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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS Departamento de Paleontologia e Estratigrafia GEO 04002 – Paleontologia II (Curso de Geologia) ROTEIRO para AULAS PRÁTICAS Invertebrados Fósseis Nome: _______________________________________________ Atualização 2018 1. Filo Cnidaria Os cnidários são diploblásticos e incluem os corais, as anêmonas-do-mar, as águas-vivas e os hidroides. A maioria dos cnidários é marinha, mas ocorrem formas dulceaquícolas e mixoalinas. Não possuem associação de tecidos para formar órgãos. Estes organismos por muito tempo foram alocados com Ctenophora, no filo Coelenterata. Contudo, a estrutura embrionária de ctenóforos e cnidários não está relacionada e nada indica que estes grupos apresentem uma ancestralidade comum. Assim, o termo Coelenterata, englobando Cnidaria e Ctenophora, considera-se parafilético e taxonomicamente inválido. A Paleontologia estuda principalmente a Classe Anthozoa. Esta inclui as anêmonas e os corais “verdadeiros”, sendo que os corais edificam esqueletos de CaCO3, seja na forma de aragonita seja na de calcita. Os corais antozoários são marinhos e se dividem em três ordens: Tabulata, Rugosa e Scleractinia. Cada pólipo constrói um esqueleto, o coralum. Nas formas coloniais a colônia é denominada de coralum e cada indivíduo da colônia de coralito. Cada pólipo apresenta divisões verticais do celêntero, os mesentérios. Ordem Tabulata: exclusivamente paleozoica, esta ordem surgiu no limite Cambriano/Ordoviciano na região onde hoje é a América do Norte. São conhecidos cerca de 280 gêneros, todos fósseis. São coloniais e já foram considerados falsos corais, pois o esqueleto calcítico dos Tabulata internamente é dominado pelas tábulas, não possuindo septos ou com apenas poucos minúsculos septos que se desenvolvem a curta distância da parede do coralito. O gênero Favosites viveu do Ordoviciano ao Permiano (entre mais ou menos 500 e 250 milhões de anos atrás), tendo sido muito especioso e com ampla distribuição geográfica. Seus coralitos imprimem à colônia a aparência de colmeia, que também é possível verificar em cortes transversais. Foram componentes secundários na estruturação dos recifes orgânicos. Alguns tabulata apresentavam um arranjo hexagonal em formato de favo de mel (os favositídeos), enquanto outros possuíam um arranjo em paliçada que parece uma corrente em seção ou lâmina (os halisitídeos); ambos eram importantes construtores de recifes durante o Siluriano. Corais tabulados possuíam a tendência de formar grandes massas de calcário coralíneo, um dos principais componentes de recifes até a extinção do Fameniano-Frasniano (Devoniano). Os Tabulata declinaram muito neste intervalo, e continuaram declinando até desapareceremo no final do Permiano. Ordem Rugosa: também restrita ao Paleozoico, originou-se no Ordoviciano médio (= Meso-Ordoviciano) na região onde hoje é a América do Norte. São descritos cerca de 800 gêneros, sendo o grupo mais morfologicamente diverso de corais do Paleozoico. O coralum calcítico pode ser colonial ou solitário, e o grupo recebe este nome por apresentarem a parede externa (epiteca) enrugada, o que é mais facilmente visível em organismos solitários. Apenas no final da era Paleozoica alguns rugosos secretaram CaCO3 na forma de aragonita. Nas espécies solitárias é muito comum a forma do esqueleto apresentar-se similar a um chifre. A parede externa apresenta numerosas rugosidades, inclusive nas formas coloniais. O coralum ou coralito dos Rugosa coloniais frequentemente assume a forma de uma cúpula invertida. Como os Tabulata, os Rugosa também foram secundários na estruturação dos recifes orgânicos paleozóicos, embora sempre presentes nestes ricos ecossistemas. Por outro lado, diferente dos Tabulata, a morfologia interna de cada coralito é dominada por numerosos e longos septos, i.e., placas verticais radialmente dispostas. Tábulas e dissepimentos também são comuns nos coralitos de Rugosa. A columela, uma estrutura vertical central, é típica de alguns rugosos. Certos gêneros coloniais não possuem paredes separando os coralitos, mas apenas um tecido carbonático denominado cenênquima. Nos Rugosa, a inserção dos septos ao longo do desenvolvimento ontogenético ocorre sempre de quatro em quatro. Alguns Rugosa solitários desenvolvem uma fóssula, i.e., uma região onde há ausência de septos. Isso implica na perda da simetria radial. Assim como os Tabulata, os Rugosa também eram importantes componentes dos recifes do Siluro- Devoniano. Ordem Scleractinia: sugiram como minúsculas colonias na era Mesozoica, durante o Triássico Médio. São conhecidos pelo menos 600 Os escleractíneos solitários apareceram no período Jurássico, e desde então a maioria de suas espécies vive em águas mais profundas que os escleractíneos coloniais. Os recifes a escleractínios se tornaram pujantes porque (i) as colônias desenvolvem discos basais para se fixar ao substrato, e cada novo coralito