Paleontologia: Estudo dos Fósseis

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UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
PALEONTOLOGIA
Rodrigo Felipe Santana 
Thiago Bruno Lima da Silva
Recife,PE
 2015
Paleontologia: Uma Corrente de Pensamento Científica que não é Hermética
A Paleontologia (PALAIOS= ANTIGO, ONTOS= SER, LOGOS= ESTUDO) é uma ciência que se ocupa em estudar os fósseis e tentar sugerir o mais fundamentado possível o ambiente no qual o fóssil viveu, PALEOAMBIENTE.
O fóssil (FOSSILIS= EXTRAÍDO DA TERRA), cuja formação é extraordinária e rara, pode auxiliar os seres humanos a compreenderem a história de migração dos continentes, das mudanças climáticas, das extinções em massa e das modificações ocorridas na fauna e na flora ao longo do TEMPO GEOLÓGICO.
Restos e evidências podem ser denominadas fósseis, desde que tenham mais de 11.000 anos.
A Paleontologia e seus Princípios
A Paleontologia se apoia em duas Ciências: A Biologia e a Geologia.
Com a Biologia o paleontólogo busca subsídios para estudar os fósseis, já que eles são restos de um antigo organismo vivo. Em retorno, a paleontologia fornece aos biólogos uma dimensão do tempo em que os grandes ecossistemas atuais se estabeleceram e também informações complementares às Teorias Evolutivas.
Na Geologia, os fósseis são utilizados como ferramentas para datação e ordenação das sequências sedimentares, contribuindo para o detalhamento da Coluna Cronoestratigráfica. Ajudam na interpretação dos ambientes antigos de sedimentação, bem como na identificação das mudanças ocorridas na superfície do planeta através do tempo geológico.
Principais objetivos de uma Ciência que não é estática
Têm-se como finalidades:
a) Fornecer dados para o conhecimento da Evolução Biológica dos seres vivos através do tempo.
b) Estimar a datação relativa das camadas, pelo grau de evolução ou pela ocorrência de diversos grupos de plantas e animais fósseis.
c) Reconstituir o ambiente em que o fóssil viveu, contribuindo para a Paleogeografia e a Paleoclimatologia.
d) Auxiliar na reconstituição da História Geológica da Terra, através do estudo das sucessões faunísticas e florísticas preservadas nas rochas.
e) Identificar as rochas em que podem ocorrer substâncias minerais e combustíveis, como o fosfato, carvão e o petróleo, servindo de apoio à Geologia Econômica.
Como a Paleontologia cumpre com seus objetivos ?
Visando cumprir com seus objetivos a Paleontologia apresenta dois ramos: A Descritiva e a Paleobiologia.
Descritiva: tem como objetivo a identificação do fóssil, sua reconstituição e suas Relações Filogenéticas, buscando o estabelecimento de Correlações Cronoestratigráficas e Interpretações Paleoambientais.
Paleobiologia: mais conceitual, dá ênfase à identificação das leis que atuaram em fenômenos como a Origem da Vida, a formação e estrutura da Biosfera, as extinções, investigando a influência dos paleoambientes nos processos evolutivos dos organismos.
Tópicos de estudo da Paleobiologia: Evolução, Ecologia e Tafonomia.
Além dos fósseis o paleontólogo pode se deparar com:
Subfósseis: restos ou vestígios com menos de 11.000 anos.
Dubiofósseis: algumas estruturas que podem ser de origem orgânica, mas cuja natureza ainda não foi comprovada. 
Pseudofósseis: estruturas comprovadamente inorgânicas, que se assemelham a organismos, tais como os dendritos de pirolusita (óxidos de manganês), cujo hábito cristalino lembra impressões de um vegetal.
Fósseis-vivos: muitos animais e vegetais que vivem nos dias de hoje e que também são encontrados no registro fossilífero.
Ex.: Ginkgo biloba, Lingula sp. , Limulus sp. e Latimeria chalunnae. 
O Brasil e a Paleontologia
A Paleontologia consolida-se como Ciência no início do século XIX.
Quanto aos fósseis brasileiros, a primeira citação bibliográfica data de 1817, pois até então eles haviam sido mencionados apenas em cartas ou relatórios de viagens. 
O Museu Real, hoje Museu Nacional, criado por D. João VI em 1818, foi a Primeira Instituição Oficial Brasileira com Caráter Científico. Passou a ser a Guardiã dos Fósseis encontrados por todo o país, dando início a uma importante Coleção.
O Serviço Geológico e Mineralógico do Brasil, criado em 1907, desempenhou um importante papel no Desenvolvimento das Geociências no País. Nesta Instituição formou-se o Primeiro Núcleo de Paleontólogos Brasileiros, principais responsáveis pela difusão desta Ciência. Nela constava oficialmente uma Seção de Paleontologia.
