2. Escrito nas Rochas

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EEvvoolluuççããoo,, ffaattooss ee tteeoorriiaa –– 11ªª ppaarrttee 
Prof. Dr. Luiz Mauricio-da-Silva 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO 2013. 
 
Escrito nas Rochas 
A crosta da Terra é um grande museu, mas as coleções naturais foram 
feitas apenas em intervalos de tempo imensamente remoto. 
- Charles Darwin, A Origem das Espécies. 
Conteúdo 
 
 
1. Construindo o registro. ..................................................................... 2 
2. Os fatos ............................................................................................... 5 
3. Grandes padrões................................................................................. 6 
4. Evolução e especiação fossilizadas ................................................. 8 
5. “Elos perdidos” ................................................................................ 12 
6. Rumo a terra: de peixes a anfíbios. ............................................... 14 
7. A conquista dos ares: A Origem das aves .................................... 16 
8. De volta a água: a evolução das baleias. ...................................... 23 
9. O que dizem os fósseis.................................................................... 26 
 
 
A história da vida na Terra está escrita nas rochas. Na verdade, este é um livro de 
história rasgada e torcido, com restos de páginas espalhadas, mas ele está lá, e porções 
significativas ainda são legíveis. Os paleontólogos têm trabalhado incansavelmente para 
reunir as evidências históricas tangíveis para a evolução: o registro fóssil. 
Quando admiramos fósseis de tirar o fôlego, como os grandes esqueletos de 
dinossauros que decoram os nossos museus de história natural, é fácil esquecer quanto 
esforço foi canalizado para descobrir, extrair, preparar, e descrevê-los. Expedições 
demoradas, caras e arriscadas para cantos remotos e inóspitos do mundo estão 
frequentemente envolvidas. Meu colega de Chicago Paul Sereno, por exemplo, estuda 
os dinossauros Africanos, e muitos dos fósseis mais interessantes se encontram bem no 
meio do deserto do Saara. Ele e seus colegas vêm enfrentando problemas políticos, 
bandidos, doenças e, claro, os rigores do próprio deserto para descobrir novas espécies 
notáveis como Afrovenator abakensis e Jobaria tiguidensis, os espécimes que ajudaram 
a reescrever a história da evolução dos dinossauros. 
Tais descobertas envolvem verdadeira dedicação à ciencia, muitos anos de 
trabalho duro, persistencia e coragem – assim como uma boa dose de sorte. Mas, muitos 
paleontologistas dariam suas vidas por um achado como estes. Para os biólogos os 
fosseis são mais valiosos do que ouro. Sem eles nós teríamos apenas um pequeno 
resumo da evolução. Tudo o que poderíamos fazer seria estudar as espécies vivas e 
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tentar inferir as relações evolutivas através das similaridades na forma, 
desenvolvimento e seqüência de DNA. Não saberíamos, por exemplo, como seus 
ancestrais comuns se pareceriam. Não teríamos idéia sobre os gigantes dinossauros, tão 
grandes quanto um caminhão ou nossos ancestrais australopitecinios, com cérebros 
pequenos mas andavam eretos. Muito do que gostaríamos de saber sobre a evolução 
seria um mistério. Afortunadamente, avanços na física, geologia e bioquímica, junto 
com a persistência de cientistas por todo o mundo, nos forneceram esta preciosa visão 
do passado. 
1. Construindo o registro. 
Fósseis são conhecidas desde tempos antigos: Aristóteles discutiu-los, e os 
fósseis dos dinossauros de bico Protoceratops pode ter dado origem ao grifo mitológico 
dos gregos antigos. Mas o verdadeiro significado de fósseis não foi apreciado até muito 
mais tarde. Mesmo no século XIX, eles foram simplesmente explicado como produtos 
de forças sobrenaturais, os organismos enterrados no dilúvio de Noé, ou restos de 
espécies que vivem ainda habitam áreas remotas e desconhecidas do mundo. 
Mas dentro desses restos petrificados reside a história da vida. Como podemos 
decifrar essa história? Primeiro, é claro, você precisa dos fósseis - muitos deles. Então 
você tem que colocá-los na ordem correta, do mais antigo para o mais novo. E então 
você tem que descobrir exatamente quando eles foram formados. Cada um desses 
requisitos vem com seu próprio conjunto de desafios. 
A formação de fósseis é simples, mas requer um conjunto muito específico de 
circunstâncias. Primeiro, os restos de um animal ou planta devem encontrar o seu 
caminho para água afundar até o fundo, e ser rapidamente coberto por sedimentos de 
modo que eles não se deteriorem ou sejam espalhados pelos catadores. Só raramente 
plantas mortas e as criaturas da terra que habitam encontram-se no fundo de um lago ou 
oceano. É por isso que a maioria dos fósseis que temos são de organismos marinhos, 
que vivem sobre ou no fundo do oceano, ou naturalmente afundaram no chão quando 
morreram. 
Uma vez enterrado com segurança, nos sedimentos, as partes duras do fósseis se 
tornam infiltradas ou substituídas por minerais dissolvidos. O que resta é um molde de 
uma criatura viva que se torna comprimida na rocha pela pressão dos sedimentos se 
acumulando no topo. Por causa partes moles de plantas e animais não são facilmente 
fossilizados, isto imediatamente cria um viés grave no que podemos saber sobre 
espécies antigas. Ossos e dentes são abundantes, assim como as conchas e os esqueletos 
rígidos externos de insetos e crustáceos. Mas vermes, medusas, bactérias e criaturas 
frágeis, como pássaros são muito mais raros, como são todas as espécies terrestres em 
comparação com os aquáticos. Ao longo dos primeiros 80 por cento da história da vida, 
todas as espécies eram de corpo mole, por isso temos apenas uma janela enevoada nos 
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desenvolvimentos mais antigos e mais interessante na evolução, e nada em absoluto 
sobre a origem da vida. 
Uma vez que um fóssil é formado, ele tem que sobreviver a interminável 
mudança, dobramento, aquecimento e esmagamento da crosta da Terra, os processos 
que destroem completamente a maioria dos fósseis. Em seguida, ele deve ser 
descoberto. Enterrado profundamente abaixo da superfície da Terra, a maioria são 
inacessíveis para nós. Somente quando os sedimentos são levantados e expostos pela 
erosão do vento ou da chuva é que podem ser atacados pelo martelo do paleontólogo. E 
há apenas uma pequena janela de tempo antes de estes fósseis semi-expostos sejam eles 
próprios apagada pelo vento, água e clima. 
Levando em conta todos esses requisitos, é claro que o registro fóssil tem de ser 
incompleto. Como incompleto? O número total de espécies que já viveram na Terra foi 
estimada em uma faixa entre dezessete milhões (provavelmente uma subestimação 
drástica, uma vez que pelo menos dez milhões de espécies estão vivas hoje) e quatro 
bilhões. Desde que descobrimos em torno de 250 mil diferentes espécies fósseis, 
podemos estimar que temos evidência fóssil de apenas 0,1 por cento para 1 por cento de 
todas as espécies - dificilmente uma boa amostra da história de vida! Muitas criaturas 
incríveis devem ter existido que estão perdidas para sempre para nós. No entanto, temos 
fósseis suficientes para nos dar uma boa ideia de como a evolução prosseguiu, e 
discernir como os principais grupos se separaram uns dos outros. 
Ironicamente, o registro fóssil foi inicialmente colocado em ordem não pelos 
evolucionistas, mas por geólogos que também eram criacionistas, e que aceitavamo 
relato da vida dada no livro de Gênesis. Estes primeiros geólogos simplesmente 
ordenaram as diferentes camadas de rochas que eles encontraram (muitas vezes de 
escavações de um canal que acompanhava a industrialização da Inglaterra), utilizando 
princípios baseados no senso comum. Devido aos fósseis ocorrem em rochas 
sedimentares que começam como lodo nos oceanos, rios ou lagos (ou, mais raramente, 
como dunas de areia ou depósitos glaciais), as camadas mais profundas, ou "estratos", 
devem ter sido estabelecidas antes das rasas. Rochas mais jovens se encontram sobre as 
mais velhas. Mas nem todas as camadas estão presentes em qualquer lugar - às vezes 
eles não são formados ou estão erodidas. 
Para estabelecer uma ordenação completa das camadas de rocha você deve fazer 
correlacão cruzada com os estratos de diferentes localidades ao redor do mundo. Se 
uma camada de um mesmo tipo de rocha, contendo o mesmo tipo de fósseis, aparece 
em dois locais diferentes é razoável assumir que a camada é da mesma idade em ambos 
os locais. Assim, por exemplo, se você encontrar quatro camadas de rocha em um local 
(vamos marca-las, a partir de mais rasa para a mais profunda, como ABDE ) e então 
você encontra apenas duas dessas mesmas camadas em outro lugar, intercalada com 
outras camadas - BCD - pode-se inferir que o registro inclui, pelo menos, cinco 
camadas de rocha, na ordem, a partir de mais nova a mais antiga como ABCDE. Este 
princípio da superposição foi concebido pela primeira vez no século XVII pelo 
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dinamarquês polímata Nicolaus Steno, que mais tarde tornou-se um arcebispo e foi 
canonizado pelo Papa Pio XI em 1988 - certamente o único caso de um santo fazendo 
uma importante contribuição científica. Usando o princípio de Steno o registro 
geológico foi cuidadosamente ordenado nos séculos XVIII e XIX: todo o caminho, 
desde o velho Cambriano ao recente. Por enquanto, excelente. Mas isto nos diz apenas a 
idade relativa das rochas, e não as suas idades reais. 