também produz cimento externo para auxiliar na fixação à colônia; (ii) seus esqueletos aragoníticos são porosos, e, portanto, mais fácies de construir do que os esqueletos massivos dos Tabulata e Rugosa; (iii) eles podem viver em associação simbiótica com zooxantelas fotossintetizantes. As zooxantelas são protistas, de vários grupos taxonômicos, que vivem em associação simbiótica nos tecidos de vários organismos marinhos estes também pertencentes a diferentes grupos taxonômicos (e.g. gastrópodes nudibrânquios e corais hermatípicos). Ao longo da ontogenia dos escleractínios, seus coralitos adicionam septos em múltiplos de 6, 12 ou 24. As paredes do animal polipóide se dobram sobre a margem do cálice, o que explica como os septos se projetam para fora das margens do cálice. Escleractínios podem apresentar uma grande variedade de formatos, desde os maciços corais-cérebro até as variedades ramificadas, assim como em formato de galhada, achatados ou discoides com septos proeminentes. Em alguns corais o formato é fortemente influenciado pelo ambiente (como Acropora, que forma morfologias maciças em áreas com alta energia, e delicadas formas em águas mais protegidas e quietas). Classe Hydrozoa São cnidários hidróides que em geral possuem tanto a forma medusoide quanto à forma polipóide (sem mesentérios) em seu ciclo de vida. A maioria vive na zona entremarés, mas alguns táxons são oceânicos, enquanto o gênero Hydra é dulceaquícola. A Ordem Hydrocorallina, com poucos fósseis (restos carbonáticos) conhecidos desde o final do Cretáceo, ainda está presente nos mares atuais, possuindo semelhança superficial com corais escleratíneos hermatípicos. Millepora é um gênero tropical cosmopolita comum nos recifes do nordeste do Brasil, dos quais é importante construtor. O esqueleto de uma mesma espécie pode ser incrustante ou apresentar-se em diferentes feições verticalizadas de até 50 cm de altura. Os pólipos vivem em minúsculas perfurações muitas vezes identificadas somente com ajuda de lentes de aumento. 2. Filo Bryozoa Os briozoários, infelizmente pouco estudados pela Zoologia, foram e ainda são muito diversificados. Na Era Paleozoica estes lofoforados estavam entre os organismos com maior riqueza específica. São coloniais e a maioria é marinha, tendo surgidono Ordoviciano (talvez no final do Cambriano). Filtradores, vivem no bentos como colônias fixas; uma espécie atual é pelágica (Antártica). Cada indivíduo da colônia geralmente tem comprimento máximo de 1 mm, sendo que algumas colônias podem atingir até 1 m de diâmetro e conter em torno de 1 milhão de indivíduos. A reprodução assexuada é a mais característica em Bryozoa. Hermafroditas, os espermatozoides são liberados pelos tentáculos do lofóforo enquanto os óvulos saem por um poro especializado que está localizado entre dois tentáculos. Os Bryozoa (= Ectoprocta) desempenham importante função ecológica, sendo alimento para predadores muito pequenos, como turbelários, platelmintes, copépodes e nematódeos. Além disso, suas colônias fornecem abrigo para minúsculos animais, como esponjas, bivalves juvenis e crustáceos. Estes lofoforados também contribuem para a acumulação de CaCO3 nos sedimentos o que é importante para as comunidades marinhas de águas rasas. Embora tenham potencial como indicadores paleoambientais, os briozoários são pouco utilizados em estudos paleoecológicos. Um dos problemas é relacionar as exigências ecológicas das faunas modernas com as fósseis. Nos mares atuais o pico de abundância e a riqueza específica de briozoários são atingidas entre 40-90 m de profundidade, sempre em áreas com taxas de sedimentação baixas a moderadas, em torno de 100 cm/1000 anos. Fora destes parâmetros a diversidade cai muito, embora a abundância em geral seja elevada devido as espécies oportunistas. Cada indivíduo da colônia é denominado zooide e seu exoesqueleto é o zoécio. A colônia é chamada zoário. O cistídeo é o conjunto formado pelo exoesqueleto calcário e a parede do corpo de cada zooide. Já o polipídeo é a denominação dada as partes moles do zooide, isto é, ao conjunto formado pelo lofóforo, intestino, gânglios nervosos e a maior parte da musculatura. A Classe Stenolaemata (Ordoviciano ao Recente) é a segunda com maior diversidade nos mares atuais, nos quais está representada apenas por uma ordem, Cyclostomata (Ordoviciano ao Recente). Os zooides cyclostomados são sempre tubulares, sejam as colônias eretas ou incrustantes. Na Era Paleozoica esta classe possuiu várias ordens, com diferentes morfologias, das quais três sobreviveram a grande extinção do Permo- Triássica. A ordem Fenestrata (zoários em forma de leque ou rede) e a ordem Trepostomata (zoários em forma de bastão) apresentam abundantes fósseis. A primeira ocorreu do Ordoviciano ao Permiano, enquanto Trepostomata também surgiu no Ordoviciano, mas se extinguiu somente no Triássico. Os briozoários desta ordem formavam colônias eretas e massivas denominadas “briozoários de pedra”; os zoécios eram