Paleontologia

1. Paleontologia

2. Paleontologia • Início da vida na Terra → aproximadamente 3,8 bilhões de anos • Fósseis → restos e evidências da vida de animais e vegetais • Fósseis → objeto de estudo da paleontologia

3. Fundamentos • Biologia • subsídios para estudar os fósseis • fornece ao biólogo dimensão do tempo dos ecossistemas atuais • teorias evolutivas • Geologia • ferramentas de datação e ordenação das seqüências sedimentares • interpretação dos antigos ambientes de sedimentação • identificação das mudanças ocorridas na superfície do planeta

4. Objetivos • conhecimento da evolução biológica dos seres vivos através do tempo; • estimar datação relativa das camadas, pelo grau de evolução ou pela ocorrência de diversos grupos de plantas e animais fósseis; • reconstituir o ambiente em que o fóssil viveu, contribuindo para a paleogrografia e paleoclimatologia; • auxiliar na reconstituição história geológica da terra; • identificar rochas que podem ocorrer substâncias minerais e combustíveis fósseis, servindo de apoio a Geologia Econômica.

5. Ramos da paleontologia • Paleobiologia: objetiva resolver questões sobre os fósseis e suas relações dentro da Biosfera, identificando organismos que permitam estabelecer correlações cronoestratigráficas e reconstituições paleoambientais; • Paleobotânica: estuda as plantas fósseis de um modo geral • Paleontologia de invertebrados: no Brasil estuda principalmente moluscos, braquiópodes, equinóides e conchostráceos, devido à boa representatividade;

6. Ramos da paleontologia • Paleontologia de vertebrados: principal atração da comunidade leiga e divulgação científica da paleontologia; • Micropaleontologia: estudo de microfósseis para a indústria do petróleo. São partes diminutas de organismos. • Paleoicnologia: estudo dos icnofósseis, que correspondem a marcas com pistas, pegadas, perfurações, escavações, marcas de repouso, refletindo o comportamento do organismo.

7. Ramos da paleontologia: áreas comuns • Paleoecologia: estuda as relações dos organismos entre si e destes com o meio. • Tafonomia: estudo das condições e processos que propiciaram a preservação dos fósseis. • Sistemática: classifica e agrupa os organismos com base na análise comparativa de seus atributos e nas relações entre eles.

8. Preservação dos fósseis • A fossilização resulta da ação de conjunto de processos físicos, químicos e biológicos que atuam no ambiente deposicional. • Maiores chances de preservação: organismos com partes biomineralizadas por carbonatos, fosfatos, silicatos ou constituídas por materiais orgânicos resistentes (quitina e celulose).

9. Preservação dos fósseis • Morte dos organismos • decomposição das partes moles • partes duras sujeitas as condições ambientais até sua destruição • Fossilização • quebra deste ciclo (fenômeno excepcional) • apenas parte ínfima das espécies ficaram preservadas nas rochas • muitas espécies surgiram e desapareceram sem deixar vestígios • Fatores para a fossilização • soterramento rápido após a morte • ausência de decomposição bacteriológica • composição química e estrutural do esqueleto • modo de vida • condições químicas do meio

10. Preservação dos fósseis • Fatores de destruição dos fósseis • destruição de rochas • águas percolantes • agentes erosivos • eventos tectônicos e metamorfismo

11. Tipos de fossilização • Restos • Constituem partes duras dos organismos, excepcionalmente são preservados partes moles, como vísceras, pele e músculos. • Partes moles • A preservação de partes moles necessita de rápido recobrimento • âmbar (resina fóssil) • Congelamento • dessecação ou desidratação em clima seco e árido (mumificação) • impermeabilização em parafina natural • lagoas asfálticas • mineralização de carbonatos

12. Tipos de fossilização • Partes duras • A maior parte do registro fossilífero • incrustação • cristalização de substâncias transportadas pela água na superfície da estrutura • mais comum em cavernas com revestimento de carbonato de cálcio (calcita e outras substâncias como pirita, limonita e a sílica) • Permineralização • preenchimento de poros, canalículos e cavidades por minerais (ossos e troncos de árvores) • carbonato de cálcio e sílica

13. Tipos de fossilização • Partes duras • Recristalização • modificação na estrutura cristalina do mineral original • conversão da aragonita das conchas dos moluscos em calcita. Em presença de água ou com soluções contendo CaCO3 dissolvido ocorre em temperatura ambiente. • carbonificação ou incarbonificação • perda gradual dos elementos voláteis da matéria orgânica (oxigênio, hidrogênio e nitrogênio) restando uma película de carbono. • ocorre em estruturas compostas por lignina, celulose, quitina e queratina. • Substituição • troca de substâncias (carbonato de cálcio por sílica, pirita ou limonita)