Desde 1945, temos sido capazes de medir as idades reais de algumas rochas - 
utilizando radioatividade. Alguns elementos radioativos ("radioisótopos") são 
incorporados em rochas ígneas, quando elas se cristalizam de rocha fundida abaixo da 
superfície da Terra. Radioisótopos decair gradualmente para outros elementos, a uma 
taxa constante, normalmente expressa como a " semi-vida ", o tempo necessário para 
que metade do isótopo para desaparecer. Se conhecemos a meia-vida, quanto do 
radioisótopo estava lá quando a rocha se formou (algo que os geólogos podem 
determinar com precisão) e quanto resta agora é relativamente simples estimar a idade 
da rocha. Diferentes isótopos decaem em taxas diferentes. Rochas antigas são 
frequentemente datadas utilizando-se o urânio-238 (U
238
), encontrado no mineral zircão 
comum. U
238
 tem uma meia- vida com cerca de 700 milhões de anos. O carbono-14, 
com uma meia-vida de 5.730 anos, é usado para a datação de rochas mais jovens, ou até 
mesmo artefatos humanos como os Manuscritos do Mar Morto. Geralmente, vários 
radioisótopos ocorrem em conjunto, as datas podem ser cruzadas e as idades 
invariavelmente concordam. As rochas onde ocorrem fósseis, no entanto, não são 
rochas ígneas, mas sedimentares, e não pode ser datadas diretamente. Podemos no 
entanto, obter as idades dos fósseis por escalonamento das camadas sedimentares com 
as datas de camadas ígneas adjacentes que contêm radioisótopos. 
Os opositores da evolução costuma atacar a confiabilidade dessas datas, dizendo 
que as taxas de decaimento radioativo pode ter mudado ao longo do tempo ou com as 
tensões físicas experimentadas por rochas. Esta objeção é muitas vezes levantada pelos 
criacionistas " Terra Jovem ", que prendem a Terra para ser 6.000 a 10.000 anos de 
idade. Mas é ilusório. Uma vez que os diferentes radioisótopos em uma decadência do 
rock de diferentes maneiras, que não iria dar datas consistentes se as taxas de 
decaimento alterado. Além disso, as semi -vidas de isótopos não mudam quando 
cientistas submetê-las a temperaturas extremas e pressões no laboratório. E quando as 
datas radiométricas podem ser verificados contra data do registro histórico, como 
acontece com o método do carbono- 14, que, invariavelmente, concordo. É a datação 
radiométrica de meteoritos que nos diz que a Terra eo sistema solar são 4,6 bilhões de 
anos. (As rochas mais antigas da Terra são um pouco mais jovem – 4.3 bilhões de anos 
em amostras do norte do Canadá, porque as rochas mais antigas foram destruídas pelos 
movimentos da crosta da Terra.) 
Há ainda outras maneiras de verificar a precisão da datação radiométrica. Um 
deles utiliza a biologia e envolveu um estudo engenhoso de corais fósseis por John 
Wells, da Universidade de Cornell. A datação por radioisótopos mostrou que estes 
corais viveram durante o período Devoniano, cerca de 380 milhões de anos atrás. Mas 
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Wells também pode descobrir quando estes corais viveram simplesmente olhando 
atentamente para eles. Fez uso do facto de que o atrito produzido pelas marés desacelera 
gradualmente a rotação da terra ao longo do tempo. Cada dia - uma revolução da Terra - 
é um pouquinho maior do que a última. Não é que iria notar: para ser mais preciso o 
comprimento de um dia aumenta em cerca de dois segundos cada 100.000 anos. Uma 
vez que a duração de um ano - o tempo que a Terra leva para circundar o Sol - não 
muda ao longo do tempo, isso significa que o número de dias por ano deve estar 
diminuindo ao longo do tempo. A partir da taxa conhecida de desaceleração, Wells 
calculou que quando seus corais estavam vivos - 380 milhões de anos atrás, se a datação 
radiométrica estaver correta - cada ano conteria cerca de 395 dias, com 22 horas de 
duração cada. Se houvesse alguma maneira que os próprios fósseis nos dizerem o tempo 
de cada dia quando eles estavam vivos, poderíamos verificar se a medida bateria com as 
22 horas previstas de datação radiométrica. 
Mas os corais podem fazer isso, pois, como eles crescem eles registram em seus 
corpos quantos dias eles experimentam a cada ano. Quando vivos os corais produzem 
anéis de crescimento tanto diárias como anuais. Em espécimes fósseis, podemos ver 
quantos anéis diários separar cada anel anual, ou seja, quantos dias foram incluídos em 
cada ano quando o coral estava vivo. Conhecendo a taxa de desaceleração das marés, 
podemos cruzar a idade pela "maré" contra a idade "radiométrica". Contando anéis em 
seus corais devonianos, Wells descobriu que eles experimentaram cerca de 400 dias por 
ano, o que significa que a cada dia foi de 21,9 horas de duração. Isso é apenas um 
pequeno desvio das previstas 22 horas. Esta calibração biológica inteligente nos dá mais 
confiança na precisão de datação radiométrica. 
2. Os fatos 
O que constitui evidência para a evolução no registro fóssil? Existem vários tipos. 
Em primeiro lugar, o grande quadro evolutivo: uma varredura por toda a seqüência de 
estratos de rochas deve mostrar que a vida era bastante simples inícialmente, com 
espécies mais complexas aparecendo somente depois de algum tempo. Além disso, os 
fósseis mais jovens que encontramos devem ser aqueles que são mais semelhantes às 
espécies vivas. 
Também devemos ser capazes de ver casos de mudança evolutiva dentro de 
linhagens, ou seja, uma espécie de animal ou vegetal, transformando-se em algo 
diferente ao longo do tempo. Mais tarde as espéciedevem ter características que fazem 
com que pareçam os descendentes das anteriores. E uma vez que a história da vida 
envolve a separação de espécies a partir de ancestrais comuns, devemos ser capazes de 
ver essa divisão - e encontrar evidências desses ancestrais - no registro fóssil. Por 
exemplo, os anatomistas do século XIX, previram que, a partir de suas semelhanças 
físicas, os mamíferos evoluíram dos répteis antigos. Assim, devemos ser capazes de 
encontrar fósseis de répteis que foram se tornando mais semelhantes a mamíferos. É 
claro que pelo fato do registro fóssil ser incompleto, não podemos esperar documentar 
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todas as transições entre as principais formas de vida. Mas devemos, pelo menos, 
encontrar algumas. 
Ao escrever A Origem, Darwin lamentou que o registro fóssil imcompleto. 
Naquela época não tínhamos a série de fósseis de transição ou "elos perdidos" entre as 
principais formas que poderiam documentar a mudança evolutiva. Alguns grupos, como 
as baleias, apareceram de repente no registro, sem antepassados conhecidos. Mas 
Darwin ainda tinha alguma evidência fóssil para a evolução. Isto incluiu a observação 
de que animais e plantas antigas eram muito diferentes das espécies que vivem hoje, 
lembrando espécies modernas cada vez mais a medida que se transfere para as rochas 
formadas mais recentemente. Ele também observou que os fósseis em camadas 
adjacentes eram mais semelhantes entre si do que os encontrados nas camadas mais 
separadas, o que implica um processo gradual e contínuo de divergência. Além do mais, 
em qualquer lugar, os fósseis nas rochas mais recentemente depositados tendiam a 
assemelhar-se as espécies modernas que viviam nessa área, mais do que com as 
espécies que viviam em outras partes do mundo. Marsupiais fósseis, por exemplo, 
foram encontrados em profusão só na Austrália e é aí que os marsupiais mais modernas 
vivem. Isto sugeriu que as espécies modernas descendem dos fósseis. (Esses marsupiais 
fósseis incluem alguns dos mamíferos mais bizarros que já viveram, incluindo um 
canguru gigante de três metros com a cara chata, enormes garras e um único dedo em 
cada pé). 
O que Darwin não tinha eram fósseis suficientes para mostrar evidência clara de 
mudanças graduais dentro das espécies ou de ancestrais comuns. Mas desde a sua época 
até hoje os paleontólogos descobriram fósseis em abundância, cumprindo-se todas as 
previsões acima mencionadas. Podemos agora mostrar mudanças contínuas dentro das 
linhagens de animais, temos muitas evidências de ancestrais comuns e formas de 
transição (aqueles antepassados que faltavam para as baleias, por exemplo, foram 
descobertos), e cavamos fundo o suficiente para vermos os primórdios da vida 
complexa. 