alongados. As colônias (= zoários) não raro eram ramificadas. A Classe Gymnolaemata (Ordoviciano ao Recente) é marinha, com algumas espécies salobras e raras dulceaquícolas; inclui a maioria dos briozoários marinhos viventes (ordem Cheilostomata). Os zoécios mais ou menos em forma de caixa de sapato são típicos dos cheilostomados e são polimórficos, possuindo zooides especializados, por exemplo, portando um tipo de chicote que se movimenta ativamente impedindo a fixação de larvas sobre a colônia e afastando predadores potenciais. Em cheilostomados a parede frontal (i.e., a superfície superior de cada zoécio) é ornamentada e a presença de um opérculo calcário é frequente. Surgiram no Jurássico e são os mais sofisticados briozoários, tendo colônias complexas e “integradas”. A ordem Ctenostomata possui zooides não calcificados e deixou poucos fósseis, ocorrendo desde o Ordoviciano. Para ver uma colônia atual de Ctenostomata que grosso modo pode parecer uma alga macroscópica, entre em: https://inverts.wallawalla.edu/Bryozoa/Class_Gy mnolaemata/Order_Ctenostomata/Flustrellidra_ corniculata.html. A Classe Phylactolaemata, com fósseis somente na Era Cenozoica, possui exoesqueleto não mineralizado e vive exclusivamente nas águas doces, tendo cerca de 70 espécies viventes, a maioria com ampla distribuição geográfica. Diferente dos briozoários marinhos, as colônias de Phylactolaemata possuem apenas um tipo de zooide, os autozooides. 3. Filo Brachiopoda Principais características: - Lofoforados e, portanto, filtradores, foram os invertebrados conchíferos bentônicos dominantes nos mares da era Paleozoica. - Costumam viver em densas populações (metapopulações), e por isso é comum encontrar densas acumulações fósseis monotípicas (monoespecíficas) de braquiópodes no registro fóssil. - Surgiram no Cambriano. No final do Paleozoico (extinção Permo-Triássica) sofreram grande extinção, e declinaram ainda mais ao longo das eras Mesozoica e Cenozoica, existindo em torno de 30.000 espécies fósseis (a maioria paleozoica) e apenas cerca de 350 viventes. Perderam ecoespaço para os bivalves, filtradores infaunais mais eficientes. - A concha carbonática é bivalve podendo apresentar articulação (subfilo Rynchonelliformea) ou não (subfilos Linguliformea e Craniiformea). Em Linguliformea é de quitina + Ca3(PO4)2, enquanto em Craniiformea e Rynchonelliformea é de CaCO3. - São importantes em estudos de interpretação paleoambiental e também possuem grupos com valor bioestratigráfico. O Subfilo Rynchonelliformea (Cambriano ao Recente), também chamados informalmente de “articulados”, inclui cerca de 95% das espécies de Brachiopoda. Apresenta conchas bivalves com variadas morfologias, especialmente na era Paleozoica onde suas espécies exploraram uma ampla gama de ambientes marinhos, variando desde formas eretas habitantes de recifes até formas achatadas como um pires. O sistema digestório não possui ânus, sendo que as pelotas fecais são expelidas pela boca. A morfologia interna básica de um articulado pode ser vista na Figura 1. O pedículo serve para fixação ao substrato, sendo em geral muscular. Dentre os articulados fósseis alguns não possuíam pedículo, descansando a concha solta sobre o fundo marinho, ocorrendo também conchas cimentadas em substrato duro. O lofóforo varia muito em forma e tamanho, e é suportado por uma estrutura presente na valva dorsal, o braquídeo. Aspectos chaves na identificação taxonômica de braquiópodes articulados são: forma, ornamentação e linha da charneira. A ornamentação pode ser em forma de costelas que se irradiam a partir do bico (região mais proeminente do umbo), linhas de crescimento e/ou rugosidades. A linha da charneira pode ser reta (= estrófica) ou curva (= astrófica). A região localizada entre o bico e a linha de charneira é denominada de interária. A abertura para a saída do pedículo é denominada forâmen do pedículo, sendo por vezes fechada por uma placa (= deltidium) ou por placas (placas deltidiais). Em muitos braquiópodes a abertura para a saída do pedículo não é arredondada, mas apenas um entalhe na valva ventral denominado deltirium. Este entalhe pode ser extendido para a valva dorsal, sendo denominado de nototírio (Figura 2). Em braquiópodes epifaunais, além de dar proteção, também são funções da concha (i) auxiliar na entrada de água rica em alimentos para a cavidade do manto, e (ii) evitar que sedimentos e pelotas fecais sejam ingeridas pelo animal. O desenvolvimento de uma elevação central (dobra) numa das valvas e uma depressão na outra (sulco), presentes em algumas conchas, auxilia na separação entre corrente com nutrientese corrente com dejetos, reduzindo o risco de refiltração desta última. A linha de contato das duas valvas, a comissura, aparece crenulada (em ziguezague) em alguns braquiópodes. Com as valvas abertas isto tem o efeito de aumentar o comprimento da abertura sem que a concha tenha que ficar excessivamente aberta, o que seria danoso, pois permitiria a entrada