Lund: Elo entre o Brasil e a Paleontologia
Os trabalhos deste cientista dinamarquês foram de grande importância. 
Peter Wilhelm Lund radicou-se no país dedicando-se ao estudo da fauna de mamíferos pleistocênicos das Grutas Calcárias da Bacia do Rio das Velhas, em Minas Gerais.
Descreveu mais de uma centena de novas espécies e publicou cerca de 30 trabalhos.
Grande parte do material estudado está hoje depositado em Copenhague. Pela sua dedicação e pelo pioneirismo de seus trabalhos, foi denominado Pai da Paleontologia Brasileira. 
Qual a relação da Petrobras com a Paleontologia ?
 Nota: O Conselho Nacional de Petróleo (CNP), criado em 1938, tinha como objetivo intensificar as pesquisas geológicas sobre este combustível fóssil. Foram instalados núcleos nas regiões onde a exploração era mais intensa: Belém, Ponta Grossa, Salvador e mais tarde em Maceió.
Hoje, a Petrobras por meio do estudo de microfósseis da Paleontologia busca encontrar jazidas de Petróleo e intensificar as pesquisas relacionadas com esses fósseis. 
Tafonomia: o descobrimento da Formação do Fóssil
Tafonomia (TAFOS = SEPUTAMENTO, NOMOS = LEIS): se trata do estudo dos processos de preservação e como eles afetam a informação no registro fossilífero.
Compreende duas divisões:
a) Bioestratinomia: engloba a história sedimentar dos restos esqueléticos até o soterramento, incluindo as causas do soterramento de um determinado organismo , sua decomposição, transporte e soterramento.
b) Diagênese dos fósseis: reúne os processos físicos e químicos que alteram os restos esqueléticos após o soterramento.
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Fazem parte do estudo da Tafonomia:
Assembléia Fóssil (Tanatocenose): qualquer acumulação relativamente densa de partes duras esqueléticas , independente da composição, estado de preservação e grau de modificação após a morte. Podem conter elementos transportados ou autóctones.
Assembléia Autóctone: composta por fósseis derivados de uma comunidade local e preservados em posição de vida.
Assembléia Parautóctone (Tafocenose): formadas por espécimes autóctones que não foram transportados para fora de seu habitat original.
Assembléia Alóctone (Transportada): composta por espécimes que foram transportados para fora de seu habitat de vida.
Como se forma um Fóssil ?
Um fóssil pode ser formado por diferentes processos como: 
Incrustação: as substâncias transportadas pela água cristalizam-se na superfície da estrutura, revestindo-a por completo, preservando assim a parte dura.
Permineralização: ocorre quando um mineral preenche os poros, canalículos ou cavidades existentes no organismo, permitindo que a estrutura original seja preservada.
Recristalização:. ocorre quando há modificação na estrutura cristalina do mineral original, a composição química permanece a mesma.
Carbonificação: ocorre a perda gradual dos elementos voláteis da matéria orgânica, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio são liberados, ficando apenas uma película de carbono.
Substituição: ocorre quando, por exemplo, o carbonato de cálcio que constitui as conchas é substituído por sílica, pirita ou limonita, e até mesmo por novo carbonato de cálcio.
Concentrações Fossilíferas no Brasil
Formação Santana (Cretáceo) da Bacia do Araripe (peixes, vertebrados terrestres e semi-aquáticos, insetos e vegetais)
Bacia de São José de Itaboraí (Bacia dos Mamíferos)
Além dos ambientes continentais, os fósseis também podem ser encontrados em :
a) Ambientes Marinhos
b) Ambientes Costeiros
Utilização Estratigráfica dos Fósseis no Tempo Geológico
Considerando
que a Evolução ocorreu numa ordem bem definida, de maneira irreversível, os fósseis constituem uma importante ferramenta para discriminar as rochas mais antigas daquelas relativamente novas. A escala de Tempo Geológico, que continua sendo aperfeiçoada até hoje, fundamenta-se nesse preceito.
A Estratigrafia é um ramo da Geologia que utiliza dados paleontológicos para determinar a idade relativa das rochas, visando reconhecer a sua distribuição espacial.
A Estratigrafia apresenta duas divisões:
Litoestratigrafia: se utiliza do estudo das rochas (litologia) para eventuais critérios de classificação.
Bioestratigrafia: critérios de classificação dos estratos são paleontológicos.
Qual o objeto de Estudo da Estratigrafia ?
O objeto de estudo da Estratigrafia é a Bacia Sedimentar onde quase todos os fósseis são encontrados. As ocorrências de fósseis em cinzas vulcânicas ou em rochas metamórficas são raríssimas exceções.