3. Grandes padrões 
Agora que colocamos todas as camadas em ordem e estimamos as respectivas 
datas, podemos ler o registro fóssil de baixo para cima. A Figura 3 mostra um 
cronograma simplificado da história da vida, retratando os principais acontecimentos 
biológicos e geológicos que ocorreram desde que os primeiros organismos surgiram em 
torno de 3,5 bilhões de anos atrás. Este registro dá uma imagem inequívoca de 
mudança, começando com o simples e prosseguindo para o mais complexo. Embora a 
figura mostre as "primeiras aparições" como grupos de répteis e mamíferos, isso não 
deve ser tomado como se que as formas modernas aparecessem no registro fóssil, de 
repente, surgindo do nada. Em vez disso, para a maioria dos grupos, vemos a evolução 
gradual a partir de formas anteriores (aves e mamíferos, por exemplo, evoluíram ao 
longo de milhões de anos a partir de ancestrais reptilianos ). A existência de transições 
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graduais entre grandes grupos, o que é discutido abaixo, significa que a atribuição de 
uma data para a "primeira aparição" torna-se um tanto arbitrária. Os primeiros 
organismos, bactérias fotossintéticas simples, aparecem em sedimentos de cerca de 3,5 
bilhões de anos, apenas cerca de um bilhão de anos após o planeta ter sido formado. 
Estas células individuais eram tudo o que ocupava a Terra durante os primeiros dois 
bilião anos, após isto é que vemos os primeiros eucariontes "simples": os organismos 
que têm células verdadeiras com núcleo e cromossomos. Em seguida, há cerca de 600 
milhões de anos, toda uma gama de organismos relativamente simples, mas 
multicelulares surgiu, incluindo vermes, medusas e esponjas. Estes grupos se 
diversificaram ao longo dos próximos milhões de anos, com as plantas terrestres e 
tetrápodes (animais de quatro patas, o mais antigo dos quais eram peixes de nadadeiras 
lobadas) que aparecem a cerca de 400 milhões de anos atrás. Grupos anteriores, é claro, 
muitas vezes persistiram: bactérias fotossintéticas, esponjas e vermes aparecem no 
registro fóssil cedo, e ainda estão conosco. 
 
Figura 3 O registro fóssil mostrando a primeira aparição das várias formas de vida que surgiram desde que a 
Terra se formou há 4,6 mil milhões de anos atrás (MAA). Note-se que a vida multicelular originou-se e diversificou-se 
apenas nos últimos 15% da história da vida. Grupos aparecem em cena de forma evolutivamente ordenada, com 
muitas formas surgindo após conhecidas transições fósseis de antepassados. A sequência apresentada, juntamente 
com as formas de transição, refutam reivindicações criacionistas de que todas as formas de vida, não só surgiram 
repentinamente, mas também, ao mesmo tempo. 
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Cinquenta milhões de anos mais tarde, encontramos o primeiro anfíbio 
verdadeiro e depois de mais 50 milhões de anos aparecem os répteis. Os primeiros 
mamíferos aparecem cerca de 250 milhões de anos atrás (decorrentes, como previsto, de 
ancestrais répteis) e os primeiros pássaros, também descendentes de répteis, mostrar-se 
50.000 mil anos mais tarde. Após os primeiros mamíferos aparecerem, eles, junto com 
os insetos e as plantas terrestres, tornam-se cada vez mais diversificados e quando nos 
aproximamos das rochas superficiais, os fósseis se assemelham cada vez mais às 
espécies vivas. Os seres humanos são novatos na cena - nossa linhagem se ramifica de 
outros primatas há apenas sete milhões de anos atrás, uma muito pequena fatia de tempo 
evolutivo. Várias analogias imaginativas têm sido usadas para apresentar este ponto e 
vale a pena mostrar mais uma vez. Se todo o curso da evolução foram compactados em 
um único ano, as primeiras bactérias que aparecem no final de março, mas não 
veríamos os primeiros ancestrais humanos até 06:00 no dia 31 de dezembro. A idade de 
ouro da Grécia, há cerca de 2.500 de anos, ocorreria apenas trinta segundos antes da 
meia-noite. 
Embora o registro fóssil de plantas seja esparso - elas não têm partes duras 
facilmente fossilizáveis - apresenta um padrão evolutivamente semelhante. As mais 
antigas são musgos e algas, seguidas pelo aparecimento de samambaias, coníferas, em 
seguida, árvores de folha caducas e, finalmente, as plantas com flores. 
Assim, o aparecimento das espécies ao longo do tempo, como visto nos fósseis, 
está longe de ser aleatório. Organismos simples evoluíram antes os complexos, são 
previstos antepassados antes de descendentes. Os fósseis mais recentes são mais 
semelhantes às espécies vivas. E nós temos fósseis de transição que ligam muitos 
grupos grandes. Nenhuma teoria da criaçãoespecial, ou qualquer outra teoria de 
evolução, pode explicar esses padrões. 
4. Evolução e especiação fossilizadas 
Para mostrar a mudança evolutiva gradual dentro de uma única linhagem, você 
precisa de uma boa sucessão de sedimentos, de preferência estabelecidos rapidamente 
(de modo que cada período de tempo represente uma grossa fatia de rocha, tornando a 
mudança mais fácil de ver), e sem camadas ausentes (uma camada ausente no meio faz 
uma transição evolutiva suave aparecer como um "salto" súbito). 
Organismos marinhos muito pequenas, tais como o plâncton, são ideais para isso. 
Há bilhões deles, muitos deles têm partes duras, e convenientemente caem diretamente 
para o fundo do mar depois da morte, se acumulando em uma seqüência contínua de 
camadas. A amostragem das camadas em ordem é fácil: você pode empurrar um longo 
tubo no fundo do mar, puxar uma amostra do núcleo colunar, e ler (e datá-lo) de baixo 
para cima. 
 
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Figura 4. Figura 4. Um registro de fósseis (preservado em um núcleo do fundo do mar), mostrando a 
mudança evolutiva na marinho foraminifero Globorotalia conoidea durante um período de 8 milhões de 
anos. A escala indica o número de câmaras no verticilo final da concha em média, em todos os indivíduos a 
partir de cada secção do núcleo. (Depois Malmgren e Kennett 1981) 
Rastreando uma única espécie fóssil através do núcleo, você pode frequentemente 
vê-la evoluir. A Figura 4 mostra um exemplo de evolução em um pequeno protozoário 
unicelular marinho que constrói uma concha em espiral, criando mais câmaras à medida 
que cresce. Estas amostras vêm de seções de um 200 metros de comprimento retirados 
do fundo do mar perto da Nova Zelândia e representa cerca de oito milhões de anos de 
evolução. A figura mostra a mudança ao longo do tempo em uma característica: o 
número de câmaras no final da espiral da concha. Aqui vemos a mudança relativamente 
suave e gradual ao longo do tempo: os indivíduos têm câmaras de cerca de 4,8 por 
espira no início da sequência e 3,3 no final, uma redução de cerca de 30 por cento. 
Evolução, embora gradual, não precisa sempre continuar suavemente, ou a um 
ritmo uniforme. A Figura 5 mostra um padrão mais irregular em outro microrganismo 
marinho, o radiolario Pseudocubus vema. Neste caso, geólogos tomaram amostras 
regularmente espaçadas de um núcleo de 18 metros de comprimento extraído perto da 
Antártida, que representa cerca de dois milhões de anos de sedimentos. A característica 
avaliada foi a largura da base cilíndrica do animal ("o tórax"). Embora o tamanho 
aumente em cerca de 50 por cento ao longo do tempo, a tendência não é uniforme. Há 
períodos em que o tamanho não mudou muito, intercaladas com períodos de mudança 
mais rápida. Este padrão é bastante comum em fósseis e é completamente 
compreensível se as mudanças que vemos foram impulsionadas por fatores ambientais, 
como as flutuações no clima ou salinidade. o próprios ambiente muda esporadicamente 
e de forma irregular, por isso a força da seleção natural vai aumentar ou diminuir. 
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Figura 5. Mudança evolutiva do tamanho do tórax no radiolario Pseudocubus Vema durante um período de 
dois milhões de anos. Os valores são médias populacionais de cada seção do núcleo. (Depois de Kellogg e Hays 1975.) 
Vamos olhar para a evolução das espécies mais complexas: trilobitas. Trilobitas 
eram artrópodes, o mesmo grupo de insetos e aranhas. Uma vez que eles estavam 
protegidos por uma casca dura, eles são extremamente comuns em rochas antigas 
(provavelmente você pode comprar um na sua loja do museu mais próximo). Peter 
Sheldon,, no Trinity College Dublin, recolheu trilobitas fósseis de uma camada de xisto 
de Gales abrangendo cerca de três milhões de anos. Dentro dessa rocha, ele encontrou 
oito linhagens distintas de trilobitas e com o tempo cada tipo mostrou mudança 
evolutiva no número de "costelas pygideais" - os segmentos na última seção do corpo. 
A Figura 6 mostra as alterações em várias destas linhagens. Apesar de todo o período de 
amostragem, todas as espécies mostraram um aumento líquido do número segmento, as 
mudanças entre diferentes espécies não estavam apenas não correlacionadas, mas às 
vezes iam em sentidos opostos durante o mesmo período. 
Infelizmente, não temos ideia de quais pressões seletivas dirigiram as mudanças 
evolutivas em plâncton e trilobitas. É sempre mais fácil perceber a evolução do 
documento no registro fóssil do que entender o que causou isso, pois embora os fósseis 
sejam preservados, seus ambientes não são. O que podemos dizer é que houve uma 
evolução, foi gradual e variou tanto em ritmo como e direção. 
