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Ostracodes: Uma ferramenta de correlação para a indústria do Petróleo Ariany de Jesus e Sousa – Geóloga plena PETROBRAS/CENPES/PDGEO/BPA ariany@petrobras.com.br O que são os ostracodes? Os ostracodes são microcrustáceos bivalves (Filo dos Artrópodes, Subfilo Mandibulata, Classe Crustácea) pertencentes ao grupo de invertebrados segmentados, que podem ser encontrados em ambientes continentais e marinhos (Brito et al., 2004). Esses organismos comumente apresentam carapaça de forma semicircular a elíptica e alongada lateralmente. Esta é constituída de carbonato de cálcio e quitina, com tamanho variando entre 0,15 e 2mm. As formas marinhas recentes chegam à 30 mm, por outro lado tem-se registro de espécies paleozóicas que chegam a 80 mm (Pokorný, 1998). Feições utilizadas para identificação dos fósseis: Esquerda: Machos Direita: Femeas Feições utilizadas para identificação dos fósseis: Cyprideis torosa Esta espécie possui dimorfismo sexual e ecofenótipos. Cuidados que devemos tomar ao utilizar feiçoes externas para identificação de espécies: Ecofenotipos de Limnocythere no Lago Titicaca Onde os ostracodes vivem ? Os ostracodes vivem nos mais diversos ambientes aquáticos. Com habito de vida bentônico e planctônico. • No Ordoviciano os ostracodes eram somente marinhos e bentônicos. • No Carbonífero esses pequenos organismos ganharam os continentes. • Hoje eles habitam em praticamente todos os ambientes aquáticos. Onde os ostracodes vivem ? Marinho vs. Não-Marinho Marinho • Algumas espécies são condicionados a viver dentro de parâmetros restritos de profundidade e salinidade, facilitando assim uma reconstrução paleoecológica (Coimbra & Bergue, 2004). • Os ostracodes são sensíveis a mudanças ambientais, logo o meio em que vivem merece especial atenção. Por exemplo, com a diminuição da salinidade os foraminíferos e outros grupos gradualmente desaparecem, enquanto os ostracodes se tornam dominantes. As comunidades de águas salobras são invariavelmente compostas por pequeno número de espécies, e a baixa diversidade pode ser explicada pela instabilidade desses ambientes (Pokorný, 1998). • O substrato também tem um papel importante, pois os ostracodes em sua maioria vivem em sua superfície ou em seu interior. Esse fator pode determinar a abundância das espécies presentes. Em sedimentos arenosos e oolíticos apenas poucos indivíduos são encontrados; já em sedimentos mais finos, como por exemplo nos pelítos, a ostracofauna é mais abundante e diversificada (Pokorný, 1998). • Ayress et al. (1997) identificou ostracodes bentônicos que vivem sob determinadas variações de temperatura. Estes autores verificaram que esse grupo de microcrutáceos tem mostrado uma alta sensibilidade às variações de temperaturas, possuindo assembléias distintas acima e abaixo da termoclina (“local onde há uma rápida mudança na temperatura do oceano, separando águas mais quentes próximas a superfície, de águas mais frias e mais profundas” -http://redin.lec.ufrgs.br/index.php/5._El_nino). Marinho • Nos estudos realizados por Benson (1972) é sugerido que a ornamentações é resultado do melhoramento da resistência mecânica da carapaça. Contudo, essas ornamentações só poderiam se formar de acordo com a disponibilidade de matéria orgânica no meio. Marinho • Para Swanson (1995, apud Bergue, 2006) uma atribuição funcional da ornamentação da carapaça é ser um mecanismo de sustentação mecânica e de proteção contra a dissolução que ocorre na CCD (Calcite Compensation Depth). A ornamentação costuma funcionar como uma zona de fácil acumulação de detritos, que protegem a carapaça da dissolução. O material detrítico acumulado é originado do fitoplâncton e seria depositado junto ao fundo oceânico (Bergue, 2006). Bergue (2005) Marinho • De acordo com Bergue (2006), não existem características morfológicas da carapaça restritas aos ostracodes que habitam águas rasas ou profundas. Porém, o autor argumenta que os ostracodes que habitam zona afótica são cegos e, consequentemente, não desenvolvem tubérculo ocular. Marinho • Os espécimes de águas profundas tendem a possuir as paredes das carapaças mais finas, com uma ornamentação mais delicada e complicada. As suas charneiras são simples e não possuem tubérculo ocular, além de apresentarem uma extensão ventrolateral comum e a razão superfície/volume alta (Sylvester-Bradley, 1941). • Alguns autores admitem que o padrão das faunas encontradas nos oceanos estabeleceu-se a partir da estratificação térmica dos mesmos (Benson, 1975). São reconhecidas espécies que podem definir as diferentes massas de água. Essa propriedade dos ostracodes permite considerá-los bons indicadores de mudanças de temperatura, disponibilidade de oxigênio de fundo e variações relativas do nível do