: Classe Mammalia
 ATENÇÃO
É possível que a irradiação adaptativa aconteça apenas pelo acaso e sem o surgimento
de nenhuma adaptação específica. Esse tipo de irradiação pode ser comum após
catástrofes, pois, em parte, a sobrevivência de determinados indivíduos seja um evento
aleatório.
No caso dessas catástrofes — como, por exemplo, a erupção de um vulcão —, nada
garantiria que, caso o evento ocorresse novamente, o mesmo conjunto de indivíduos
sobreviveria. Assim, simplesmente por uma questão de probabilidades, a irradiação pós-
catástrofe poderia ser iniciada de uma forma totalmente diferente.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. DURANTE A TRANSIÇÃO DO AMBIENTE AQUÁTICO PARA O
TERRESTRE, AS PLANTAS E OS ANIMAIS TIVERAM QUE SUPERAR
ALGUNS DESAFIOS NA SUA HISTÓRIA EVOLUTIVA. UM DESAFIO
ENFRENTADO POR ESSES DOIS GRUPOS FOI IMPOSTO PELO(A):
A) Condutividade
B) pH
C) Pressão atmosférica
D) Gravidade
E) Salinidade
2. QUAL DESTAS OPÇÕES SOBRE A IRRADIAÇÃO ADAPTATIVA É
VERDADEIRA?
A) Impede o surgimento de novas espécies ou especiação.
B) Diminui a biodiversidade.
C) Suprime a adaptação.
D) Leva à diversificação das espécies.
E) Não ocorre ao acaso.
GABARITO
1. Durante a transição do ambiente aquático para o terrestre, as plantas e os
animais tiveram que superar alguns desafios na sua história evolutiva. Um desafio
enfrentado por esses dois grupos foi imposto pelo(a):
A alternativa "D " está correta.
Os ancestrais das plantas e dos animais terrestres eram aquáticos, portanto, não
possuíam uma estrutura interna adequada para se sustentar no ambiente terrestre.
Tanto as plantas quanto os animais tiveram que desenvolver estruturas para resistir à
força da gravidade em terra.
2. Qual destas opções sobre a irradiação adaptativa é verdadeira?
A alternativa "D " está correta.
A irradiação adaptativa é um fenômeno que compreende o aparecimento de novas
espécies em um curto intervalo de tempo. Com base nessa definição, elimina-se a
opção A. O surgimento de adaptações e o acaso são mecanismos que podem levar à
irradiação adaptativa e, portanto, descartam-se as opções C e E. O surgimento de
novas espécies implica a diversificação de espécies e, consequentemente, um aumento
da biodiversidade — assim, elimina-se a opção B e se reitera a veracidade da opção D.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste conteúdo, nós aprendemos mais sobre a Paleontologia, uma ciência que atua na
intersecção da Geologia e da Biologia. Iniciamos o nosso estudo compreendendo a
importância dessa ciência e seus métodos de trabalho, contextualizamos a
Paleontologia no cenário brasileiro e dedicamos um grande esforço em compreender
seu principal objeto de estudo: os fósseis. A Paleontologia nos conduziu por uma
viagem ao passado, que culminou com o nosso entendimento sobre a trajetória
evolutiva da vida na Terra. Nesse caminho, entendemos a origem das células vegetal e
animal e como elas se transformaram em estruturas mais complexas, originando os
organismos multicelulares. Por fim, vimos como os organismos multicelulares se
diversificaram, tomando as formas das plantas e animais que conhecemos atualmente.
Com isso, você adicionou mais uma peça do grande quebra-cabeça do conhecimento
que é a trajetória evolutiva das espécies sobre a Terra.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
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TELFORD, M. J.; LITTLEWOOD, D. T. J. (Ed.). Animal evolution: genomes, fossils,
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EXPLORE+
O canal do YouTube chamado Nerdologia tem muitos conteúdos interessantes e
relevantes para a formação de um profissional da área biológica. Assista ao vídeo
do doutor em biologia Átila Iamarino De onde vem os fósseis.
Assista ao episódio 7 da primeira temporada da série Cosmos: Mundo Possíveis,
apresentada pelo astrofísico norte-americano Neil deGrasse. Nesse episódio, são
abordados aspectos atuais do funcionamento das florestas e como elas se
modificaram ao longo da trajetória evolutiva das plantas terrestres. Além disso, é
considerada a evolução dos artrópodes (principalmente, os insetos) e como ela foi
influenciada por modificações na estrutura das plantas terrestres.
Caso você tenha se identificado com os assuntos estudadose queira aprofundá-los, a
seguir há dois livros recomendados:
SALGADO-LABOURIAU, M. L. História Ecológica da Terra. São Paulo:
Blucher,1994.
DE SOUZA COELHO, I. Paleontologia — Volumes 1, 2 e 3. Rio de Janeiro:
Interciência, 2011.
CONTEUDISTA
Juliana da Silva Leal
 CURRÍCULO LATTES
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