O plâncton marinho dá evidências para a separação das linhagens, bem como a 
evolução dentro de uma linhagem. A Figura 7 mostra uma espécie ancestral de plâncton 
se dividindo em dois descendentes, distinguíveis por tamanho e forma. Curiosamente, a 
nova espécie, Eucyrtidium matuyamai evoluiu pela primeira vez em uma área ao norte 
da área de onde esses núcleos foram tomados, e só mais tarde invadiu a área onde seu 
ancestral ocorreu. Como veremos no capítulo 7, a formação de uma nova espécie 
geralmente começa quando as populações estão geograficamente isoladas umas das 
outras. 
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Há centenas de outros exemplos de mudança evolutiva em fósseis - tanto gradual 
e pontuada - a partir de espécies tão diversas como moluscos, roedores e primatas. E há 
também exemplos de espécies que mal mudam ao longo do tempo. (Lembre-se que a 
teoria da evolução não diz que todas as espécies devem evoluir!) Mas a listagem destes 
casos não mudaria meu ponto de vista: o registro fóssil não dá nenhuma evidência para 
a previsão criacionista de que todas as espécies aparecem de repente e, permanecem 
inalteradas. Em vez disso, as formas de vida aparecem no registro em seqüência 
evolutiva e evoluem e se dividem. 
 
Figura 6. Mudança evolutiva do número de costelas pygidiais (segmentos de seção da cauda) de cinco grupos 
de trilobitas ordovicianos. O número dá a média da população em cada seção da amostra de xisto de de três milhões 
de anos. Todas as cinco espécies - e outras três não mostradas - exibiram um aumento líquido no número de costela ao 
longo do período, o que sugere que a seleção natural estava envolvido no longo prazo, mas que a espécie não se 
alterou em um paralelo perfeito. (Depois de Sheldon 1987.) 
 
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Figura 7 
Evolução e especiação em duas espécies do plâncton radiolário Eucyrtidium, 
tomada a partir de um principal de sedimentos que abrange mais de 3,5 milhões de 
anos. Os pontos representam a largura do quarto segmento como a média de cada 
espécie em cada secção do núcleo. Nas áreas ao norte do local onde este núcleo foi 
tomada, uma população ancestral de E. calvertense tornou-se maior, gradualmente 
adquirindo o nome de E. matuyamai como se tornou maior. E. matuyamai, reocuparam 
a gama de seu parente, como mostrado no gráfico e, em ambas as espécies, que agora 
vive no mesmo lugar começaram a divergir no tamanho do corpo. Esta divergência 
pode ter sido o resultado da seleção natural agindo para reduzir a competição poralimento entre as duas espécies. (Depois de Kellogg e Hayes 1975). 
5. “Elos perdidos” 
Mudanças nas espécies marinhas pode fornecer evidências a favor da evolução, 
mas essa não é a única lição que o registro fóssil tem a ensinar. O que realmente excita 
as pessoas - biólogos e paleontólogos entre eles - são formas de transição: aqueles 
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fósseis que medem a diferença entre dois tipos muito diferentes de organismos vivos. 
Será que as aves realmente vem dos répteis, animais terrestres, dos peixes e baleias de 
animais terrestres? Se assim for, onde está a evidência fóssil? Mesmo alguns 
criacionistas admitem que pequenas mudanças no tamanho e forma podem ocorrer ao 
longo do tempo - um processo chamado de microevolução - mas rejeitam a ideia de que 
um tipo muito diferente de animal ou planta pode vir de outro (macroevolução). Os 
defensores do design inteligente argumentam que esse tipo de diferença requer a 
intervenção direta de um criador. Embora em A Origem Darwin não poderia apontar 
para qualquer forma de transição, ele teria ficado encantado pela forma como a sua 
teoria foi confirmada pelos frutos da paleontologia moderna. Estes incluem muitas 
espécies cuja existência foi prevista há muitos anos, mas que foram desenterrados 
apenas nas últimas décadas. 
Mas o que conta como evidência fóssil para uma grande transição evolutiva? De 
acordo com a teoria evolucionista para cada duas espécies, embora diferentes, houve 
uma única espécie que foi antepassado de ambas. Poderíamos chamar isso uma espécie 
de "elo perdido". Como vimos a chance de encontrarmos espécies ancestrais únicas no 
registro fóssil é quase zero. O registro fóssil é simplesmente demasiado irregular para 
esperarmos isso. 
Mas não precisamos desistir, pois podemos encontrar algumas outras espécies no 
registro fóssil primos próximos ao real "elo perdido", que documente a ancestralidade 
comum igualmente bem. Vamos dar um exemplo. Nos dias de Darwin, os biólogos 
conjecturaram a partir de evidências anatômicas tais como semelhanças na estrutura dos 
corações e crânios que as aves estavam intimamente relacionadas aos répteis. Eles 
especularam que deve ter havido um ancestral comum que através de eventos de 
especiação produziu duas linhagens, uma acabou produzindo todas as aves modernas e 
a outra, todos os répteis modernos. 
Com o que, esse ancestral comum, seria parecido? Nossa intuição diz que ele 
seria algo semelhante, a meio caminho, entre um réptil moderno e um pássaro moderno, 
mostrando uma mistura das características de ambos os tipos de animais. Mas esse não 
precisa ser o caso, como Darwin viu claramente em A Origem: 
Eu acho difícil olhar para quaisquer duas espécies, evitar imaginar a mim mesmo, 
constitruindo diretamente intermediários entre eles. Mas esta é uma visão totalmente falsa, 
devemos sempre procurar formas intermediárias entre cada espécie e um progenitor comum, 
mas desconhecido, e o progenitor geralmente divergiu em alguns aspectos a partir dos seus 
descendentes modificados. 
Porque répteis aparecem no registro fóssil antes de pássaros, podemos supor que o ancestral 
comum de aves e répteis era um antigo réptil, e teria parecido com um. Sabemos agora que esse 
ancestral comum era um dinossauro. Sua aparência geral daria algumas pistas que ele era de fato um 
"elo perdido" - uma linhagem de descendentes viria a dá origem a todos os pássaros modernos, e a 
outra a mais dinossauros. Traços verdadeiramente como aves, tais como asas e um grande esterno para 
ancorar os músculos de voo, teriam evoluído somente mais tarde no ramo que leva para as aves. E 
como a própria linhagem progrediu de répteis para aves, ele brotou de muitas espécies com misturas 
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de traços de réptil e de pássaro. Algumas dessas espécies foram extintas enquanto outras continuaram 
a evoluir para o que são agora as aves modernas. É para esses grupos de espécies antigas, os parentes 
das espécies próximas ao ponto de ramificação, que devemos olhar e enxergar as evidências de 
ancestralidade comum. 
Mostrar o ancestral comum de dois grupos, portanto, não exige que nós encontremos fósseis de 
espécies únicas com precisão para afirmar que era seu ancestral comum, ou mesmo espécies na linha 
direta de descendência de um ancestral para seu descendente. Em vez disso, precisamos apenas 
encontrar fósseis com os tipos de traços que unem dois grupos e, o mais importante, nós também 
devemos dar a evidência de datação mostrando que esses fósseis ocorreram no momento certo no 
registro geológico. A "espécie de transição" não é equivalente a "uma espécie ancestral", é 
simplesmente uma espécie que mostram uma mistura de traços de organismos que viveram antes e 
depois dela. Dada a distribuição irregular do registro fóssil, encontrar essas formas nos tempos 
apropriados no registro é uma meta viável e realista. Na transição réptil  pássaro, por exemplo, as 
formas de transição devem ser semelhante primeiros a répteis, mas com alguns traços de pássaro. E 
devemos encontrar estes fósseis de transição após répteis terem evoluído, mas antes de os pássaros 
modernos apareceram. Além disso, formas de transição não tem que estar na linha direta de 
descendência de um ancestral para uma descendente vivo, poderiam ser primos evolutivos que foram 
extintos. Como veremos, os dinossauros que deram origem às aves ostentavam penas, mas alguns 
dinossauros com penas continuam a persistir bem depois de criaturas mais parecidas como aves terem 
evoluído. Esses dinossauros com penas, mais tarde, ainda fornecem evidências para a evolução, 
porque eles nos dizem algo sobre de onde as aves vieram. 
A datação e, em certa medida, a aparência física das criaturas de transição, podem ser previstas 
a partir da teoria evolucionista. Algumas das previsões mais recentes e dramáticas que foram 
cumpridas envolvem nosso próprio grupo, os vertebrados. 
6. Rumo a terra: de peixes a anfíbios. 
Uma das maiores previsões da biologia evolutiva que já foram cumpridas é a descoberta, em 
2004, de uma forma de transição entre peixes e anfíbios. Esta é a espécie fóssil Tiktaalik roseae, que 
nos diz muito sobre como os vertebrados vieram viver na terra firme. Sua descoberta é uma 
demonstração impressionante da teoria da evolução. 