de partículas maiores indesejadas presentes em suspensão na corrente inalante. Nos braquiópodes do Subfilo Linguliformea (Cambriano ao Recente), também conhecidos como “inarticulados”, a abertura e o fechamento da concha é feito apenas por músculos, ou seja, as valvas não são articuladas. O pedículo emerge entre as valvas na região posterior da concha. O lofóforo não é sustentado por braquídeo, pois este é ausente nas conchas destes animais. Pertencem à infauna, sendo excelentes escavadores. Os da Superfamília Linguloidea em geral apresentam concha alongada, como as do gênero Lingula, considerado um “fóssil-vivo”. Já os da Superfamília Discinoidea possuem concha arredonda, e o pedículo emerge por uma abertura subtriangular na margem posterior de uma das valvas. No Brasil, o gênero Orbiculoidea é bem conhecido dos estratos paleozoicos de norte a sul do país. O mesmo ocorre com o linguloidea Lingula . Curiosidade. Alguns productídeos desenvolveram formas bizarras, pequenas e algo tubulares, habitantes de recifes em especial durante o período Permiano, cuja concha pedicular cônica possuía longos espinhos. Abaixo Prorichthofenia presente em recifes permianos do Texas, por exemplo. 4. Filo Mollusca: Bivalvia Os moluscos da classe Bivalvia são exclusivamente aquáticos e predominantemente bentônicos, vivendo em ambiente marinho raso (plataforma continental, até cerca de 200 m), mas também ocorrem em águas salobras (estuários e lagunas), além de rios e lagos. Não existe um molusco típico, apesar o filo ser reconhecido pela presença de uma concha calcária, que pode estar ausente ou bastante modificada em alguns grupos. A única característica típica e diagnóstica dos moluscos é a presença de um tecido de natureza epitelial especializado, chamado de manto, que é o responsável pela formação da concha. Os moluscos são representados pelos mexilhões, ostras, vieiras e teredos, além de formas fósseis bioconstrutoras (recifais, da Ordem Hippuritoida, extinta). Podem variar de menos de 5 mm a mais de 1 m de comprimento quando adultos. Figura 1. Morfologia generalizada de um molusco bivalve. CONCHA. A concha é carbonática com mineralogia calcítica ou aragonítica, frequentemente preservada durante a fossilização. A organização básica da concha dos moluscos é caracterizada pela presença de uma fina camada proteica externa (o perióstraco), uma espessa camada mineral intermediária (camada prismática) e uma camada mais interna, fina (camada nacarada). A microestrutura das camadas da concha varia enormemente entre os diversos grupos de moluscos. Pelos diferentes modos de vida adotados, a concha se modificou, adaptando-se ao hábito de vida de cada molusco, podendo dar informações sobre os ambientes de sedimentação onde o molusco foi preservado. A face externa da valva pode ou não ser ornamentada para além das linhas de crescimento. A concha pode também apresentar várias cores que, obviamente, são perdidas no processo de fossilização. A análise da Morfologia Funcional do bivalve, baseada nas estruturas preservadas, permite determinar a forma de vida e sua consequente aplicação na reconstituição de paleoambientes. As valvas unem-se pela charneira, através de um conjunto de dentes (protuberâncias) cardinais e/ou laterais e suas respectivas reentrâncias (os alvéolos), onde encaixam na valva oposta. Os tipos de charneira têm valor taxonômico. Os principais tipos de charneira são: - Taxodonte: dentes numerosos e de dimensão equivalente, dispostos perpendicularmente à linha de charneira, ou em arco bipartido. - Disodonte: dentes limitados a pequenas saliências junto ao umbo (comum em formas bissadas). - Esquizodonte: dois ou três dentes volumosos, com pregas ortogonais. - Heterodonte: dois ou três dentes cardinais e dois dentes laterais. - Desmodonte: um dente em forma de colher, designado condróforo. BRÂNQUIAS e Massa Visceral. Bivalves não possuem rádula (característica da Classe Gastropoda), sendo primariamente filtradores. O órgão responsável pelas trocas gasosas e alimentação é um par de brânquias, localizadas à esquerda e à direita do pé, que possui formado laminar (à semelhança de um machado, de onde provém o outro nome da Classe: Pelecypoda). Alguns bivalves secretam filamentos (o bisso), que é utilizado para prender o animal ao substrato. Os bivalves também possuem primariamente um par de músculos adutores principais (responsáveis por manter as valvas fechadas), que funcionam em oposição ao ligamento (geralmente externo). MANTO e SIFÕES. A linha palial das valvas soltas (desarticuladas) indica onde as partes moles do organismo ficam contidas. A parte posterior do manto apresenta progressivos graus de fusionamento, que é consequência do aperfeiçoamento das correntes inalantes e exalantes, de forma a produzir sifões. Os sifões estão presos à superfície interna da concha por meio de uma reentrância na linha palial (o sinus palial); o tamanho do sinus palial é proporcional ao tamanho dos sifões. Por sua vez, quanto