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Tafonomia e processos de fossilização Segundo Efremov, Tafonomia é o estudo das condições e processos que propiciam a preservação de restos de organismos pré-históricos ou dos vestígios deixados por esses organismos. Esse ramo estuda as “leis” que governam a transição dos restos orgânicos da biosfera para a litosfera. Já Roger e outros cientistas a consideram como uma disciplina voltada a tudo que se relaciona com a formação de jazigos fossilíferos. Holz & Siomões afirmam que a Tafonomia estuda TODOS os aspectos da “vida de um fóssil”. * refere-se ao estudo dos processos de preservação e como eles afetam a informação no registro fossilífero. Pode-se dividir a história da preservação de um organismo em duas fases: uma relativamente curta, que vai da morte desse organismo até o seu sepultamento em sedimentos (Bioestratinomia); a outra é bem mais longa, tendo início com a ultimação de seu sepultamento e se estende até a data da coleta dos seus restos ou vestígios deixados pelo mesmo (Fossildiagenese). Como se baseiam os estudos tafonômicos? Actuopaleontologia: foi desenvolvido pela escola alemã de paleontologia, e iniciado por Rudolf Richter. O estudo da vida e da morte de organismos atuais em seus habitas, incluindo os processos post mortem e o estudo de fácies sedimentar. Objetivando, assim, extrapolar as observações recentes para os registros fossilíferos Bioestratinomia, termo cunhado por Weigelt, ocupa-se com as causas e tipos de morte dos organismos e com os problemas ligados à decomposição (necrólise), transporte, sepultamento. Possui uma fase relativamente curta, vai da morte do animal até seu sepultamento em sedimentos. Fossildiagênese (diagênese dos fósseis), termo cunhado por Muller e comumente referido como “fossilização”, são processos fisico-quimicos que propiciam a preservação dos restos orgânicos e dos vestígios (icnofósseis). Possui uma fase bem mais longa, que se inicia com o sepultamento do organismo e se estende até sua coleta ou degração (erosão). Nem sempre a delimitação e a ordem de sequencias das subdivisões da Tafonomia são respeitadas na natureza. A diagênese pode ocorrer durante o sepultamento e até antes dele; a necrólise pode dar-se após o sepultamento. Bioestrationomia Engloba a história sedimentar dos restos esqueléticos até o soterramento, incluindo causa de morte de um determinado organismo, sua decomposição, transporte e soterramento. Tanatologia: é o nome que recebe uma modalidade relacionada com os efeitos que provoca a morte no organismo. Estudo da morte. Tipos de morte: Basicamente são conhecidos dois tipos básicos de morte na natureza (população): a seletiva e a não-seletiva (catastrófica). A morte seletiva afeta determinadas faixas de idade da população e é causada por fatores como envelhecimento, doença e predação. Já a morte não-seletiva ou catastrófica ocorre quando um evento de grande magnitude (enchentes descomunais, tempestades, secas, marés vermelhas, erupções vulcânicas) atinge grande parte da população indistintamente. As principais causas de morte do indivíduo podem ser: doença (observar patologias nos ossos), predação (observar marcas de dentes) e acidentes (quedas em fendas, em poços de piche ou outras armadilhas naturais, além de enchentes gigantescas e secas prolongadas). Conceitos: Tanatocenose: assembleia de organismos mortos. Tafocenose: assembleia de organismos mortos e definitivamente soterrados pelo sedimento tafocenose = tanatocenose após o soterramento final Orictocenose: consiste na associação de todos os elementos fósseis presentes numa dada jazida fossilífera, num afloramento. Tafofácies: fácies sedimentar que abriga determinada orictocenose (mais estreito vínculo da paleontologia com a geo sedimentar). Necrologia: decomposição dos tecidos moles após a morte de um organismo trata-se de processos químicos que tem sua origem tanto nas bactérias exógenas como nas endógenas (bactérias presentes no corpo do animal, em especial no intestino). Existem umas exceções, como em casos dos restos serem soterrados em locais muito frios e corpo preserva-se por inteiro ou quando são encontrados em ambientes muito quentes e secos, onde