Até cerca de 390 milhões de anos atrás, os únicos vertebrados eram peixes. Mas, trinta milhões 
de anos depois, encontramos criaturas que são claramente tetrápodes: vertebrados de quatro patas que 
andava em terra firme. Esses primeiros tetrápodes eram de várias maneiras, como os anfíbios 
modernos: eles tinham cabeças e corpos planos, pescoço distinto e pernas bem desenvolvidas e 
cinturas nos membros. No entanto, eles também mostram fortes ligações com os peixes anteriores, em 
particular o grupo chamado de "peixes de nadadeiras lobadas”, assim chamados por causa de suas 
grandes nadadeiras ósseas que lhes permitiu se sustentar no fundo dos lagos e em riachos rasos. 
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FIGURA 8. Invasão de terra. Um tetrápode de terra firme (Acanthostega gunnari) da Groenlândia, cerca de 365 
milhões de anos atrás. Um dos primeiros peixes de nadadeiras lobadas (Eusthenopteron foordi) de cerca de 385 milhões 
de anos atrás, e a forma de transição, Tiktaalik roseae, da ilha Ellesmere, cerca de 375 milhões anos. A forma 
intermedipariado corpo do Tiktaalik é espelhada por intermédio de seus membros, que têm uma estrutura óssea entre 
as das nadadeiras resistentes em peixes de nadadeiras lobadas e os membros andadores ainda mais resistente do 
tetrápode. Ossos sombreados são aquelas que evoluirão para os ossos do braço de mamíferos modernos: o osso com 
sombra mais escura se tornará nossos úmero e os ossos de sombreamento leve vão se tornar o rádio e ulna, 
respectivamente. 
As estruturas de peixe como dos primeiros tetrápodes incluem escamas, ossos dos membros e 
os ossos da cabeça (Figura 8). Como foi que os peixes primitivos evoluíram para sobreviver em terra? 
Esta foi a pergunta que interessou - ou melhor, obcecou – o meu colega de Chicago, Neil Shubin. Neil 
passou anos estudando a evolução dos membros a partir de barbatanas e chegou a compreender as 
primeiras etapas dessa evolução. 
Este é o lugar onde a previsão se confirma Se houvessem peixes de nadadeiras lobadas, mas 
não vertebrados terrestres 390 milhões anos atrás e, claramente, vertebrados terrestres 360 milhões 
anos atrás, onde você esperaria encontrar as formas de transição? Em algum lugar no meio. Seguindo 
esta lógica, Shubin previu que, se formas de transição existiram, seus fósseis seriam encontrados em 
estratos de cerca de 375 milhões de anos. Além disso, as rochas teriam que ser de água doce, em vez 
de sedimentos marinhos, porque os primitivos peixes de nadadeiras lobadas e anfíbios viveram em 
água doce. 
Pesquisando em seu livro geologia encontrou um mapa de sedimentos de água doce expostos, 
na idade certa, então Shubin e seus colegas se concentraram em uma região inexplorada 
paleontologicamente do Ártico canadense: a ilha Ellesmere, que fica no Oceano Ártico ao norte do 
Canadá. Depois de cinco longos anos de buscas infrutíferas e caras, eles finalmente tiveram sucesso: 
um grupo de esqueletos fósseis empilhados uns sobre os outros em rochas sedimentares de uma antiga 
corrente de água. Quando Shubin viu pela primeira vez a face fóssil saindo da rocha, ele sabia que 
tinha finalmente encontrado a sua forma de transição. Em honra ao povo Inuit local e de doadores que 
ajudaram a financiar as expedições, o fóssil foi chamado Tiktaalik roseae ("Tiktaalik" significa 
"grande peixe de água doce" em Inuit, e "roseae" é uma referência enigmática ao doador anônimo). 
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Tiktaalik tem características que o tornam uma ligação direta entre o peixe de nadadeiras 
lobadas anterior e os anfíbios mais tardio (figura 8). Com brânquias, escamas e barbatanas, era 
claramente um peixe que viveu sua vida na água. Mas também tem características semelhantes a 
anfíbio. Por um lado, sua cabeça é achatada como a de uma salamandra, com os olhos e as narinas em 
cima e não nas laterais do crânio. Isso sugere que ele viveu em águas rasas e poderia perscrutar e, 
provavelmente, respirar, acima da superfície. As aletas haviam se tornado mais robustas, permitindo 
que o animal flexionar-se para cima, para ajudar a examinar seus arredores. E, como os primeiros 
anfíbios, Tiktaalik tem um pescoço. Os peixes não têm pescoço e seu crânio se une diretamente a seus 
ombros. 
Mais importante ainda, Tiktaalik tem duas novas características que viriam a revelar-se úteis 
para ajudar seus descendentes a invadir a terra. A primeira é um conjunto de costelas resistentes que 
ajudam a bombear o ar para os pulmões dos animais e mover o oxigênio pelas suas guelras (Tiktaalik 
conseguia respirar em ambos os sentidos). E vez dos muitos pequenos ossos nas aletas como nos 
peixes de aletas lobuladas, Tiktaalik tinha menos e resistente ossos nos membros - ossos semelhantes 
em número e posição aos daqueles de toda criatura terrestre que vieram depois, incluindo nós mesmos. 
Na verdade, seus membros são mais bem descritos como parte nadadeira e parte da perna. 
Claramente Tiktaalik estava bem adaptado para viver e rastejar em águas rasas, espreitar acima 
da superfície e respirar ar. Dada a sua estrutura, pode-se imaginar o seguinte, o passo evolutivo crítico, 
o que provavelmente envolveu um comportamento novo. Alguns dos descendentes de Tiktaalik foram 
ousados o suficiente para se aventurar fora da água sobre as suas robustas pernas-nadadeiras, talvez 
para fazer o seu caminho até outro córrego (como o peixe Saltão bizarro, dos trópicos, faz hoje), para 
evitar os predadores, ou talvez para encontrar alimentos entre os muitos insetos gigantes que já haviam 
evoluído. Se houvesse vantagens para se aventurar na terra, a seleção natural poderia moldar os 
exploradores de peixes em anfíbios. Esse primeiro pequeno passo em terra firme provou ser um grande 
salto para as espécies de vertebrados, levando à evolução de toda criatura de terra firme com uma 
espinha dorsal. 
Se Tiktaalik não estava pronto para a vida em terra firme. Por um lado, ainda não tinha 
evoluído um membro que lhe permitisse andar. E ainda tinha brânquias internas para respirar debaixo 
d'água. Assim, podemos fazer outra previsão. Em algum lugar, em sedimentos de água doce cerca de 
370 milhões de anos, vamos encontrar uma habitante de terra firme primitivo, com brânquias 
reduzidas e membros um pouco mais resistentes que os de Tiktaalik. 
Tiktaalik mostra que nossos ancestrais eram peixes predadores de cabeça chata que se 
escondiam nas águas rasas de riachos. É um fóssil que conecta maravilhosamente peixe com anfíbios. 
E igualmente maravilhoso é que sua descoberta não só foi prevista, mas prevista para ocorrer em 
rochas de certa idade e em um determinado lugar. 
A melhor maneira de experimentar o drama da evolução é ver os fósseis por si mesmo, ou 
melhor ainda, lidar com eles. Meus alunos tiveram essa chance quando Neil trouxe um elenco de 
Tiktaalik para a aula, passou-o, e mostrou como eles preenchiam o projeto de uma forma transitória 
verdadeira. Este foi, para eles, a prova mais tangível de que a evolução era verdade. Quantas vezes 
você pode por as mãos em um pedaço de história evolutiva, muito menos um que poderia ter sido seu 
antepassado distante? 
7. A conquista dos ares: A Origem das aves 
De que serve metade de uma asa? Desde Darwin, que a questão é levantada para lançar dúvidas 
sobre a evolução e a seleção natural. Os biólogos dizem que os pássaros evoluíram dos répteis, mas 
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como poderia um animal da terra firme desenvolver a capacidade de voar? A seleção natural, 
argumentam os criacionistas, não poderia explicar essa transição, porque exigiria etapas intermédias 
em que os animais têm apenas os rudimentos de uma asa. Isto parece que é mais provável prejudicar a 
criatura do que dar-lhe uma vantagem seletiva. 
Mas se você pensar um pouco, não é tão difícil chegar a estágios intermediários na evolução do 
voo com etapas que poderiam ter sido úteis para seus possuidores. Planar é o primeiro passo óbvio. E 
delta evoluiu independentemente muitas vezes: em mamíferos placentários, marsupiais e até lagartos. 
Esquilos voadores fazer isto muito bem planando com abas de pele que se estendem ao longo de seus 
lados, um bom caminho é começar a pular de árvore em árvore para escapar de predadores ou 
encontrar nozes. E há a ainda o mais notável "lêmure voador", ou colugo, do Sudeste Asiático, que 
tem uma membrana com um impressionante alongamento da cabeça à cauda. Uma colugo foi visto 
planando por uma distância de 450 pés - quase o tamanho de seis quadras de tênis - enquanto perdia 
apenas 12 metros de altura! Não é difícil imaginar o próximo passo evolutivo:o bater de membros do 
colugo semelhantes para produzir o verdadeiro voo, como vemos em morcegos. Mas não temos mais 
que imaginar esta etapa: agora temos os fósseis que mostram claramente como os pássaros que voam 
evoluíram. 