mais profundamente enterrados no sedimento os bivalves vivem, maior serão seus sifões, e consequentemente maior será o sinus palial. CLASSIFICAÇÃO. Com base no tipo de brânquia (protobrânquia, lamelibrânquia e septibrânquia), tipo de charneira, e grau de fusionamento do manto formando sifões, é possível classificar os moluscos bivalves em cinco subclasses razoavelmente monofiléticas: - Subclasse Protobranchia: inclui os bivalves com brânquias do tipo protobrânquia e charneira taxodonte bipartida. - Subclasse Pteriomorphia: brânquia filibrânquia, charneira isodonte, disodonte e taxodonte, e com sifões pouco desenvolvidos a ausentes. É a única subclasse com organismos que produzem bisso. Portanto, as espécies desta subclasse são predominantemente epifaunais ou livre-natantes. - Subclasse Paleoheterodonta: brânquias eulamelibrânquias, charneira actinodonte (Ordem Modiomorphoida, extinta), esquizodonte (Ordem Trigonioida) ou heterodonte pouco desenvolvida (Ordem Unionoida), e sifões em variados graus de desenvolvimento. - Subclasse Heterodonta: sifões bem desenvolvidos a fundidos, charneira heterodonte típica (bem desenvolvida, com dentes laterais e cardinais verdadeiros), e brânquias do tipo eulamelibrânquia. - Subclasse Anomalodesmata: bivalves com charneiras especializadas, com presença de condróforo, ou adonte, e, principalmente, sifões altamente fusionados e brânquias do tipo septibrânquia. Inclui a maior parte das formas carnívoras e saprófagas. Dependendo da ênfase dada aos caracteres (conquiliológicos – charneira, ou morfológicos – brânquias e sifões), alguns pesquisadores agrupam as subclasses Paleoheterodonta e Heterodonta no clado Heteroconchia, enquanto outros consideram as subclasses Pteromorfia, Paleoheterodonta e Heterodonta como pertencentes ao clado Autobranchia. Figura 2. Tipos de conchas de bivalves. (A) Arcóide ou subquadrada (Anadara). (B) Alada (Chlamys). (C) Trigonal(Amiantis). (D) Lanceolada (Atrina). (E) Mitiliforme (Mytilus). (F) Ensiforme (Ensis). (G) Subtrigonal (Tridacna). (H) Modioliforme ou alongada (Barnea). (I) Oblonga (Neotrigonia). (J) Coraliforme (Rudista). Figura 3. Tipos de dentição (figura extraída de Machado et al., 2011). (A) Taxodonte (Nuculoida). (B) Actinodonte (Arcoida, Pseudocucullaea; adaptado de Cox et alii, 1969). (C) Esquizodonte (Trigonioida, Neotrigonia). (D) Heterodonte (Veneroida, Amiantis). (E) Taxodonte (Arcoida, Anadara). (F) Isodonte (Pterioida, Chlamys). (G) Disodonte (Mytiloida, Mytilus). Figura 4. Hábitos de vida de bivalves. (A) Endobionte raso suspensívoro. (B) Endobionte raso depositívoro. (C) Perfuradores de substrato duro. (D) Endobionte profundo suspensívoro. (E) Semi- endobionte bissado, suspensívoro. (F) Epibionte bissado suspensívoro. (G) Biválvio de vida livre. Adaptado de Cox et alii (1969) e Brusca & Brusca (2007) por Machado et al. (2011). 5. Filo Mollusca: Cephalopoda Os cefalópodos são os moluscos mais organizados, incluindo os maiores (como a lula Architeuthis, que alcança 16 m de comprimento) e mais rápidos invertebrados. Os cefalópodos são caracterizados por um pé modificado em 8, 10 ou muitos tentáculos que rodeiam a boca, além do funil (hiponômio), órgão que ejeta água da cavidade do corpo, participando na locomoção. A concha externa é univalve. Ela pode ser reta, curva, enrolada de forma plano espiral ou helicoidal e dividida em câmaras por meio de paredes: os septos. Estes são perfurados por um tubo, o sifúnculo, que percorre todas as câmaras. Nos cefalópodos hoje existentes a concha é vestigial (interna ou inexistente), como no caso do polvo. São exclusivamente marinhos, vivendo desde águas mais rasas até as zonas profundas. São criaturas predadoras de diversos hábitos, principalmente nectônico. Apresentam extenso registro fossilífero, além de os fósseis bem distribuídos geograficamente (as conchas de cefalópodos, após sua morte, podem boiar para longas distâncias). A anatomia dos cefalópodes em muito é baseada nas partes moles de Nautilus sp., único representante vivente que possui concha. Os cefalópodos provavelmente evoluíram a partir de monoplacóforos alongados dorsoventralmente, alguns dos quais são conhecidos por possuírem septos e estruturas que foram modificadas evolutivamente em canal do sifúnculo. Em monoplacóforos, a abertura é onde se localiza o pé, então a abertura em cefalópodos é filogenética e originalmente ventral. Os cefalópodos foram extremamente abundantes no Paleozoico e Mesozoico. Os cefalópodos paleozoicos foram principalmente representados pela Subclasse Nautiloidea, de concha externa, ortocônicos, com septos simples e sifúnculo central. A porção septada (suturas) da concha é chamada fragmocone. A última volta da concha, onde o organismo vive, é a câmara de habitação. O fragmocone contém ar que aumenta a flutuabilidade do organismo na água do mar. Possuem boca com mandíbulas (bico), rodeada por muitos tentáculos, e olhos muito bem desenvolvidos. O funil se abre abaixo da boca; a água que