Da água para a Terra - O ichthyostega

      

  Durante o Devoniano (417-354Ma) a Terra passava por uma ampla modificação. Quase não existiam organismos em terra firme, então começaram a surgir as primeiras plantas e florestas primitivas, os insetos – que já estavam em terra firme – estavam se diversificando, então surgiram os primeiros vertebrados  capazes de se locomover fora d’água, sendo que o primeiro animal a realizar esse feito é o já extinto Ichthyostega.

            Quase que a totalidade dos espécimes encontrados, provém da Groelândia, da Formação Famennian, e nenhum  está completo. Porém a superposição das partes encontradas permitem a reconstrução quase que total do esqueleto, faltando apenas as patas dianteiras.

         

Cabeça de um Ichtyostega Photo J. A. Clack. Copyright © 1997 University Museum of Zoology, Cambridge.

Pode-se dizer que o  Ichthyostega é uma mistura de peixe e anfíbio, dentro dos tetrápodes basais, sendo uma espécie primitiva aos labirintodontes, que em sua forma adulta apresenta 1,5m de comprimento. O crânio, a dentição e algumas partes da cauda se assemelham a um grupo de peixe chamado Rhipidistia (os precursores dos animais de quatro patas). Contudo diferentemente da maioria dos tetrápodes o Ichthyostega teria sete dígitos e não cinco, além disso o posicionamento os membros anteriores e posteriores, não estariam verticalizados e sim direcionados para região posterior. Por fim, a coluna vertebral não seria tão homogênea quanto deveria, mas já possuía uma regionalização.

Os sete digitos encontrados. Photo M. Coates. Copyright © 1997 University Museum of Zoology, Cambridge.

 A inclinação dos arcos neurais das vértebras, levou os pesquisadores a concluírem que o Ichthyostega perdeu muito da mobilidade lateral – comum aos peixes – e ganhou uma considerável movimentação dorso-ventral (pra cima e para baixo). Possibilitando o animal a movimentar-se de duas maneiras uma semelhante os peixes e outra semelhante as lagartas.

Evolução dos tetrápodes no Devoniano

Mesmo que ainda vivesse predominantemente na água, o Ichthyostega tinha a capacidade de se locomover de maneira desajeitada. São principais representantes fósseis foram encontrados em depósitos de antigos rios meândricos, que corriam através de florestas de licófitas e sambaias. Que para alguns autores acabaram gerando lagos restritos, devido a seca que ocorria no período, o que seria fundamental para a procura à terra firme, contudo essa hipótese foge dos motivos adaptativos que geralmente se espera em mudanças anatômicas de tal significância.

 

Reconstrução do Ichthyostega

  

Referências:

Benton, M. J. 2006. Paleontologia de Vertebrados. Cap. Os primeiros anfíbios. p. 74-105.  Atheneu Editora, 3 ed. São Paulo.

Clack, J.A. 2002. Gaining Ground: The Origin and Early Evolution of Tetrapods. Bloomington: Indiana Univ. Press.

Janvier, P. 1996. Early Vertebrates. Oxford: Claredon Press.

PROOOOCURANDO “os primeiros” NEEEEMOOOOs!

“Quem dera ser um peixe

Para em teu límpido aquário mergulhar

Fazer borbulhas de amor … larálarálarálará”

(Fagner - Compositor: Juan Luiz Guerra / Versão: Ferreira Gullar)

Tabela Cronoestratigrafica

Peixes são considerados os primeiros vertebrados. Surgiram no inicio do Fanerozóico e sofreram grande irradiação no Devoniano que é conhecido como IDADE DOS PEIXES



Os vertebrados se dividem em dois grupos:

          - Agnatos (sem mandíbula)

          - Gnatostomados (com mandíbula)
                      patas e pulmões: tetrapodes
                      nadadeiras e branquias: peixes

Reconstituição de uma comunidade de Ostracodermos
 (autor desconhecido)

O Ostracodermo foi encontrado primeiramente em registros do Cambriano mas é no Siluriano e Devoniano que tem maior expansão. São pequenos peixes desprovidos de mandíbula que viviam no fundo do mar e se alimentavam por filtração dos sedimentos. 

Este grupo é reconhecido por uma carapaça formada por séries de ossos dérmicos que apresentam tamanhos variáveis nos diferentes grupos, algumas sendo muito pequenas e formando escamas.

Embora não apresentassem mandíbula, alguns grupos possuíam placas dérmicas móveis na boca.

Com o surgimento da mandíbula, a aquisição de alimento se tornou mais eficiente e permitiu que os peixes se diversificassem, além de conferir novos mecanismos de defesa e ataque devido o novo caráter predatório.