14. Tipos de fossilização • Vestígios • Evidências da existência dos organismos ou de suas atividades • molde externo • moldagem da superfície externa • molde interno • moldagem da superfície interna • Contramolde • preenchimento do espaço por outro mineral • Icnofósseis • vestígios de atividades vitais • pistas, tubos e sulcos • coprólitos: excrementos fossilizados • gastrólitos: pedras no aparelho digestivo de aves e alguns répteis • ovos fossilizados

15. Tipos de fossilização • Somente restos de organismos com mais de 11.000 anos são considerados fósseis (limite da última glaciação - holoceno). • Presença de fósseis em rochas sedimentares e raramente e rochas metamórficas de baixo grau e rochas ígneas eruptivas. • Animais presentes nos dias de hoje podem apresentar fósseis (fósseis vivos ou fósseis-relíquia). • Restos com menos de 11.000 anos são subfósseis (homem antigo, animais preservados e sambaquis). • Pseudofósseis são estruturas minerais com semelhança vegetal (pirolusita – óxido de manganês)

16. A origem e desenvolvimento da vida primitiva • Origem provável → 3,8 bilhões de anos • Fenômeno causador → ? desconhecido • Elementos → reações lentas e contínuas entre complexos químicos inanimados

17. A transição de substâncias inanimadas para sistemas vivos • Composição dos seres vivos → seis elementos químicos predominantes

19. O ambiente dos primórdios da Terra • Presença dos seis elementos no sistema solar • Origem simultânea dos astros do sistema solar • abundância dos elementos desde o início da formação do planeta Terra • Experiências em laboratório com estes e descargas elétricas formaram moléculas complexas presentes nos seres vivos. • Sopa orgânica primordial • águas contendo um grande número de moléculas de origem não biológica

20. O ambiente dos primórdios da Terra Água atmosférica, amônia (NH4) e metano (CH4) + Radiação solar e descargas elétricas ↓ “Sopa” orgânica de aminoácidos, ácidos nucléicos, carboidratos, etc... ↓ Organismos primitivos não fotossintéticos - fermentação (3,5 bilhões de anos) ↓ Plantas fotossintéticas – radiação solar (2 bilhões de anos) ↓ Animais – respiração do oxigênio atmosférico (0,6 bilhões de anos)

21. Possibilidade remota de encontrar vestígios da vida primitiva • deformações e erosão da crosta • evidências através de meteoritos e outros astros • presença de compostos complexos de carbono • ausência de oxigênio e/ou água em estado líquido limita o desenvolvimento da vida

22. Tafonomia • Tafos = sepultamento; nomos = leis • Relacionado com todas as áreas da Paleontologia • Tafonomia • estudo das “leis” que governam a transição dos restos orgânicos da biosfera para a listosfera • estudo dos processos de preservação e como eles afetam a informação no registro fossilífero, compreendendo duas divisões • Bioestratinomia • engloba a história sedimentar dos restos esqueléticos até o soterramento, incluindo o as causas do soterramento de um determinado organismo, sua decomposição, transporte e soterramento • diagênese dos fósseis • reúne os processos físicos e químicos que alteram os restos esqueléticos após o soterramento

24. Tafonomia • Natureza interdisciplinar (paleontologia, geologia, biologia e ecologia) e ampla escala (temporal/geográfica) de análise de dados • Restos orgânicos • sujeitos aos mesmos processos sedimentares (transporte, concentração e seleção) sofrendo importantes distorções ou tendenciamento no registro da biota. • Concentrações fossilíferas • mostram o retrato da morte  distorcido devido aos processos tafonômicos • Paleontologia • compreender o retrato da vida a partir da identificação e descrição dos processos tafonômicos-sedimentares e temporais que aturam para formar o retrato da morte

25. Tafonomia • Tafonomia • necessidade de se entender como os organismos e seus restos chegaram à rocha e quais foram os fatores e processos que atuaram na formação das concentrações fossilíferas • processos sedimentológicos (regime hidráulico) • determinação de camadas guias (análise de bacias) • resolução temporal dos estratos fossilíferos e seqüências estratigráficas • reconstituição paleoecológica ou determinação do padrão do comportamento social em paleocomunidades

26. Terminologia • Assembléia fóssil (tanatocenose) • qualquer acumulação relativamente densa de partes duras esqueléticas, independente da composição, estado de preservação e grau de modificação pós-morte. Pode conter elementos transportados ou autóctones. • Assembléia autóctone • composta por fósseis derivados de uma comunidade local e preservados em posição de vida. • Assembléia parautóctone (tafocenose) • formada por espécimens autóctones que não foram transportados para fora de seu habitat original • Assembléia alóctone (transportada) • composta por espécimens transportados para fora de seu habitat de vida.