é expelida pelo funil desloca o animal para trás. Relações evolutivas entre os principais grupos de cefalópodes primitivos. São mostradas a seção mediana do corpo, vista da abertura de um representante típico em cada grupo. Modificado de Dzik (1981). Conchas externas e bem desenvolvidas foram muito comuns no passado geológico, particularmente nos representantes extintos da Subclasse Ammonoidea. Os amonoides possuíam concha externa, com sifúnculo na posição ventral. Apresentavam suturas complexas, predominantemente de três tipos principais. O registro fóssil da classe mostra tendência à interiorização, redução e perda da concha, ao longo do tempo geológico. Tal fato está relacionado à diminuição evolutiva de peso e aquisição de formato hidrodinâmico para melhor adaptação ao hábito nectobentônico, o que se constata nos exemplos fósseis da Subclasse Coleoidea, particularmente no caso da concha interna da Ordem Belemnitida. Posteriormente a concha tornou-se vestigial em Sepia (gênero do qual originalmente se extraía o pigmento que recebe este mesmo nome), em Loligo (lula), em Spirula e desaparecendo completamente em Octopus (polvo). Das formas vivas dos cefalópodos, apenas Nautilus (Classe Nautiloidea) possui concha externa, e o polvo Argonauta (Subclasse Coleoidea) também chamado “Nautilus de papel”, cuja fêmea usa concha externa para abrigar ovos. 6. Superfilo Arthropoda: Trilobitomorpha Os trilobitas foram um grupo de artrópodes marinhos que apareceu no registro fóssil durante o início do Cambriano, aproximadamente há 520 Ma, e não são encontrados em rochas mais jovens que o final do Permiano (~255 Ma). Pelo menos 15.000 espécies de trilobitas já foram descritas, e apesar de as análises de ocorrência sugerirem que o registro é particularmente completo, muitas novas espécies e gêneros continuam sendo estabelecidas a cada ano. Assim como os ostracodes, os trilobitas são o grupo mais comumente fossilizado entre os artrópodes, mas foram extintos no Permiano e sua relação filogenética com os outros artrópodes é algo controversa. Contudo, acredita-se que os trilobitas sejam basais no grande grupo dos artrópodes O conhecimento da diversidade dos trilobitas resulta dos seus exoesqueletos razoável a fortemente biomineralizados, constituídos de duas camadas de calcita magnesiana, e por isso eram mais duráveis (tafonomicamente) que a maioria dos demais artrópodes. Por causa da riqueza em detalhes do exoesqueleto, e o fato de ser a única estrutura corporal preservada na maioria dos espécimes, a forma do esqueleto tem sido fundamental na interpretação biológica dos trilobitas. Este esqueleto dorsal biomineralizado é uma sinapomorfia dos trilobitas. O nome trilobita deriva da divisão tripartite do exoesqueleto segundo o eixo ântero-posterior em uma região central e duas regiões laterais (Fig. 1). Em organismos adultos, o exoesqueleto é dividido em três tagmas (conjuntos de segmentos funcionalmente distintos que caracteriza os artrópodes): Céfalo, tórax e pigídio (Fig.1). Figura 1. Indique o nome das estruturas apontadas Trilobitas possuem considerável valor estratigráfico, principalmente no Cambriano e Ordoviciano. O Sistema Cambriano é zoneado quase que exclusivamente em trilobitas. Eles obedecem quase que inteiramente os requisitos para um bom fóssil guia, sendo abundantes, facilmente reconhecíveis, com baixa amplitude temporal e grande distribuição geográfica O seguinte exercício tem por objetivos: - Observação das características morfológicas dos trilobitas - Classificação de cada um dos exemplares. As classificações existentes para os trilobitas são baseadas em características chaves, como sutura facial, forma do pigídio, estrutura dos lobos pleurais, número de segmentos. Cada um destes caracteres apresenta seus próprios problemas e o grupo ainda não tem uma classificação totalmente aceita pelos pesquisadores. Os principais aspectos que devem ser reconhecidos em cada exemplar estão no texto a seguir. 1) Redlichida: São os trilobitas mais primitivos, com numerosos segmentos torácicos e segmentos espinhosos. Inclui os trilobitas que apareceram no Cambriano Inferior, possuem pigídios pequenos (micropígios), com segmentos do pigídio não fusionados. O céfalo é grande, semicircular, com espinhosgenais fortes, glabela longa e segmentada, sutura facial opistopárica, olhos grandes em meia-lua, Alguns apresentam um longo espinho terminal chamado telson. Exemplos: Olenellus, Redlichia e Paradoxides. (Cambriano inferior a médio). 2) Agnostida: Muito pequenos, milimétricos. Comuns no Cambriano, desapareceram no final do Ordoviciano. O pigídio tem forma semelhante ao céfalo, são isopígios, com dois segmentos torácicos nos Agnostina e três segmentos torácicos nos Eodiscina. Maioria sem olhos e sem sutura facial. Este aspecto, somado ao tamanho pequeno, à forma e distribuição geográfica, na Escandinávia e América do Norte, os torna excelentes ferramentas para a correlação bioestratigráfica (Cambriano ao Ordoviciano). 