Desde o século XIX, a semelhança entre os esqueletos de aves e alguns dinossauros levou os 
paleontólogos a teorizar que eles tiveram um ancestral comum - em particular, os terópodes: ágeis 
dinossauros carnívoros que andavam sobre duas pernas. Cerca de 200 milhões de anos atrás, o registro 
fóssil mostra uma abundância de terópodes, mas nada que pareça vagamente com um pássaro. Aos 70 
milhões anos atrás vemos fósseis de aves que se parecem bastante modernos. Se a evolução for 
verdade, então devemos esperar ver a transição réptil-ave nas rochas entre setenta e 200 milhões de 
anos. 
E lá estão eles. A primeira ligação entre aves e répteis foi realmente conhecida por Darwin, 
que, curiosamente, a mencionou apenas brevemente em edições posteriores de A Origem e só como 
uma esquisitice. É talvez a mais famosa de todas as formas de transição: a Archaeopteryx 
lithographica do tamanho de um corvo, descoberto em uma pedreira de calcário na Alemanha em 
1860. (O nome "Archaeopteryx" significa "asa antiga", e "lithographica" vem da pedra calcária, de 
granulação fina o suficiente para fazer placas litográficas e preservar as impressões de penas macias). 
Archaeopteryx tem justamente a combinação de características que se esperaria encontrar em uma 
forma de transição. E a sua idade, cerca de 145 milhões de anos a coloca onde seria de esperar. 
Archaeopteryx é realmente mais réptil que ave. O esqueleto é quase idêntico aos de alguns 
dinossauros terópodes. Na verdade, alguns biólogos que não olharam para os fósseis de Archaeopteryx 
de perto o suficiente, não viram as penas, e os classificaram erroneamente como terópodes. (a Figura 9 
mostra a semelhança entre os dois tipos.) As características de répteis incluem uma mandíbula com 
dentes, uma longa cauda óssea, garras, dedos separados na asa (em aves modernas estes ossos são 
fundidos, como você pode ver inspecionando uma asa de frango roída), e um pescoço ligado ao seu 
crânio por trás (como nos dinossauros) em vez de por baixo (como em aves modernas). O número de 
traços de pássaro são apenas dois: grandes penas e um dedão opositor, provavelmente utilizado para 
empoleirar-se. Ainda não está claro se essa criatura, embora totalmente emplumado, podia voar. Mas a 
sua penas assimétricas - um lado de cada pena é maior do que o outro - sugere que poderia. Penas 
assimétricas, como as asas do avião, criam a forma "aerofólio" necessária para o voo aerodinâmico. 
Mas mesmo se pudesse voar, a Archaeopteryx é principalmente dinosauro. É também o que os 
evolucionistas chamam de "mosaico". Ao invés de ter todas as características a meio caminho entre os 
aves e répteis, a Archaeopteryx tem alguns pedaços que são muito semelhantes a pássaro, enquanto a 
maioria dos partes são muito reptilianas. 
 
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Figura 9. Esqueletos de um pássaro moderno (frango), uma forma de transição (Archaeopteryx), e um pequeno, 
bípede, um dinossauro terópode carnívoro (Compsognathus), similar a um dos ancestrais do Archaeopteryx. Archeopteryx 
tem algumas características, como as aves modernas (penas e um dedão opositor), mas seu esqueleto é muito semelhante ao 
dos dinossauros, incluindo os dentes, a pélvis réptil, e uma longa cauda óssea. Archaeopteryx era do tamanho de um corvo, 
Compsognathus era um pouco maior. 
Após a descoberta do Archaeopteryx, não foram encontrados outros intermediários entre 
répteis e aves por muitos anos, deixando um intervalo entre os pássaros modernos e seus ancestrais. 
Então, em meados dos anos 1990, uma série de surpreendentes descobertas, na China, começou a 
preencher a lacuna. Estes fósseis, encontrados em sedimentos de um lago preservaram as impressões 
de partes moles, representando um verdadeiro desfile de dinossauros terópodes emplumados. Alguns 
deles têm pequenas estruturas filamentosas que cobrem todo o corpo - provavelmente no penas 
primitivas. Um deles é o notável Sinornithosaurus millenii ( Sinornithosaurus significa "ave - lagarto 
chinesa"), cujo corpo inteiro estava coberto com longas penas finas - penas tão pequenas que não 
poderia ter ajudado a voar (figura 10). E suas garras, dentes e sua cauda longa e óssea, mostram 
claramente que esta criatura estava longe de ser um pássaro moderno. Outros dinossauros mostram 
penas médias em suas cabeças e membros anteriores. Outros ainda têm grandes penas na cauda e patas 
dianteiras, como as aves modernas. O mais impressionante de todos é Microraptor gui, o "dinossauro 
de quatro asas." Ao contrário de qualquer pássaro moderno, esta bizarro criatura, com 75 cm de 
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comprimento tinha braços e pernas totalmente emplumados (figura 10), que quando esticadas foram 
provavelmente usadas para planar. 
Dinossauros terópodes não apenas tem características primitivas de aves, como, ao que parece 
eles até se comportavam como um pássaro. O paleontólogo americano Mark Norell e sua equipe 
descreveram dois fósseis que mostram o comportamento antigo - e se os fósseis jamais pudessem ser 
chamads de "em ação", estes poderiam. Um deles é um pequeno dinossauro emplumado dormindo 
com a cabeça debaixo do sua asa dobrada, - como o antebraço - exatamente como os pássaros 
moderno dormem (figura 11). Ao animal foi dado o nome científico Mei long (em chinês é " dragão 
que dorme profundamente"), deve ter morrido enquanto estava dormindo. O outro fóssil é um terópode 
do sexo feminino que conheceu o seu fim sentado no seu ninho de vinte e dois ovos, mostrando um 
comportamento de ninhada semelhante ao de aves. 
Todos os dinossauros emplumados são fósseis de não voadores datando entre 135 e 110 
milhões de anos - mais tarde do que a 145 milhões de anos de idade de Archaeopteryx. Isso significa 
que eles não poderiam ser ancestrais diretos do Archaeopteryx, mas eles poderiam ter sido seus 
primos. Dinossauros com penas, 
provavelmente, continuaram a existir depois 
que um de seus parentes deu origem às aves. 
Devemos, então, ser capazes de encontrar 
dinossauros com penas ainda mais antigos do 
que os ancestrais do Archaeopteryx. O 
problema é que as penas são preservadas 
apenas em sedimentos especiais - o lodo de 
grão fino de ambientes silenciosos como 
leitos de lagos ou lagoas. E essas condições 
são muito raras. Mas podemos fazer outra 
previsão evolutiva testável: um dia vamos 
encontrar fósseis de dinossauros com penas 
que são mais velhos do que Archaeopteryx. 
 
 
FIGURA 10A. O dinossauro emplumado 
Sinornithosaurus millenii, fóssil original (cerca de 
125 milhões de anos) da China, e reconstrução 
do artista. O fóssil mostra claramente a 
impressão de penas filamentosas, especialmente 
na cabeça e patas dianteiras. 
 
 
 
 
 
 
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FIGURA 10B. O bizarro dinossauro 
de "quatro asas" o Microraptor gui, 
que tinha longas penas em suas 
partes dianteiras e nos membros 
posteriores. Estas penas são 
claramente visíveis no fóssil de cerca 
de 120 milhões deanos atrás. Não 
está claro se esse animal poderia 
voar ou apenas planar, mas as 
"asas" traseiras quase certamente 
ajudaram a pousar, como mostrado 
no desenho. 
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Figura 11. Comportamento Fossil: dinossauro terópode com penas o Mei long (Acima) fossilizado em 
uma posição de passarinho empoleirado, dormindo com a cabeça debaixo do seu membro anterior. Meio: A 
reconstrução da Mei long a partir do fóssil. Fundo: Um pássaro moderno (pardal doméstico) dormindo na 
mesma posição. 
Não temos certeza se o Archaeopteryx é a uma única espécie que deu origem a 
todas as aves modernas. Parece improvável que ele seja o "elo perdido". Mas, 
independentemente disso, é um de uma longa série de fósseis (alguns encontrados pelo 
intrépido Paul Sereno) que documentam claramente o aparecimento das aves modernas. 
A medida que estes fósseis se tornam mais recentes, vemos o encolhimento da cauda 
réptil, os dentes desaparecem, as garras se fundem e o aparecimento de um grande 
esterno para ancorar os músculos de voo. 
Juntos, os fósseis mostram que o plano básico do esqueleto dos pássaros, e as 
penas essenciais, evoluíram antes que os pássaros pudessem voar. Havia muitos 
dinossauros com penas, e as suas penas estão claramente relacionados às das aves 
modernas. Mas se as penas não surgiram como adaptações para o vôo, de que serviam 
elas na terra? Mais uma vez, nós não sabemos. Elas podem ter sido utilizadas para 
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ornamentação ou exposição, talvez para atrair parceiros. Parece mais provável, no 
entanto, que foram utilizadas para o isolamento. Ao contrário dos répteis modernos, 
terópodes poderiam ter, parcialmente, sangue quente e, mesmo que assim não fosse as 
penas teriam ajudado a manter a temperatura corporal. E a partir do quê as penas 
evoluíram é ainda mais misterioso. O melhor palpite é que elas derivam das mesmas 
células que dão origem as escamas dos répteis, mas nem todos concordam. 