mar (Bergue et al., 2006), pois as correntes de circulação marinha tem características específicas. Marinho • Ayress et al. (1997), em seu estudo na parte sul do Oceano Pacífico, comparou a distribuição dos ostracodes com as massas de água provenientes da Antártica. Este autor constatou que o gênero Krithe aparece no limite superior das massas de água intermediarias da Antártica (Antartic Intermediate Water – AAIW), e o gênero Poseidonamicus se distribui preferencialmente na parte superior, do limite inferior da AAIW. No mesmo trabalho é salientado que o gênero Poseidonamicus no Atlântico tem o seu habitat restrito a parte inferior da North Atlantic Deep Water (NADW), além de coincidir também com a alta salinidade e de elevado conteúdo de oxigênio dissolvido nessa massa d’água. • Os ostracodes utilizam para a construção da sua carapaça o carbonato proveniente da água do mar, por conseguinte, a maior concentração de um elemento na carapaça indica uma maior concentração deste no meio, ou um aumento das condições favoráveis à precipitação desse mesmo elemento (Bergue, 2006). Por esse motivo, é possível fazer uma reconstrução da composição dos oceanos em eras passadas. Marinho Não-marinho ≠ Continental • A que estamos nos referindo? A química da água, a localização geográfica dos corpos d'água, o tipo de corpo d'água (permanente / efêmero-temporário), ou uma combinação desses fatores? • Será que se incluem efeitos geográficos / climáticos / fatores geográficos continentais? (interior do continente, ilha, perto, ou muito longe do mar geograficamente e o macroclima) Não-Marinho • Os ostracodes não-marinhos são aqueles que vivem tanto em corpos de água permanente quanto temporários, de água doce ou salina. Esses corpos d’água devem ser bem separdos de ambientes marinhos (sem incluir efeitos macroclimáticos). Além disso, a sua salinidade não pode derivar da água do mar. • Os ostracodes não-marinhos que existem do Mesozóico ao Recente: Cypridoidea, Cytheroidea, e Darwinuloidea • Cypridoidea é a Família mais diversa hoje, com a sua maior radiação durante o Jurássico tardio até início do Cretáceo. • São mais utilizados para estudos bioestratigráficos do que os ostracodes marinhos. • São muito sensíveis a mudanças ambientais. • Apresenta espécies oportunistas. Não-Marinho • A resistência dos ostracodes à variações de salinidade modifica-se de acordo com cada espécie. Este fator controlador pode ter forte influência sobre o grupo, ou seja, mesmo com um baixo índice de variação, a salinidade provoca mudanças em alguns táxons da ostracofauna. Em relação as espécies de ostracodes não-marinhos que habitam ambientes com mesmo valor de salinidade, mas composições iônicas diferentes, são observadas variações nas características morfológicas. A respostados ostracodes em relação a essas questões ambientais mostra não só uma sensibilidade do ostracode a variação da salinidade, como também a uma variações da composição química da água (Pfaff, 2004). Não-Marinho • Algumas características morfológicas são evidenciadas pelo grau de salinidade do ambiente: – Águas oligohalinas rasas (baixa salinidade < 3 ‰ de salinidade), e com influxo terrígeno proximal pode ocorrer o desenvolvimento de nódulos nas carapaças (Guzzo & Coimbra, 1989). – Os ostracodes que habitam os ambientes mixohalinos (estuários, p. ex.) possuem a carapaça espessa e são pouco ornamentados. – Espécies eurihalinas (suportam largas faixas de variação de salinidade), como por exemplo a Cyprideis multidentada, conseguem resistir a grandes variações de salinidade (Coimbra & Bergue, 2004). Não-Marinho Não-Marinho Como é possível realizar correlações bioestratigráficas intercontinentais e entre bacias distintas baseada em ostracodes não- marinhos que vivem em corpos d’água que não se comunicam? Mecanismos de dispersão e reprodução, incluindo ovos resistentes a dissecação, facilitam a sua dispersão e sobrevivência em condições extremas. A sua ampla dispersão é a chave considerando a sua utilidade como ferramenta de correlação, particularmente para a bioestratigrafia. Para a dispersão ser bem sucedida: Ovos resistentes + resistência ao transporte + habilidade e possibilidade de se iniciar uma nova população Melhor opção (teoricamente): Ovos resistentes + Reprodução assexual (1 ovo) = isso é o que ocorre em muitos Cypridoidea Não-Marinho Não-Marinho Os ostracodes não-marinhos desenvolveram métodos de reprodução e dispersão que facilitam a sua colonização dos ambientes de forma passiva. Como, por exemplo, ovos resistentes a dissecação e ao congelamento, entorpecimento, reprodução assexual facultativa (reprodução mista), cuidado da ninhada. Seguindo os princípios do uniformitarismo paleobiologico, nós podemos determinar que o mesmo método de reprodução e mecanismos de dispersão