os restos acabam se transformando em múmias. A temperatura influi na velocidade da decomposição dos tecidos (Calor -> acelera o processo; Frio-> inibe o processo). A velocidade de decaimento (apodrecimento, deterioração) dos tecidos moles de um organismo determina o tempo que ele permanecerá articulado após a morte. Após a morte de um animal, o processo de necrólise termina em um espaço curto de tempo podendo ser dias ou semanas, e deixa o esqueleto mineralizado exposto a ação do tempo e dos agentes exógenos. Porém, se o soterramento do organismo ocorre antes da necrólise total dos tecidos moles, será preservado praticamente o esqueleto inteiro e articulado, ou seja, com todas ou a maioria de suas articulações naturais intactas. A relação entre a necrólise e a desarticulação tem a ver com o fato de que os ossos só se mantem articulados pela existência dos tecidos moles (músculos, tendões e cartilagem) que os unem. Quando os tecidos moles são decompostos, os ossos ficam soltos e a partir daí o processo de desarticulação, que consiste na separação dos elementos de um esqueleto, entra em ação. Essa etapa da Tafonomia está relacionada à alguns fatores como o tempo de exposição a que o organismo fica submetido; a ação dos fatores do ciclo exógeno (água, vento e gelo), podendo o organismo sofrer transporte; a intensidade do transporte; a variação do padrão de desarticulação, conforme a anatomia básica do animal; influencia de fatores bióticos e abióticos; a velocidade da decomposição ;o tempo de exposição dos resto sé um fator determinante para a preservação do organismo, sendo inversamente proporcional ao grau de articulação da carcaça. A anatomia básica do organismo que irá determinar a desarticulação, com também outros fatores externos como transporte, pisoteio e/ou a necrofagia. De uma perspectiva tafonômica, o estudo da desarticulação é bastante importante porque fornece subsídios para o entendimento dos eventos ocorridos no período pós-morte/pré-soterramento, já que os elementos que, em vida, estavam articulados, desarticulam-se e podem ser espacialmente dissociados ou ainda espalhados. A sequência de desarticulação vai depender da anatomia corporal, do clima e do tempo decorrido entre a morte e o soterramento. Essa sequência é um fator importante na análise da história tafonômica de um vertebrado e esta é determinada pelo tipo de articulação do elemento ósseo no esqueleto. Em vertebrados, a sequência normal de desarticulação, segundo Toots é a seguinte: 1) desconexão do crânio; 2) desencaixe da mandíbula; 3) desconexão das cinturas pélvica e escapular; 4) desconexão dos membros em ossos isolados; 5) desencaixe das costelas; 6) desarticulação da coluna vertebral. A necrólise pode ocorrer de dois tipos: Aeróbico – ocorre na presença de O2 livre. A decomposição é acelerada pela maior eficiência dos decompositores e pela presença de detritívoros (necrófagos). A preservação é dependente de um soterramento rápido. Anaeróbico (fundos de lagos, mares) – ocorre na ausência de O2 (ambientes anóxicos). Do ponto de vista químico, o decaimento anaeróbico é caracterizado por uma série de processos específicos envolvendo redução de Mn, nitratos (NO3 - ), Fe e sulfato (SO4 -2 ); além de metanogênese (CH4 ), redução do C e fermentação. Nesses ambientes, presença de necrófagos é mínima ou nula, por isso, há uma maior capacidade de preservação,inclusive dos tecidos moles (pele, músculos, órgãos), mesmo quando não ocorre soterramento imediato. Alguns ambientes: Marinhos: talude, assoalho, restritas áreas de plataforma continental. Transicionais: bacias interdistributárias de deltas. Continentais: zonas centrais e mais profundas de ambientes lacustres (lagos). O2 Ambiente Anóxico As características morfológicas (vertebrados x invertebrados), os diferentes hábitos de vida (infauna x epifauna), os distintos ambientes de morte e decomposição (marinho x continental desértico) exercem forte influência no processo de NECRÓLISE. O tempo de exposição dos é o fator determinante para a preservação do organismo. Quanto maior for o tempo de exposição, maiores serão as chances de o organismo sofrer uma decomposição total, uma desarticulação ou e não se preservar