28. Descrição de assembléias fossilíferas • Feições sedimentológicas • grau de empacotamento dos bioclastos; • volume de bioclastos (%) no depósito; • grau de seleção dos bioclastos; • tamanho dos bioclastos; • relação (%) de bioclastos e matriz; • estruturas sedimentares inorgânicas e biogênicas associadas

29. Descrição de assembléias fossilíferas • Feições estratigráficas da assembléia fossilífera • espessura; • extensão lateral; • geometria do depósito; • contatos estratigráficos (superfícies de erosão/omissão); • estrutura interna ou microestratigráfia; • posição na seqüência deposicional, especialmente em relação às parasseqüências

30. Descrição de assembléias fossilíferas • Feições paleoecológicas da assembléia fossilífera • número de espécies; • abundância relativa de espécies; • composição taxonômica; • modo de vida; • classes de tamanho (idade); • mineralogia e microarquitetura (originais) • Feições diagenéticas dos bioclastos • mineralogia e microarquitetura (preservadas)

31. Feições bioestratinômicas • Responsáveis pela modificação pós-morte dos restos esqueléticos • Transporte e a reorientação, a desarticulação (separação dos restos esqueléticos por decomposição bacteriana), a fragmentação (quebra dos elementos esqueléticos), a corrosão (abrasão mecânica e corrosão biogeoquímica) • processos bioestratinômicos • Seqüência • reorientação e desarticulação  fragmentação e corrosão • - Desarticulação • subsídios para compreensão dos processos e eventos ocorridos no período pós-morte/pré-soterramento. • - O grau de desarticulação está relacionado com o organismo e com o clima local.

32. Feições bioestratinômicas • Carapaças de invertebrados marinhos • transporte seletivo • tamanho, forma e densidade do esqueleto e da energia do agente transportador. • Eventos de alta energia • transporte de dezenas de metros ou quilômetros. • - Restos ósseos de animais continentais • transporte seletivo por fluxo uniderecionais (fluxo de rio)

33. Feições bioestratinômicas • Tipo de transporte • densidade e tamanho do bioclasto (flutuação e saltação) • Fósseis de invertebrados marinhos preservados em posição de vida (sem transporte e reorientação) são bons indicadores de sedimentação rápida (episódica). • Arranjo tridimensional (em planta e corte) • depende do processo de transporte e de suas características hidrodinâmicas; da rotação e desarticulação durante o processo de compactação; das características ecológicas e necrológicas dos organismos produtores de bioclastos e a atuação de organismos predadores, necrófagos e ou bioturbadores.

34. Feições bioestratinômicas • orientação em planta • dados sobre a dinâmica deposicional (sentido do fluxo)  ossos longos ficam orientados paralelos ao fluxo • orientação unimodal • indica correntes unidirecionais • orientação bimodal • correntes oscilatórias (ondas, marés) com bioclastos alongados • orientação polimodal • baixa velocidade de fluxo (não move bioclastos) ou fluxo turbulento • desarticulação causada por processos físicos (transporte) e biológicos

35. Feições bioestratinômicas • desarticulação causada por processos físicos (transporte) e biológicos • esqueletos mais articulados • locais de baixa energia • soterramento rápido • condições anóxicas • * tais condições inibem a ação de organismos necrófagos

36. Feições bioestratinômicas • Fragmentação • origem hidráulica e biogênica • hidráulica  ondas e correntes sobre substrato duro (areia e cascalho – organismos marinhos) • Abrasão, bioerosão e dissolução • restos esqueléticos expostos na interface água/sedimento durante longo tempo. • águas rasas e agitadas  abrasão mecânica (areia grossa, mal selecionada) • águas fundas e fundo argiloso  bioerosão e dissolução • Dissolução • águas intersticiais de organismos (bioerosão de organismos perfuradores) e águas subterrâneas e superficiais (intemperismo). • água com pH baixo ou não saturada com carbonatos podem dissolver restos. • Corrosão • desgaste originado conjuntamente pelos processos de abrasão, bioerosão ou dissolução