existiam no passado. Podemos concluir que, como hoje, os espécimes vivos ou ovos de ostracodes não-marinhos do Jurássico, Cretáceo, etc. tenham sido capazes de ser transportados passivamente por animais maiores ou pelo vento por longas distâncias, atravessando barreiras de migração. Taxonomia “A teoria e prática de classificar organismos”. (International Code of Zoologic Nomenclature 4th Edition, 1999) Biólogos, normalmente, não querem separar a descrição pura e categorização de organismos (taxonomia) de sua classificação filogenéticas (sistemática). Simplificando: em biologia qualquer taxonomia é uma sistemática que se baseia na filogenia dos respectivos organismos e grava isso em um sistema hierárquico. No entanto uma separação de taxonomia e sistemática, por vezes, pode ser prática. Taxonomia "Sistemática é o estudo da diversificação das formas de vida, tanto do passado e do presente, e as relações entre os seres vivos ao longo do tempo.“ (Wikipedia) Sistemática é o campo que: a) fornece nomes científicos aos organismos, b) os descreve (com base nas sua características), c) preserva coleções, d) fornece classificações para os organismos, as chaves para a sua identificação e dados sobre suas distribuições e) investiga suas histórias evolutivas, e f) considera suas adaptações ambientais. Taxonomia Sistemática Taxonomia Em Biologia e Paleontologia: Taxonomia é a parte da sistemática que trata da descrição, identificação, nomeação (ou seja, nomenclatura) e classificação de organismos. Sistemática ordena o taxa em uma hierarquia baseada em sua taxonomia e suas relações através do tempo (= filogenia). Sistemática é usada para entender a história evolutiva da vida na terra. Taxonomia Bioestratigrafia Fósseis índice (também conhecidos como fósseis guia) são fósseis utilizados para definir e identificar períodos geológicos. Eles são escolhidos a partir da premissa de que, embora diferentes sedimentos possam ser depositados em um mesmo tempo, estes podem incluir os restos da mesma espécie fóssil. Se as espécies escolhidas forem de curta duração (em termos geológicos, alguns cem mil anos), então é certo que os sedimentos foram depositados dentro desse período de tempo limitado. Quanto mais curto o tempo de vida de uma espécie, mais precisamente os sedimentos diferentes podem ser correlacionados, assim por possuírem uma rápida evolução certos tipos de fósseis são particularmente valiosos. Os melhores fósseis índice são comuns, fáceis de identificar em nível de espécie, e tem uma ampla distribuição, caso contrário a probabilidade de encontrar e reconhecer um nos sedimentos é baixa. Fóssil guia ideal Principais tipos de biozonas Fonte: Antunes, 2001 Zonas de intervalo Zona de abundância Problemas Bioestratigráficos – Diacronismo (surgimento, extinção, ocorrência – controles locais versus globais); – Amostragem (coleta, contaminação, condensação de seções, composição de amostras, etc); – Retrabalhamentos (biocenose x tanatocenose); – Tafonomia (dissolução, diagênese, CCD); Paleoecologia A Paleoecologia usa fósseis e subfossieis para reconstruir os ecossistemas do passado. Para isso estuda-se os organismos fósseis e outros vestígios, como, suas interações de vida, o seu ambiente natural, a sua morte e sepultamento. O objetivo da paleoecologia é, portanto, construir o modelo mais detalhado possível do ambiente de vida dos organismos encontrados hoje como fósseis. Os trabalhos de reconstrução paleecologica envolvem interações complexas entre diversos fatores ambientais (temperatura, o abastecimento de alimentos, grau de iluminação solar, etc.). Grande parte destes dados complexos é distorcida ou destruídas pelos processos de fossilização, dificultando a interpretação. Paleoecologia Salinidade e diversidade faunal dos ostracodes não-marinhos Paleoecologia Ecological distribution of Main Ostracodes families (Whatley, 1988a) Paleoecologia Nommarine ostracodes in North American Lake (Palacios-Fest et al.,1994) (Whatley, 1983) Paleoecologia Número do slide 1 Número do slide 2 Número do slide 3 Número do slide 4 Ecofenotipos de Limnocythere no Lago Titicaca Número do slide 6 Número do slide 7 Número do slide 8 Marinho Marinho Marinho Marinho Marinho Marinho Marinho Não-Marinho Não-Marinho Não-Marinho Não-Marinho Não-Marinho Não-Marinho Não-Marinho Número do slide 23 Número do slide 24 Número do slide 25 Número do slide 26 Número do slide 27 Número do slide 28 Principais tipos de biozonas Problemas Bioestratigráficos Número do slide 31 Número do slide 32 Salinidade e diversidade faunal dos ostracodes não-marinhos Ecological distribution of Main Ostracodes families (Whatley, 1988a) Nommarine ostracodes in North American Lake (Palacios-Fest et al.,1994) (Whatley, 1983)
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