Quem se destacou foi o Placoderme, contemporâneo aos Ostracodermos, dominaram o ecossistema entre 430 e 360 Maalém da mandíbula possuiam o corpo coberto por uma armadura que os protegiam. O maior Placodermo já encontrado foi o Dunkleosteus terrelli, que,com seus 33 pés (10 m) de comprimento e 4 toneladas deve ter sido um predador terrível nos oceanos antigos. Agora, os biólogos fazendo a reconstrução biomecânica dos músculos dos maxilares deste peixe, sugerem que esta criatura poderia ter tido a mordida mais poderosa de todos os peixes já encontrados

Autor desconhecido

OUTROS PEIXES

Autor desconhecido

Eugeneodontida é uma ordem extinta de estranhos peixes cartilaginosos semelhantes a tubarões, que viveram do Devoniano até o fim do Triássico. Sua marca característica são os grandes dentes na mandíbula que, quando nasciam os dentes substitutos, formavam uma grande espiral de dentes. Enquanto fossem usados, os dentes eram organizados e em grande quantidade, como nas arraias atuais, e usados para quebrar presas que possuíssem conchas.

Acanthodii é uma classe extinta de peixes, com características mistas de peixes ósseos e cartilaginosos. O grupo surgiu no Siluriano Inferior e desapareceu na extinção permo-triássica no fim do Permiano. Os Acanthodii também são chamados de tubarões espinhados.

Acanthodii

Os famosos conodontes

Conodontes (Nascimento, 2008)

Os Conodontes começaram a ser descritos em 1856, em uma assembléia fossílifera extremamente abundante e com grande expressão mundial. O material era uma incógnita para os cientistas, pois a única parte preservada eram uma espécie de mandíbula, compostas por fosfato de cálcio – apatita -, pois era o tecido duro dos conodontes. Apenas em 1983 foram encontrados espécimes com seus tecidos moles preservados, esclarecendo o mistério dos conodentes. Sua preservação está associada a soterramento lento marinho, sendo encontrado em diversos litotipos, sendo predominantemente encontrados em folhelhos marinhos.

fóssil de conodontes (Nascimento, 2008)

Estes animais compõem um grupo extinto de cordados primitivos, com forma de enguia, olhos grandes, com estruturas como notocorda e miomêros preservados. São animais marinhos com cerca de 40mm de comprimento, predadores, natantes e livres. A única porção mineralizada destes animais, são peças denticuladas que são tão comuns ao redor do mundo, que são utilizados para bioestratigrafia para datação e correlação de unidades. Também são bons indicadores de condições paleogeografias, pois algumas espécies viviam em águas profundas, em ambientes redutores de salinidade normal, enquanto outros viviam em águas rasas, oxigenadas e com salinidade variada.

Muito foi discutido sobre a qual filo os Conodontes estariam inseridos, atualmente são colocados entre os vertebrados mais primitivos, no filo Chordata. Sendo sua distribuição temporal limitada entre o Paleozóico e o início do Mesozóico, ou seja do Cambriano Superior ao Triássico Superior, sendo ótimos fósseis guias da Era Paleozóica.

Reconstrução de um conodonte (Jockyman, 2002)

Em seu registro há vestígios e uma cabeça primitiva com olhos, onde se encontravam os elementos conodontes – os tais dos dentículos -, um tronco dividido e uma série de segmentos musculares em forma de V e uma região caudal que sugere uma barbatana caudal. O tronco apresenta duas linhas paralelas que são difíceis de interpretar.

Diferenças dentro do aparelho alimentar dos conodontes gerou uma classificação diferenciada, facilitando a associação temporal e bioestratigráfica entre as diferentes espécies dos conodontes, gerando biofácies bem definidas. Assim sendo, a partir da associação de espécimes de conodontes encontrados é possível toda a reconstrução ambiental e deposicional.

Curiosidade: A indústria petrolífera utiliza o IAC – índice de alteração de cor, presentes nas amostras dos espécimes como indicadores termais, facilitando o estudo da maturação da matéria orgânica.

Referências:

Briggs, D. E. G., Clarkson, E. N. K.; Aldridge, R. J. 1983. The conodont animal. Lethaia 16, 1-14.

Jockyman, K. 2002. Estudos biocronoestratigráficos, Paleocológicos, de Índice de Alteração de cor e microfácies carbonáticas em calcários da região do tapajós, Bacia do Amazonas, com base em microfósseis conodontes. Monografia (trabalho de conclusão de curso). Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre

Nascimento, S. 2008. Conodontes e a cronoestratigrafia da base da seção Pensivaniana, na região de Itaituba, porção sul da Bacia do Amazonas, Brasil. Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre

Mesossauro, entre América do Sul e Africa

Mesossaurideos são répteis que viveram durante o Permiano (~ 250 Ma) e são encontrados em rochas da Bacia do Paraná e na Bacia do Karoo. 

Retirado do blog de geologia da Unesp

São de grande importância já que além de servir de correlação entre as Bacias também reforça a tese da Deriva Continental.

Foram descritos primeiramente no continente africano, 20 anos depois foi encontrado o primeiro fóssil no Brasil.

Os mesossauro apresentam de modo geral o copo esguio com cauda longa e lateralmente deprimida, crânio triangular com membros anteriores mais curtos que os posteriores.

O animal apresenta adaptações para o meio aquático e através da sua morfologia foi possível distinguir três morfotipos: Mesosaurus, Stereosternum, Brazilosaurus.

