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Processos de Fossilização: Tipos de Fósseis e Esqueletos Minerais Prof. Esp. Luis Fernando dos Santos Costa Processos de Fossilização: Tipos de Fósseis e Esqueletos Minerais Universidade Estadual do Maranhão – UEMA Campus Zé Doca - MA 1 1. Importância do Estudo Fóssil Os fósseis são uma importante ferramenta para os geólogos, a indústria do petróleo e biólogos. Através do estudo dos fósseis os geólogos são capazes de identificar o paleoambiente gerador das rochas sedimentares bem como sua idade relativa, o movimento dos continentes, a variação do clima da Terra etc. A indústria do petróleo, em todo o mundo, utiliza-se também das informações oferecidas pelos fósseis para encontrar óleo, gás natural, etc., (combustíveis fósseis). 2 1. Importância do Estudo Fóssil Biólogos, que procuram entender como surgiu a grande diversidade de organismos, utilizam os fósseis nos seus estudos evolutivos. O entendimento dos processos que controlaram a evolução e dispersão dos organismos por toda Terra são úteis para a compreensão de temas como o surgimento da vida, surgimento de novas espécies. O Registro Fóssil presente nas rochas proporciona à humanidade o conhecimento acerca do passado da Terra. Prof. Esp. Luis Fernando 3 1. Importância do Estudo Fóssil Ruppert e Barnes (1996) afirmam que “desde que sua exploração sistemática começou a mais de 200 anos atrás, foi descoberto um rico registro fóssil de animais”. Sua exploração é fonte de conhecimento do passado: dos primeiros seres, seu mundo e seu modo de vida, bem como de características específicas que ainda não são tão bem conhecidas e compreendidas. O aperfeiçoamento do estudo fóssil é fundamental para um melhor, mais seguro e profundo conhecimento do passado. Prof. Esp. Luis Fernando 4 1. Importância do Estudo Fóssil Ruppert e Barnes (1996) informam que “as descrições taxonômica e anatômica ocuparam boa parte dessa investigação, e as técnicas mais recentes utilizando cortes finos e raios X produziram informações consideráveis”. Os Paleontólogos (cientistas que se dedicam ao estudo da paleontologia - ciência que estuda os fósseis) contemporâneos também estão procurando pistas acerca dos hábitos de vida das espécies fósseis e dos ambientes em que viveram. Prof. Esp. Luis Fernando 5 2. Desafios no Estudo dos Fósseis Ruppert e Barnes (1996) afirmam que “um registro fóssil proporciona um levantamento razoavelmente bom dos animais que habitaram nosso planeta e a sequência do seu aparecimento e do seu desaparecimento na história geológica”. Por isso os paleontólogos contemporâneos buscam vestígios fósseis que indiquem hábitos, ambientes e modo de vida dos ancestrais. Prof. Esp. Luis Fernando 6 2. Desafios no Estudo dos Fósseis Mas, mesmo proporcionando este razoável conhecimento, um fóssil não nos conta nada acerca das origens evolutivas e das relações dos filos e das classes. Por que isso acontece? Fósseis inteiros de seres vivos são muito raros, a grande maioria corresponde, apenas, às partes duras esqueléticas, como conchas, dentes, ossos, carapaças ou espículas. Prof. Esp. Luis Fernando 7 2. Desafios no Estudo dos Fósseis Ruppert e Barnes (1996) alertam que “o registro fóssil é desigual, pois a preservação de um animal particular como um fóssil depende da idade dos sedimentos que o envolvem, do tipo de ambiente no qual o animal vivia e o mais importante, do tipo de esqueleto que o animal possuía. [...], espécimes de corpo mole são raros no registro fóssil. Porém, tais animais constituíam a maioria das formas ancestrais que deram origem aos filos atualmente conhecidos”. (Grifo nosso) Prof. Esp. Luis Fernando 8 2. Desafios no Estudo dos Fósseis E que “não existe nada no registro fóssil que revele as origens evolutivas dos principais grupos animais. As nossas especulações acerca dessas origens e os relacionamentos dos filos e das classes animais, portanto, continuam a basear-se enormemente na morfologia e no desenvolvimento comparativos”. (RUPPERT E BARNES, 1996) Prof. Esp. Luis Fernando 9 2. Desafios no Estudo dos Fósseis Somando a tudo isso, podemos incluir o fato de que quando um organismo morre, é submetido a um ataque rápido de organismos como fungos e bactérias necrófagas, além de animais comedores de carniça e desmembradores. Estes atacam principalmente as partes moles dos cadáveres, e com