Apesar das incógnitas, podemos fazer algumas suposições sobre como a seleção 
natural modelou os pássaros modernos. Os primeiros dinossauros carnívoros evoluíram 
as patas dianteiras e as mãos, o que provavelmente ajudou a agarrar e segurar suas 
presas. Esse tipo de agarrar favoreceria a evolução de músculos que se estendem 
rapidamente as patas dianteiras e aproximá-las: exatamente o movimento usado para o 
curso descendente em voo verdadeiro. Seguiu-se a cobertura de penas, provavelmente 
para o isolamento. Dadas estas inovações, há pelo menos dois tipos de voo que 
poderiam evoluir. O primeiro é chamado de cenário "árvore abaixo". Existe evidência 
de que alguns terópodes viveram, pelo menos parcialmente, nas árvores. Penas nas 
patas dianteiras ajudariam estes répteis a planar de uma árvore para outra, ou de árvore 
para a terra, para ajudá-los a escapar de predadores, encontrar comida mais facilmente, 
ou amortecer suas quedas. 
Um diferente, e mais provável, cenário é chamado de "terra acima" a teoria é a 
que vê o voo evoluindo como uma consequência de corridas de braços abertos e saltos 
que os dinossauros com penas poderiam ter feito para capturar suas presas. Asas mais 
longas também poderiam ter evoluído com a execução de atos adicionais. A perdiz 
chukar, um pássaro de caça estudado por Kenneth Dial, da Universidade de Montana, 
representa um exemplo vivo desta etapa. Estas perdizes quase nunca voam e batem as 
asas principalmente para ajudá-las a correr para cima. O bater de asas dá-lhes não só a 
propulsão extra, mas também mais tração contra o chão. Pintos recém-nascidos podem 
executar em inclinações de até 45 graus, e os adultos podem subir inclinações de 105 
graus - mais do que verticais! - Unicamente por correr e bater as asas. A vantagem 
óbvia é que lutar para subir ajuda a estas aves escapar de predadores. O próximo passo 
na evolução voo seria saltos muito curtos no ar, como aqueles feitos por perus e 
codornizes fugindo do perigo. 
Em ambos os cenários "árvores abaixo" ou "terra acima", a seleção natural pode 
começar a favorecer indivíduos que poderiam voar mais longe ao invés de meramente 
planar, saltar ou voar por curtos períodos. Em seguida, viriam as outras inovações 
partilhadas pelas aves modernas, incluindo ossos ocos para leveza e grande esterno. 
Embora possamos especular sobre os detalhes, a existência de fósseis de 
transição - ea evolução das aves a partir dos répteis - é fato. Fósseis, como o 
Archaeopteryx e seus parentes posteriores mostram uma mistura de traços de répteis e 
de aves, como início, e eles ocorrem no momento certo no registro fóssil. Os cientistas 
previram que as aves evoluíram dos dinossauros terópodes e, com certeza, encontramos 
dinossauros terópodes com penas. Nós vemos uma progressão no tempo dos primeiros 
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terópodes com, filamentos finos revestindo todo o corpo e posteriormente com penas 
distintas, provavelmente planadores adeptos. O que vemos na evolução das aves é a 
remodelação de recursos antigos (membros anteriores com dedos e filamentos finos na 
pele) nos mais recentes (asas com dedos e penas) - assim como a teoria evolutiva prevê. 
8. De volta a água: a evolução das baleias. 
Duane Gish, um criacionista norte-americano, é conhecido pela sua animada e 
popular (embora descontroladamente equivocada) palestra atacando a evolução. Uma 
vez fui a uma durante a qual Gish fez piada com a teoria dos biólogos de que as baleias 
descendem de animais terrestres relacionadas com as vacas. Como, perguntou, poderia 
essa transição ocorrer já que a forma intermediária teria sido mal adaptado para terra e 
para a água e, portanto, não poderia ser construída através da seleção natural? (Isso 
lembra o argumento de “meia asa” contra a evolução dos pássaros.) Para ilustrar seu 
ponto de vista, Gish mostrou um slide de um animal tipo sereia, um desenho animado 
cuja metade da frente era uma vaca com manchas e a metade traseira era um peixe. 
Aparentemente confuso sobre o seu próprio destino evolutivo, esta besta claramente 
desadaptada estava de pé à beira da água com um grande ponto de interrogação 
pairando sobre sua cabeça. O desenho animado teve o efeito pretendido: o público caiu 
na gargalhada. Quão estúpidos, eles pensavam, poderiam ser os evolucionistas? 
De fato, uma "mer-cow" é um exemplo ridículo de uma forma transicional entre 
mamíferos terrestres e aquáticos - um "úbere fracassado", como Gish chamou. Mas 
vamos esquecer as piadas e a retórica e olhar para a natureza. Podemos encontrar os 
mamíferos que vivem em terra e na água, o tipo de criatura que supostamente não 
poderia ter evoluído? 
Facilmente. Um bom candidato é o hipopótamo, que, embora intimamente 
relacionado com mamíferos terrestres, é quase tão aquática quanto um mamífero 
terrestre pode ser. (Existem duas espécies, o hipopótamo pigmeu e o hipopótamo 
"regular", cujo nome científico é, apropriadamente, Hippopotamus amphibius). Hippos 
passam a maior parte do seu tempo submersos em rios e pântanos tropicais, examinando 
seu domínio com os olhos, narizes e orelhas que situam-se em cima de sua cabeça, tudo 
o que pode ser muito bem fechado fica debaixo d'água. Hippos se acasalam na água, e 
seus bebês, que podem nadar antes que possam andar, nascem e mamam debaixod'água. Pelo fato de serem na maior parte aquáticos, os hipopótamos têm adaptações 
especiais para viver em terra e pastar: Eles normalmente se alimentam à noite e, porque 
são propensos a queimaduras solares, secretam um líquido vermelho oleoso que contém 
um pigmento - ácido hiposudórico - que age como um protetor solar e, possivelmente, 
um antibiótico. Isto deu origem ao mito de que os hipopótamos suam sangue. 
Hipopótamos são, obviamente, bem adaptados ao seu ambiente e não é difícil ver que, 
se pudessem encontrar comida suficiente na água, eles podem eventualmente evoluir 
para criaturas totalmente aquáticos, como baleias. 
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Mas não temos que imaginar como as baleias evoluíram por extrapolação a partir 
de espécies vivas. Baleias possuem um excelente registro fóssil, cortesia de seus hábitos 
aquáticos e bem definidos seus ossos foram fossilizados com facilidade e nos últimos 
vinte anos ficou bem claro como elas evoluíram. Este é um dos melhores exemplos de 
uma transição evolutiva uma vez que temos uma ordenação cronológica de uma série de 
fósseis, talvez uma linhagem de ancestrais e descendentes, mostrando sua transição da 
terra para a água. 
Tem sido reconhecido desde o século XVII que as baleias e seus parentes, os 
golfinhos e os botos, são mamíferos. Eles são de sangue quente, produzem filhotes 
vivos que se alimentam com leite, e tem cabelo em torno de suas narinas. E as provas de 
DNA de baleias, assim como traços vestigiais como sua pélvis rudimentar e patas 
traseiras, mostram que seus antepassados viviam na terra. Baleias quase certamente 
evoluíram a partir de uma espécie de Artiodactyla, o grupo dos mamíferos que têm um 
número par de dedos, como camelos e porcos. Os biólogos acreditam agora que o 
parente vivo mais próximo de baleias é - você adivinhou - o hipopótamo, talvez por isso 
o cenário hipopótamobaleia não é tão absurdo afinal. 
Mas as baleias têm suas próprias características únicas que as distinguem de seus 
parentes terrestres. Estas incluem a ausência de pernas traseiras, membros dianteiros em 
forma de pás, uma cauda que parece achatada por acaso – um respiradouro (uma narina 
no topo da cabeça, um pescoço curto, dentes cónicos simples (diferente dos complexos, 
vários dentes com cúspides nos animais terrestres), as características especiais do 
ouvido que lhe permite ouvir em baixo dágua, e projeções no topo das vértebras para 
ancorar os fortes músculos natatórios da cauda. Graças a uma incrível série de achados 
fósseis no Oriente Médio, podemos traçar a evolução de cada uma dessas características 
- com exceção da cauda sem ossos, que não se fossilizam - da terra para a forma 
aquática. 
Sessenta milhões de anos atrás, havia abundância de mamíferos fósseis, mas não 
baleias fósseis. Criaturas que se assemelham às baleias modernas mostram-se 30.000 
mil anos mais tarde. Devemos ser capazes, então, de encontrar as formas de transição 
dentro desta lacuna. E mais uma vez, é exatamente aí onde elas estão. A Figura 12 
mostra, em ordem cronológica, alguns dos fósseis envolvidos nessa transição, 
abrangendo o período de cinquenta e dois a quarenta milhões de anos atrás. 