Conceitos relacionados com a Estratigrafia
Fácies: empregada para uma rocha com determinadas características, que podem ser litológicas (litofácies), paleontológicas (biofácies).
Princípio da Superposição: “Em qualquer empilhamento de estratos não perturbados, a camada inferior é a mais antiga e as camadas sucessivamente mais altas são sucessivamente mais jovens”(Nicolau Steno).
Correlação Estratigráfica: ocorrência de vários estratos numa ordem vertical e contínua (segundo William Smith). Na verdade essa correlação representa “linhas (virtuais) de tempo”, ou melhor Horizontes Cronoestratigráficos.
Nota: A sucessão de diferentes tipos de animais e de plantas nos estratos e, portanto, no tempo, passou a ser explicada pela Evolução.
Cronoestratigrafia, Geocronologia e Tabela de tempo Geológico 
A Cronoestratigrafia está intimamente relacionada à Geocronologia. 
Cronoestratigrafia: classifica os estratos de acordo com a sua idade.
Geocronologia: refere-se exclusivamente ao tempo, grandeza imaterial.
OBS.: O principal método para datar rochas é o Radiométrico, o qual se baseia no cálculo do tempo envolvido no decaimento de uma certa quantidade de isótopos (mais utilizado, Carbono-14) desde o momento da cristalização de um mineral ou da solidificação de uma rocha.
Teorias Evolutivas 
LAMARCKISMO
Teoria proposta por Lamarck em 1809, afirma que a evolução dos seres vivos ocorre segundo duas leis :
Lei do uso e desuso: quanto mais usadas as regiões ou órgão do corpo, mas se desenvolvem; as partes não usadas vão se enfraquecendo e diminuindo, chegando a desaparecer.
Lei da herança dos caracteres adquiridos: as modificações provocadas pelo uso ou desuso são transmitidas aos descendentes.
Essa teoria defende a idéia de que fatores ambientais novos provocam o surgimento de modificações adaptativas, que podem ser transmitidas aos descendentes. O grave equívoco da teoria lamarckista é o de afirmar a herança de caracteres adquiridos.
 
DARWINISMO
Teoria proposta por Darwin em 1859, publicada em seu livro a origem das espécies. Defende que as modificações adaptativas das espécies são escolhidas pelo mecanismo da seleção natural, atribuindo á ação contínua deste mecanismo a origem de novas espécies ou a extinção de outras.
A seleção natural é determinada pelos limites impostos por condições ambientais. Na população há indivíduos menos e outros mais adaptados. Estes últimos , com maiores chances de sobrevivência, deixam um maior número de descendentes. A cada nova geração aumenta o número de indivíduos melhor adaptados, sendo eliminados gradativamente aqueles menos adaptados .
 O mecanismo de seleção natural , ocorrendo por gerações sucessivas, provocaria o aperfeiçoamento das adaptações, promovendo a alteração gradativa das espécies.
Reunindo um grande número de evidencias em seu trabalho, Darwin tornou aceitável a idéia da evolução. Entretanto não foi capaz de explicar a origem da variabilidade nas populações naturais.
As diferenças individuais, sobre as quais age a seleção natural, devem ser obrigatoriamente hereditárias. O desconhecimento das causas e mecanismos de hereditariedade levou Darwin a admitir a idéia da herança dos caracteres adquiridos, produzidos em resposta a ambientes particulares.
 Taxonomia X Sistemática
Sistemática é o estudo dos agrupamentos e da diversidade dos organismos e de todas e quaisquer relações entre eles incluindo sua classificação e aspectos evolutivos.
 Taxonomia é o conjunto de princípios, procedimento e regras que embasam a classificação e a sistemática (Blow, 1979). Em certo sentido, portanto a Taxonomia inclui a Classificação, a Sistemática e também a nomenclatura taxonômica, ou seja, a prática de dar nomes aos táxons. Podemos distinguir Taxonomia e Sistemática comparando-as, respectivamente, aos campos de atuação de juristas, que estudam o embasamento teórico de leis, e de advogados, que aplicam essas leis a casos específicos.
 
Icnofósseis
Icnitos ou icnofósseis correspondem, fundamentalmente, a estruturas fossilizadas diretamente relacionadas com atividades orgânicas, tais como alimento, locomoção, reprodução ou habitação. 
Como exemplo, podem ser referidas impressões e estruturas produzidas por organismos animais, como pistas de locomoção, trajetos de nutrição ou cavidades de alojamento, ou ainda, marcas de raízes quando se refere a organismos vegetais.  
A Paleoicnologia é a disciplina que se ocupa do estudo dos icnitos, das condições em que foram produzidos e, quando possível, da identificação dos organismos que os formaram. Estas estruturas são de elevada importância dado que, em muitos casos, são as únicas evidências fossilizadas da presença e ação de certos organismos.