3) Corynexochida: É um pequeno grupo com trilobitas que se parece com Olenellus (Redlichida), exceto pelo pigídio bem maior e por menos segmentos torácicos. Glabela em forma retangular. As suturas são opistopáricas. O tórax tem 7, 8 segmentos até 12. (Cambriano ao Devoniano médio). Subgrupo Illaenina: Suturas opistopáricas, sulcos glabelares não evidentes. Frequentemente são isopígios, com céfalos e pigídios grandes e lisos, ou tem pigídio maior que o céfalo. São formas que lembram escudos, representados pelos gêneros Scutellum, Illaenus e Bumastus. Apareceram no Ordoviciano e sobreviveram até o Devoniano. 4) Ptychoparida: Ordem heterogênea e problemática, o maior grupo de trilobitas. A maioria tem sutura opistopárica e proeminentes sulcos glabelares. No geral, apresentam 8 segmentos torácicos e pequenos pigídios com borda (nos cambrianos), e pigídio grande nos pós-cambrianos (Cambriano inferior ao Devoniano superior). 5) Asaphida: Céfalo e pigídio de igual tamanho. Pigídio geralmente liso. Seis a nove segmentos torácicos. Lobos pleurais arredondados nas terminações. Suturas opistopáricas. Alguns apresentam olhos grandes. São semelhantes aos illaenídeos, porém com a glabela e céfalo mais afilados. Foram particularmente abundantes do Cambriano Superior ao Ordoviciano. (Ordoviciano médio ao superior). Subgrupo Trinucleina: São facilmente reconhecíveis por terem pigídio reduzido e triangular, tórax curto e céfalo que abrange a metade do corpo. Distinguem-se também, por céfalos grandes, semicirculares, bastante ornamentados, com margens e grandes espinhos genais, como Cryptolithus ou Trinucleus. A maioria não tem olhos, característica que, unida ao tamanho, sugere que viviam enterrados. Sua sutura facial é opistopárica ou marginal e a glabela se expande anteriormente. O bordo cefálico pode ser granuloso e pode ter uma aba. Apareceram no Ordoviciano e se extinguiram no Siluriano médio. 6) Phacopida: São os únicos que possuem suturas propáricas, embora nem todos os membros do grupo apresentem este tipo de sutura. Os olhos são esquizocroais, mas nas sub-ordens Calymenina e Cheirurina são holocroais. Tórax com 8 a 19 segmentos. São micropígios a sub-isopígios. O pigídio pode ser espinhoso. Subgrupo Calymenina: possuem 11 a 13 segmentos torácicos com bordos arredondados, glabela com sulcos, olhos pequenos holocroais em protuberâncias e habilidade para se enrolar. Sutura gonatopárica. Foram particularmente característicos do Ordoviciano inferior ao Devoniano médio. Ex.: Trimerus (Siluriano Médio ao Devoniano Médio), Calymene (Siluriano ao Devoniano Médio), Flexicalymene. Subgrupo Phacopina: glabela bem expandida anteriormente, sutura propárica e olhos esquizocroais, 10 a 11 segmentos no tórax. Pigídio menor que o céfalo. Distribuição estratigráfica do Ordoviciano ao Devoniano médio. Ex.: Phacops e Dalmanites. Subgrupo Cheirurina: foram menos comuns, mas reconhecidos por terem quatro pares de sulcos glabelares, glabela proeminente, olhos pequenos holocroais e pigídios espinhosos. Todos os tipos de suturas, 8 a 19 segmentos torácicos com a margem serreada. Ex: Cheirurus, Deiphon , Metacryphaeus. Distribuíram-se do Ordoviciano ao Devoniano médio. 7) Proetida: Trilobitas pequenos. Grupo de distribuição estratigráfica mais longa. Originou-se no Neocambriano, sobreviveu às extinções do Neodevoniano, chegando ao Carbonífero e Permiano. Foram opistopáricos, com glabela grande e volumosa, isopígios, com 8-22 segmentos torácicos. Olhos grandes holocroais e pigídios sem espinhos, micropígios ou isopígios. Alguns apresentavam espinhos genais. Ex. Anisopyge, Proetus, Bathyurus, Phillipsia. 8) Lichida: Trilobitas de tamanho médio a grande. Espinhosos com exoesqueleto granulado ou tuberculado. Sutura opistopárica, sulcos glabelares alongados, glabela expandida no bordo anterior do céfalo. Olhos holocroais, usualmente pequenos. Pigídio grande, composto por pleuras espinhosas e tubérculos. Tórax com 8-13 segmentos. Distribuíram-se do Cambriano superior ao Devoniano superior. Ex: Lichas, Tetraspis. Nas figuras abaixo, verifique, quando presentes: glabela, olhos, suturas faciais, macropleura/segmento macropleural, espinho genal, céfalo, pigídio, espinho axial. Categorize os exemplos de acordo com o tamanho relativo do pigídio (micropígio, subisopígio, isopígio, macropígio). Considerando as informações acima: a) Faça um desenho esquemático de cada exemplar indicando as principais características observadas b) Classifique cada exemplar segundo o texto dado c) Identifique as características que o levaram a inserir o exemplar em dado grupo ou subgrupo. Distribuição estratigráfica dos Trilobitas, de acordo com Jones (2001, modificado de Clarkson, 1998). 