o desaparecimento das partes moles o desmembramento do esqueleto que antes estava articulado, torna-se mais fácil. Além disso tudo, fatores como chuva, ação de rios, desmoronamentos, entre outras causas naturais contribuem para desarticular os cadáveres. Prof. Esp. Luis Fernando 10 3. Tipos de Fósseis: Definição Os fósseis são restos, marcas ou vestígios da atividade de seres vivos, que ficaram preservados nas rochas ou outros materiais naturais. A palavra fóssil é derivada do latim fossilis, que significa extraído da terra. Marcelo Domingues Leal, fornece um conceito mais abrangente e afirma que “reúne restos de organismos pré-históricos, impressões deixadas por restos de organismos e estruturas biogênicas que se originaram de certos tipos de atividade de antigos animais e vegetais”. Prof. Esp. Luis Fernando 11 3. Tipos de Fósseis: Somatofósseis Existem dois tipos de fósseis: Os Somatofósseis e Icnofósseis. Os Somatofósseis: Fósseis de restos somáticos (do corpo) de organismos do passado: dentes, troncos, carapaças, conchas, folhas, etc. Prof. Esp. Luis Fernando 12 3. Tipos de Fósseis: Icnofósseis Os Icnofósseis: Fóssil de vestígios de actividade biológica de organismos do passado: pegadas, marcas de mordidas, de ovos (da casca dos ovos), túneis, pegadas, rastos galerias de habitação, etc. Prof. Esp. Luis Fernando 13 3. Tipos de Fósseis: Comparativo Prof. Esp. Luis Fernando 14 4. Como se formam os Fósseis Os fósseis são verdadeiros testemunhos dos fenômenos que ocorreram ao longo da história da Vida na Terra e formam-se através de um processo designado fossilização. O que é a fossilização? É o conjunto de fenómenos físicos e químicos que permitem a formação de um fóssil. Prof. Esp. Luis Fernando 15 A fossilização é uma sequência de eventos que vai permitir a transformação de um organismo em um fóssil. Para que ocorra esta transformação, o primeiro evento deve ser o soterramento imediato da carcaça, para que a mesma fique inserida em um meio redutor (sem a presença de oxigênio), para que o corpo fique livre do ar, e conseqüentemente da ação dos necrófagos. 4. Como se formam os Fósseis 16 Ocorrendo isso, o tempo de decomposição da matéria orgânica cai drasticamente, e assim os ossos ou partes duras podem sofrer a impregnação de minerais trazidos pela água de percolação. Tipos de informações que podemos recolher a partir de fósseis: Estrutura Morfológica: ossos, penas, escamas, textura da pele, etc. Estrutura Deslocação/Locomoção: pegadas, pistas, trilhos, etc. Estrutura Alimentação: marcas de dentadas, gastrólitos, coprólitos, etc. Estrutura Habitação: galerias, tocas, túneis, cavernas, etc. Estrutura Reprodução: ovos, posturas, ninhos, etc. Prof. Esp. Luis Fernando 4. Como se formam os Fósseis 17 Caminho geral do processo de fossilização: 1- Animais mortos são cobertos por sedimentos, gelo ou resina; 2- Ao incorpora-se (sedimentos, gelo, resina) sofrem os mesmos fenômenos de diagênese e metamorfismo, fossilizando-se; 3- As rochas onde os fósseis se encontram incorporados sofrem modificações que fazem elevar alguns estratos; 4- Os fósseis, devido à erosão ou a outros fatores aparecem na superfície alguns milhões de anos mais tarde. Prof. Esp. Luis Fernando 4. Como se formam os Fósseis 18 Condições que facilitam o processo de fossilização: Existência de partes duras e de partes moles e estas são rapidamente decompostas. Rapidez no soterramento dos restos mortais através de sedimentos, gelo ou resina. Habitat preferencialmente no meio aquático porque os seres ficam mais isolados dos agenteserosivos. Condições ambientais: temperaturas e humidades baixas, que dificultam a decomposição. Prof. Esp. Luis Fernando 5. Condições para a Fossilização 19 O isolamento dos cadáveres e restos de seres vivos da erosão atmosférica: Os cadáveres ou restos de seres vivos têm de ficar rapidamente isolados dos agentes erosivos, do seu poder oxidante e microbiano que rapidamente os decompõem, inclusive as partes duras mineralizadas. A presença de esqueleto interno ou externo mineralizado resistente: Organismos com esqueleto interno ou externo, resistente, de natureza mineral, têm mais hipóteses de fossilizar do que os organismos de corpo mole. Prof. Esp. Luis Fernando 5. Condições para a Fossilização 20 A natureza dos sedimentos envolventes: Se os sedimentos que envolvem e cobrem os cadáveres e restos de