E
Estromatólitos
Evidências sugerem que a vida surgiu pela primeira vez por volta 3,5 bilhões de anos atrás. As evidências são formadas por microfósseis (fósseis que são muito pequenos para serem vistos sem a ajuda do microscópio) e estruturas rochosas antigas encontradas no Sul da África e Austrália chamadas estromatólitos. 
Estromatólitos são produzidos por micróbios (maioria cianobactérias fotossintetizantes) que formam filmes microbianos que aprisionam lama; com o tempo, camadas desses micróbios e de lama podem formar uma estrutura rochosa estratificada – o estromatólito. Estromatólitos ainda são produzidos por micróbios hoje..
Âmbar 
O âmbar funciona como um meio totalmente inerte, e por isso de grande importância na fossilização. Sua própria origem – como resina cicatrizante – que impede a oxidação e o ataque de bactérias, fungos e outros organismos aos tecidos vegetais o tornam um “microambiente” bastante especial para a preservação de animais e vegetais que viveram há milhões de anos.
 Nesse microambiente temos a matéria orgânica original, sem que tenham ocorrido substituições ou mesmo modificações maiores no aspecto bioquímico dos organismos que foram englobados na resina. O potencial de preservação do âmbar é tão grande que até mesmo fragmentos de DNA têm sido recuperados de organismos que nele estão inclusos, fato relevante paro os estudos sobre evolução dos vegetais e animais.
Nasce assim na concepção de uma nova área de pesquisa : 
a paleontologia molecular.
Paleoecologia 
A paleoecologia é o ramo da paleontologia que possibilita o estudo de fósseis e subfósseis de modo a possibilitar a reconstrução de ecossistemas pretéritos, centrando-se no estudo dos organismos fósseis em termos do seu ciclo de vida, no conjunto de interações entre organismos e destes com o seu meio ambiente ou o seu modo de vida ou de morte, permitindo recolocá-los no contexto físico e biológico da sua época. 
O grande objetivo da Paleoecologia é, assim, a reconstrução mais detalhada possível de um provável modelo do ambiente dos organismos que no presente encontramos como fósseis.
Técnicas de Preparação de Laboratório
Os primeiros passos da preparação mecânica consistem na visualização e analise completa do material a ser preparado, onde deverá ser observado o tipo de fossilização,
tipo de rocha matriz que envolve o fóssil e o estado de preservação do material. Tal procedimento permite ao preparador, estabelecer as técnicas a serem adotadas.
Após analise e triagem, é de fundamental importância o registro de todo material em preparação, através de fotografias e desenhos esquemáticos mostrando-se o posicionamento do fóssil na rocha. Este procedimento devera ser realizado em todas as etapas da preparação, permitindo ao pesquisador conhecer o estado original do fóssil.
Ao se iniciar a preparação de um fóssil é necessária a acomodação do bloco de rocha em uma base estável, impedindo que o mesmo se desloque ou se quebre durante a manipulação. Para isso são utilizados matérias como ceras, resinas, borrachas e gesso, porem o uso do travesseiro de areia é o método mais simples e versátil nos trabalhos de preparação.
 Sempre que possível deve-se utilizar na bancada de preparação uma lente de aumento montada em um suporte de tamanho regulável. Ao final da preparação o fóssil devera estar livre de sedimentos e resistente a ponto de serem manuseados, estudados e acondicionados em relação cientificas
Citação de achados de notícias paleontológicas em jornais
Fóssil gigante na Amazônia pode comprovar teoria de Charles Darwin
No Laboratório de Paleontologia da Universidade Federal do Acre, 
está o jabuti gigante da Amazônia, que viveu aqui há 8 milhões de anos..
A hipótese do naturalista britânico Charles Darwin, que esteve em Galápagos em 1835 era de que os jabutis que estavam em Galápagos, e que vivem lá hoje, vieram do continente sul-americano, mas ainda não haviam evidências.
Encontrado fóssil mais antigo da espécie humana 
O fóssil tem 2,8 milhões de anos de idade. Segundo um grupo internacional de cientistas liderados pela Universidade de Nevada, a análise da mandíbula mostra que ela pertenceu ao gênero homo - que deu origem ao ser humano moderno. Até então, os fósseis humanos mais antigos datavam de cerca de 2,350 milhões de anos. O local exato da descoberta é muito próximo a onde foi encontrado o famoso fóssil de Lucy.
Referências
 
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/bioselecaonatural2.php
http://www.camara.gov.br/sileg/integras/1031422.pdf
http://educacao.uol.com.br/disciplinas/ciencias/teorias-evolucionistas-lamarck-e-darwin-revolucionaram-a-biologia.
www.ib.usp.br
paleolisboa.com/ga_icnofosseis1.htm