7. Filo Echinodermata Uma estrela-do-mar vivente ou bem preservada como fóssil apresenta a maioria das características diagnósticas que podem ser usadas para identificar um equinodermo. A mais óbvia é a simetria pentâmera (ou pentarradial); ou seja, o corpo destes animais é construído como se fosse uma repetição radial de cinco partes simétricas. Também são conspícuas as placas ou ossículos suturados que constituem o esqueleto externo do animal, e são derivados da mesoderme (como em todos deuterostômios). Os ossículos ou placas constituem uma malha denominada estereoma, que está imersa em tecido mesodérmico denominado estroma. Na superfície inferior (ou aboral) observa-se a zona ou sulco ambulacral, que contêm os pés ambulacrais. Estes são as partes externas do sistema vascular aquífero que controlam o movimento dos pés ambulacrais (ou pés tubulares), característica unificadora do Filo Echinodermata. Morfologia generalizada de um equinodermo (estrela-do-mar). Equinodermos adultos não possuem cefalização, por isso sua orientação das superfícies do corpo é designada como oral (que contém a boca) e aboral (que não contém a boca). O sistema digestivo (e demais órgãos) podem estar contidos na teca ou cálice (nos grupos pedunculados, como os crinoides e os blastoides), ou no disco (asteroides e ofiuróides) ou testa (holoturoides e equinoides). Por outro lado, os braços (em crinoides, asteroides e ofiuroides) ou pedicelários (em equinoides, blastoides e holoturoides) são responsáveis pela locomoção e captura de alimento. Depois dos artrópodes (trilobitas) e dos moluscos, os equinodermos são o terceiro grupo de invertebrados esqueletonizados mais comuns no registro fóssil do ambiente marinho. Cerca de 6.500 espécies são viventes, e pelo menos 16 mil espécies são conhecidas no registro fóssil (distribuídas em cerca de 16-20 classes, a maioria extinta). Eles não possuem sistema respiratório nem mecanismos de controle osmótico, então não sobrevivem fora da água salgada, além de nãoexistirem em água doce, e serem muito raros em ambiente salobro (o que é verdade também para os representantes fósseis). Contudo, em alguns casos podem ser observados mais de uma centena de indivíduos por metro quadrado em ambientes atuais, além de constituírem grandes volumes de rocha carbonática, especialmente durante o Paleozoico. Ambientes bentônicos marinhos profundos podem alcançar até 90% em biomassa de equinodermos, na forma dos pepinos-do-mar e serpentes-do-mar. Os equinodermos constituem um grupo de organismos com distribuição estratigráfica ampla, portanto, de maneira geral, não têm bom desempenho para datar os sedimentos (bioestratigrafia). Mas, dentre os representantes do FILO EQUINODERMATA, se observarmos quando apareceram e se extinguiram no registro fossilífero, poderemos, pelo menos, separar as associações do Paleozoico daquelas do Mesozoico e Cenozoico. Apesar de pobres indicadores bioestratigráficos, os equinodermos desenvolveram uma amplitude bastante variada de hábitos de vida, sendo predominantemente bentônicos na fase adulta. SISTEMÁTICA: SUBFILO PELMATOZOA (Cambriano-Recente) Classe Crinoidea (Ordoviciano-Recente) Classe Blastoidea (Ordoviciano-Permiano) Classe Heterostelea (Cambriano-Devoniano) Classe Edrioasteroidea (Cambriano-Carbonífero) Classe Cystoidea (Ordoviciano – Permiano) SUBFILO ELEUTEROZOA (Ordoviciano – Recente) Classe Asteroidea (Ordoviciano – Recente) Classe Ophiuroidea (Ordoviciano – Recente) Classe Echinoidea (Ordoviciano – Recente) - Regulares (Ordoviciano – Recente) - Irregulares (Triássico – Recente) As principais classes do Subfilo Pelmatozoa são Blastoidea e Crinoidea. São equinodermos com pedúnculo ou não, sésseis na grande maioria, com teca orientada para cima. Os crinóides são organismos predominantemente fixos, que se caracterizam por apresentar um pedúnculo constituído por discos calcários (os colunares), cálice (que contém o sistema digestório) e braços (que contém as pínulas, responsáveis por captar o alimento). Crinóides planctônicos desenvolveram-se a partir do Triássico. Os crinóides fixos são muito semelhantes aos blastoides, também pertencente ao Subfilo Pelmatozoa. Morfologia de um blastoide (equinodermo extinto). Morfologia generalizada de um crinoide (lírio do mar). No Subfilo Eleuterozoa estão inseridos os equinodermos Asteroidea (estrelas-do-mar), Ofiuroidea (estrelas-serpentes) e Echinoidea (ouriços-do-mar e bolachas-da-praia). Na Classe Echinoidea, dependendo da posição do ânus e da boca, eles se dividem em regulares (ânus = superior; boca = inferior) e irregulares (ânus = lateral ou inferior; boca = inferior). Os equinoides regulares apareceram no Ordoviciano e conservaram o ânus (periprocto) na superfície aboral (superior), conferindo ao grupo simetria radial pentâmera. A partir do Triássico, por adaptações ao ambiente, houve um deslocamento progressivo do ânus em direção à superfície oral (inferior), tornando os equinoides mais achatados e alongados, características dos equinoides irregulares, que desenvolveram simetria bilateral. Amplitude estratigráfica e abundância relativa (gêneros) das principais classes de equinodermos. Principais hábitos de vida dos equinodermos
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