organismos são finos, como as argilas e os siltes, a fossilização é melhor sucedida. Nos sedimentos grosseiros, como as areias e os conglomerados, as águas de circulação destroem e decompõem a matéria orgânica.. A geoquímica do meio: O meio oxidante não facilita a fossilização, ao contrário do meio redutor ou anaeróbio que propícia a conservação, inclusive partes moles dos organismos. Prof. Esp. Luis Fernando 5. Condições para a Fossilização 21 As características do meio ambiente: Os ambientes em que há abundância de alimentos, com boas condições de segurança e defesa são, em geral, superpovoados aumentando a probabilidade dos organismos fossilizarem. Quando existe um grande número de predadores e necrófagos os organismos são consumidos como alimento de outros seres vivos. O Clima: Em climas quentes e húmidos a matéria é decomposta muito rápido; já em climas frios, dá-se a preservação dos organismos. (Baixas temperaturas inibe a ação). 5. Condições para a Fossilização 22 Conservação: Os restos dos organismos mantêm-se quase inalterados, com modificações mínimas. Este processo inclui a mumificação, em que o cadáver sofre, sobretudo desidratação. É o aprisionamento/ envolvimento de organismos em substâncias fossilizantes, como o âmbar, asfalto, gelo ou sílica, permanecendo aí conservados. Exemplos: 6. Processos de Fossilização. 23 Mineralização: A fossilização dá-se por transformações químicas, pelas quais a matéria orgânica é substituída por matéria mineral, como a calcite, a sílica e a pirite, entre outros. 6. Processos de Fossilização. 24 Incarbonização: Processo comum de fossilização dos vegetais e animais com esqueletos de natureza quitinosa. Consiste no enriquecimento progressivo em carbono em relação aos outros elementos químicos da matéria orgânica. 6. Processos de Fossilização. 25 Moldagem: Este processo consiste na reprodução da morfologia interna ou externa de um resto de organismo pelo sedimento consolidado que o preenche ou envolve, respectivamente. Chama-se molde interno quando a reprodução é do interior do organismo, por exemplo, o interior das conchas. O molde externo reproduza morfologia externa do organismo fóssil. 6. Processos de Fossilização. 26 Impressão: São moldes externos de estruturas finas (baixo relevo), como folhas ou penas e rastos deixados por seres vivos. As impressões são conservadas quando os sedimentos moles em que foram deixadas sofrem diagênese, petrificando-as. 6. Processos de Fossilização. 27 Marcas e Vestígios de Atividade dos Seres Vivos: Conhecidos por icnofósseis – como pistas, tubos, pegadas, ovos, ninhos e fezes. Estes últimos, chamados coprólitos, podem fornecer uma ideia do comportamento alimentar do animal. 6. Processos de Fossilização. 28 Os fósseis são uma importante ferramenta para os geólogos, a indústria do petróleo e biólogos. O estudo dos fósseis permite-nos conhecer os seres vivos do passado, os ambientes em que viveram e a sua evolução, mesmo que, por comparação. Permite-nos também a datação das rochas em que se encontram. São verdadeiros testemunhos dos fenômenos que ocorreram ao longo da história da Vida na Terra. Em suma, contribui para a reconstituição da história da Terra. 7. Conclusão 29 “Em Busca dos Fósseis” em Museu Geológico. Fósseis e Processos de Fossilização. Em poster Consultado em 26/05/2018. Disponível na internet em:http://www.lneg.pt/download/2784/poster_fossilizacao.pdf “Fósseis: o que são, como se formam”, por Marcelo Domingos Leal. Em Ciência e Diversão: Blog Informativo do Parque da Ciência. Consultado em 26/05/2018. Disponível na internet em: http://parquedaciencia.blogspot.com.br/2015/08/fosseis-o-que-sao-como-se-formam.html RUPPERT E.E. & BARNES R.D. 1996. Zoologia dos invertebrados. Ed. Roca, São Paulo, 6a ed., p 578 REFERÊNCIAS 30 LEAL, Marcelo Domingos. “Fósseis: o que são, como se formam”. Em Ciência e Diversão: Blog Informativo do Parque da Ciência. Consultado em 26/05/2018. Disponível na internet em: http://parquedaciencia.blogspot.com.br/2015/08/fosseis-o-que-sao-como-se-formam.html MUSEU GEOLÓGICO: “Em Busca dos Fósseis” em Museu Geológico. Fósseis e Processos de Fossilização. Pster Consultado em 26/05/2018. Disponível na internet em: http://www.lneg.pt/download/2784/poster_fossilizacao.pdf RUPPERT E.E. & BARNES R.D. 1996. Zoologia dos invertebrados. Ed. Roca, São Paulo, 6a ed., p 578 REFERÊNCIAS 31