Na Formação Irati (Bacia do Paraná) é possível encontrar os três morfotipos: Stereosternum e Brazilosaurus preservados em calcários e Mesosaurus nos folhelhos. Por essa característica se interpretou que os dois primeiros habitavam águas mais rasas que o terceiro. Os estudos morfológicos também permitem interpretar que os fósseis em calcário periodicamente iam à costa para botar ovos.

Durante o Permiano acredita-se que a Bacia tenha sido invadida pelo mar num ciclo transgressivo. O mar Irati-Whitehill, era caracterizado por um clima ameno, calmo, restrito, de baixa salinidade e profundidade variável, habitado por diversas populações. Em certos momentos o cenário era acometido por modificações paleoambientais significativas, desencadeadas por grandes tempestades, esta responsável pela mortandade dos mesossaurideos.

Reconstituição do mar Irati-Whitehill (autor desconhecido)

Quer saber de onde são essas informações  e mais curiosidades sobre Mesossauros clique aqui

A evolução das plantas

Que as plantas surgiram de algas, isso você já deve ter ouvido falar. As primeiras algas macroscópicas surgiram no período Cambriano e são encontradas no folhelho de Burgess. Lá foram encontradas algas verdes, como a Margaretia dorus, e algas vermelhas como a Dalyia racemata. A Margaretia era uma alga tubular, de até 40 cm de comprimento, que vivia presa no fundo do mar. Já Dalyia era uma alga rígida, pequena (até 4 cm) e ramificada, bem mais rara do que Margaretia. No período Cambriano ainda não existiam plantas terrestres, que viriam a surgir somente no Ordoviciano.

Margaretia dorus, do folhelho de Burgess. A escala (barra preta) representa 1 metro. (Adaptado de Royal Ontario Museum) 

Dalyia racemata, também do folhelho de Burgess (retirado de Royal Ontario Museum).

No Ordoviciano, aproximadamente 450 milhões de anos atrás, é que surgiram as primeiras evidências de plantas terrestres: esporos de briófitas. A partir desse momento, a vida na Terra ganha novas possibilidades, com o ambiente terrestre sendo ocupado por estes agentes ecológicos tão importantes. As plantas terrestres constituem a base da pirâmide alimentar, e sem elas o ambiente terrestre não poderia ter sido colonizado por animais.

Esporos de briófitas da região de Caradoc (Inglaterra), período Ordoviciano. (Adaptado de Wellman e Gray, 2000),

Mas a grande diversidade de plantas começou a surgir com o aparecimento de tecidos vasculares que pudessem levar a seiva por grandes distâncias. As primeiras plantas vasculares pertencem ao gênero Cooksonia, com os registros mais antigos aparecendo no Siluriano, aproximadamente há 425 milhões de anos. O nome Cooksonia é uma homenagem a Isabel Cookson, uma importante paleobotânica australiana. Cooksonia são plantas pequenas, de cerca de 4 cm de altura, cujos caules se bifurcavam algumas vezes e terminavam em cápsulas com esporos. O formato da cápsula serve de critério para descrição de espécies, das quais 5 foram descobertas. A descoberta mais recente aconteceu no Brasil, na bacia do Paraná, e se chama C. paranensis.

Cooksonia paranensis de 406 milhões de anos encontrada em Jaguariaíva/PR. Fóssil formado por carbonificação. Retirado de Gerrienne et al., 2006.

Nos 40 milhões de anos que se seguiram, uma mudança aconteceu. Até então, as plantas (vasculares ou não) não possuíam folhas. A fotossíntese era realizada por outros órgãos verdes, como o caule, ou por pequenas folhinhas chamadas microfilos. Até que surgiu no Devoniano a Eophyllophyton bellum, a primeira planta com folhas grandes. Apesar de E. bellum ter surgido no início do Devoniano (aprox. 400 milhões de anos atrás), a diversificação de folhas grandes está ligado à queda de CO₂ na atmosfera que ocorreu na passagem do Devoniano para o Carbonífero, o que exigiria mais estômatos nas plantas para manter a fotossíntese. A madeira e plantas de porte arbóreo também surgiram no Devoniano. Representantes importantes são a Wattieza, a primeira árvore (pteridófita), e Archaeopteris (não confundir com Archaeopteryx), uma ancestral das gimnospermas.

Folha de Eophyllophyton bellum, fossilizada por carbonificação em Yunnan (China). Retirado de Xue et al., 2015.

Tronco de Archaeopteris fossilizado no campus da Universidade Estadual de Ohio.

Apesar de existirem várias gimnospermas no período Carbonífero, foi na era Mesozoica que as plantas com sementes realmente tomaram o mundo. No período Triássico, as florestas de coníferas ao norte e de Glossopteris e Dicroidium ao sul formavam paisagens características. Até que no período Cretáceo surgiram as angiospermas. O primeiro fóssil inconteste de uma planta com flores é o Archaefructus, uma planta herbácea aquática com flores andróginas que viveu há 125 milhões de anos na China.

Reconstrução de Archaefructus (retirada de Sun et al., 2002.)

A partir de então, as plantas com flores e frutos passaram a dominar o mundo. Hoje, a maior parte das plantas é angiosperma. E todo esse verde que você vê quando olha pela janela chegou onde está depois de uma longa jornada de mais de 450 milhões de anos.