Não há necessidade de se descrever esta transição em detalhe, uma vez que os 
desenhos falam tão claramente - se não gritam - de como um animal de terra, vivo, foi 
conduzido à água. A sequência começa com um fóssil descoberto recentemente de um 
parente próximo das baleias, um animal do tamanho de um guaxinim chamado 
Indohyus. Viveu 48 milhões de anos atrás. Indohyus foi, como previsto, uma 
artiodáctilo. É evidente que está intimamente relacionado com as baleias, pois tem 
características especiais do ouvido e dentes encontrados apenas em baleias modernas e 
seus ancestrais aquáticos. 
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Embora Indohyus apareça um pouco mais tarde do que grande parte dos 
ancestrais aquáticos das baleias é provavelmente muito próximo do ancestral mais 
parecido com a baleia. E foi, pelo menos, parcialmente aquático. Sabemos disso porque 
seus ossos eram mais densos do que os dos mamíferos totalmente terrestres, que 
mantinham a criatura balançando-se na água e porque os isótopos extraídos de seus 
dentes mostram que ele absorveu uma grande quantidade de oxigênio da água. 
Provavelmente nadou em riachos rasos ou lagos para pastar na vegetação ou escapar 
dos seus inimigos, assim como um animal semelhante, o trágulo aquático africano, faz 
hoje. Esta vida com tempo parcial na água, provavelmente, colocou o ancestral das 
baleias no caminho para se tornar totalmente aquático. 
Indohyus não era o antepassado das baleias, mas foi quase certamente seu primo. 
Mas se voltarmos mais de quatro milhões de anos, a 52 milhões anos atrás, vemos o que 
pode muito bem ser o ancestral. É um crânio fóssil de uma criatura do tamanho de um 
lobo chamada Pakicetus, é um pouco mais parecido com baleia do que o Indohyus, tem 
dentes mais simples e ouvidos mais parecidos com os de baleia. Pakicetus não parecia 
em nada com uma baleia moderna, por isso, se você estivesse por perto e o visse, não 
teria imaginado que ele ou seus parentes próximos dariam origem a uma radiação 
evolutiva tão dramática. Segue-se depois, de forma rápida, uma série de fósseis que se 
tornam mais e mais aquáticos com o tempo. Em cinquenta milhões de anos atrás, se 
encontra o notável Ambulocetus (literalmente, "baleia ambulante"), com um crânio 
alongado e reduzido, mas ainda membros robustos, membros que ainda terminavam em 
cascos revelando sua ascendência. 
Ele provavelmente passou a maior parte de seu tempo em águas rasas e 
bamboleava desajeitado sobre a terra, como uma foca. Rodhocetus (47 milhões de anos 
atrás) é ainda mais aquático. Suas narinas se moveram um pouco para trás e ele tem um 
crânio mais alongado. Com extensões robustas sobre a espinha dorsal ancorando os 
músculos da cauda, Rodhocetus deve ter sido um bom nadador, mas foi prejudicado em 
terra por sua pequena pelve e membros posteriores. A criatura certamente passou a 
maior parte, se não todo o seu tempo, no mar. Finalmente, em 40 milhões anos atrás, 
encontramos o fósseis de Basilosaurus e Dorudon - claramente mamíferos 
completamente aquáticos, com pescoços curtos e respiradouros no topo do crânio. Eles 
não poderiam passar algum tempo em terra porque sua pélvis e membros posteriores 
foram reduzidos (o Dorudon de 15 metros tinha pernas com apenas 0,6 metros de 
comprimento) e não tinham relação com o resto do esqueleto. 
A evolução das baleias a partir animais terrestres foi notavelmente rápida: a 
maioria da ação ocorreu dentro de apenas dez milhões de anos. Isso não é muito mais 
do que o tempo que nos levou a divergir do nosso ancestral comum os chimpanzés, uma 
transição que envolveu muito menos modificações do corpo. Ainda assim, a adaptação 
à vida no mar não exigiu a evolução de quaisquer recursos novos - apenas modificações 
de velhos. 
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Mas por que alguns animais voltaram para a água em tudo? Afinal, milhões de 
anos antes, seus antepassados tinham invadido a terra. Nós não temos certeza por que 
ocorreu uma migração inversa, mas existem várias ideias. Uma possibilidade envolve o 
desaparecimento dos dinossauros, juntamente com seus primos ferozes marinhos os 
mosassauros, ictiossauros e plesiossauros quese alimentam de peixes. Essas criaturas 
não só competiram com os mamíferos aquáticos pelo alimentos, mas provavelmente 
faziam deles uma refeição. Com seus concorrentes répteis extintos, os ancestrais das 
baleias podem ter encontrado um nicho aberto, livre de predadores e cheio de alimentos. 
O mar estava maduro para a invasão. Todos os seus benefícios estavam a apenas 
algumas mutações de distância. 
9. O que dizem os fósseis 
Se neste momento você pode estar se sentindo sobrecarregado de fósseis, se 
servir de consolo eu omiti centenas de outros que também mostram a evolução. Existe a 
transição entre répteis e mamíferos, então amplamente documentada com 
intermediários "mamíferos semelhantes a répteis" que são os temas de muitos livros. 
Depois, há os cavalos, um arbusto de ramificação evolutiva que leva de um pequeno 
antepassado de cinco dedos para as orgulhosas espécies com cascos de hoje. E, claro, há 
o registro fóssil humano, descrito no capítulo 8 - certamente o melhor exemplo de uma 
previsão evolutiva cumprida. 
Correndo o risco de exagero, eu vou mencionar brevemente algumas formas de 
transição mais importantes. A primeira é um inseto. A partir de semelhanças 
anatômicas, entomologistas há muito tempo supunham que as formigas evoluíram a 
partir de vespas não-sociais. Em 1967, E. O. Wilson e seus colegas descobriram uma 
formiga "de transição", preservada em âmbar, tendo quase exatamente a combinação de 
características semelhantes a formiga e vespa que os entomologistas haviam previsto 
(figura 13). 
Da mesma forma, as serpentes supostamente evoluíram de répteis semelhantes a 
lagartos, mas perderam suas pernas uma vez que os lagartos com pernas aparecem no 
registro fóssil bem antes de cobras. Em 2006, os paleontólogos escavando na Patagônia 
encontraram um fóssil da primeira serpente conhecida com 90 milhões de anos de 
idade. Assim como previsto, ele tinha uma pequena cintura pélvica e membros 
posteriores reduzidos. E, talvez o mais emocionante de tudo, foi encontrar um fóssil de 
530 milhões de anos de idade na China chamado Haikouella lanceolata, semelhante a 
uma pequena enguia com uma barbatana dorsal cheia de babados. Mas também tinha a 
cabeça, cérebro, coração e uma barra cartilaginosa ao longo das costas - a notocorda. 
Isto marca, talvez, o mais antigo dos cordados, o grupo que deu origem a todos os 
vertebrados, incluindo nós mesmos. Nesta criatura complexa, 2,5 cm de comprimento 
pode estar nas raízes da nossa própria evolução. 
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O registro fóssil nos ensina três coisas. Primeiro, ele fala alto e eloquente da 
evolução. O registro nas rochas confirma várias previsões da teoria da evolução: 
mudança gradual dentro de linhagens, divisão de linhagens e a existência de formas de 
transição entre diferentes tipos de organismos. Não há como contornar esta evidência, 
não basta colocá-la de lado A evolução aconteceu e em muitos casos, vemos como foi. 
Em segundo lugar, quando encontramos formas de transição, elas ocorrem no 
registro fóssil precisamente onde deveriam. Os primeiros pássaros aparecem depois dos 
dinossauros, mas antes de os pássaros modernos. Vemos baleias ancestrais que medem 
o espaço entre os seus próprios marinheiros de água doce ancestrais e baleias totalmente 
modernas. Se a evolução não fosse verdade os fósseis não ocorreriam em uma ordem 
que faz sentido evolucionário. Questionado sobre que observação poderia 
concebivelmente desmentir a evolução o biólogo resmungão J.B.S. Haldane teria 
rosnado, "fósseis de coelhos do pré-cambriano" (Esse é o período geológico que 
terminou 542 milhões de anos atrás). Escusado será dizer que não há coelhos pré-
cambrianos ou quaisquer outros fósseis anacrônicos foram jamais encontrados. 
Finalmente, a mudança evolutiva, mesmo de uma grande espécie, quase sempre 
envolve a remodelação do antigo para o novo. As pernas de animais terrestres são 
variações sobre os membros robustos do peixe ancestral. Os pequenos ossos do ouvido 
médio dos mamíferos são ossos mandibulares remodelados de seus ancestrais 
reptilianos. As asas das aves foram formadas a partir das pernas de dinossauros. E as 
baleias são animais terrestres esticados cujos membros anteriores tornaram-se remos e 
suas narinas se moveram para cima de sua cabeça. 
Não há qualquer razão para que um designer celestial, criando organismos a 
partir do zero como um arquiteto projeta edifícios, fazer novas espécies remodelando as 
características já existentes. Cada espécie pode ser criada a partir do início. Mas a 
seleção natural só pode mudar o que já existe. Ela não pode produzir novas 
características a partir do nada. O darwinismo prediz, em seguida, que as novas espécies 
serão versões modificadas das mais antigas. O registro fóssil confirma amplamente essa 
previsão.