por completo (preservação parcial). Transporte Caso os organismos não sejam soterrados dentro de um curto intervalo de tempo após a morte, podem sofrer a ação de um agente de transporte tendem a ser desarticulados e fragmentados por completo, além de seus elementos ficarem sujeitos ao intemperismo do retrabalhamento da água no chamado ciclo exógeno. Esse mesmo agente que transporta as partículas sedimentares poderá transportar também os restos orgânicos. Quanto mais enérgico for o agente de transporte, mais a carcaça ou será transportada para longe de seu local original (tanatocenose alóctone), além de maior potencial de desarticulação e fragmentação. Autóctone: os fósseis são encontrados preservados no mesmo ambiente em que viveram. Sem ocorrência de transporte. Parautóctone: os fósseis sofrem algum transporte. Porém não foram transportados para fora de seu habitat original. Alóctone: Os fósseis foram transportados de seu habitat natural. *Retrabalhamento: processo de erosão e transporte da rocha que contém o fóssil. *Assembleia fossífera (tafocenose): é o conjunto de organismos, suas marcas e restos reprodutivos preservados em rocha sedimentar. Pode representar acumulações geradas em um breve ou prolongado período. Transporte agente: vento Fluxos de ventos são menos marcados (variações de pressão atmosféria) do que água: Fluxos unidirecionais: uma única direção. Fluxos oscilatórios: menos marcados (e.g., brisa marinha: de dia vento sopra para continente, durante à noite vento sopra para o mar) Fluxo turbulento Transporte agente: água A água se move sob três principais regimes distintos: Fluxos unidirecionais (unimodal): correntezas (rios e assoalho marinho profundo). Fluxos oscilaórios (bimodal): ondas (zona entremarés e assoalho marinho raso). Fluxo turbulente (polimodal): Tempestades. Marcas de ondas (ripple marks) Fluxo unidirecional: Ripple assimétrica (leitos fluviais e assoalhos marinhos profundos). Fluxo oscilatório: Ripple simétrica (zona entremarés e assoalhos marinhos rasos). Fluxo turbulente (polimodal): tempestades Transportabilidade e acúmulo dos restos – vertebrados Grupos de Voorhies: Grupo I – reúne elementos quase que assim removidos da carcaça, são os mais transportáveis (em termos de distância). Ex.: carpais, tarsais, falanges. Acúmulo altamente selecionado. Grupo II – engloba elementos removidos gradualmente por rolamento e saltação. Grupo III – inclui os elementos pesados e pouco transportáveis, como crânios e mandíbulas. Sedimentologia: caso os organismos não sejam soterrados dentro de um curto intervalo de tempo após a morte tendem a ser desarticulados, fragmentados e dissolvidos por completo. Esta etapa da análise tafonômica explica que: quanto maior a velocidade de soterramento, maiores serão as chances de preservação dos restos; quanto mais fino o sedimento, melhor será a preservação. Os eventos de soterramento rápido podem estar relacionados a eventos episódicos (sedimentação episódica) ou catastróficos. O soterramento através de eventos catastróficos pode formar ricos depósitos que representam a biocenose original ou pode destruir, transportar e/ou misturar restos anteriormente depositados. O ideal é a carcaça ser soterrada rapidamente, em um ambiente de baixa energia e por sedimentos os mais finos possíveis (silte, argila) A grande maioria das acumulações sedimentares (principalmente em ambientes terrestres) são formadas como resultado de eventos de grande magnitude. Os eventos do “dia-a-dia” (e.g., enchentes sazonais/anuais) são muito discretos e facilmente apagáveis, não tendo grande importância paleontológica. ZTA – Zona Tafonomicamente Ativa ZSF – Zona de Soterramento Final Principais fatores para ocorrer a fossildiagênese: Energia do sistema deposicional velocidade de soterramento; disponibilidade de O2. Quando a energia for alta, a velocidade de soterramento baixa e tiver uma alta disponibilidade de O2, NÂO ocorrerá a fossildiagênese. Quando a energia, velocidade e disponibilidade de O2 forem medianas a fossildiagênese pode ou não ocorrer. Quando a energia e a disponibilidade de O2 forem baixas e a velocidade de soterramento for alta, teremos as condições ideais para que ocorra a fossildiagênese.