paleontologia. início da vida na terra aproximadamente 3,8 bilhões de anos fósseis restos e...

Paleontologia

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

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

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.

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;

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.

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.

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).


• 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


• Fatores de destruição dos fósseis

– destruição de rochas

– águas percolantes

– agentes erosivos

– eventos tectônicos e metamorfismo

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


• 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


• 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)


• 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


• 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)

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

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

Compostos Funções Composição

Água Solvente universal Hidrogênio, oxigênio

Carboidratos Fonte de energia Hidrogênio, oxigênio, carbono

Graxas Reserva de energia Hidrogênio, oxigênio, carbono

Fosf atos de

adenosina (ADP, ATP)

Transferir a energia Hidrogênio, oxigênio, carbono, nitrogênio

e f ósf oro

Proteínas Estruturar e f ormar

o citoplasma das

células

Hidrogênio, oxigênio, carbono,

nitrogênio, enxof re (combinam-se

f ormando 20 aminoácidos f undamentais)

Ácidos nucléicos

(ADN, ARN)

Presidir à síntese das

proteínas

Hidrogênio, oxigênio, carbono,

nitrogênio, f ósf oro (organizam-se em

cinco nucleotídeos fundamentais)

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

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)

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

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

Eventos

Tectônica Soerguimento

Petrografia Sedimentar (Fossildiagênese) Diagênese

Sedimentologia

(Processos)

Soterramento

Necrologia Transporte

Taf

onom

ia

Bioestratinomia

Tanatologia Morte

Paleoecologia Nascimento

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

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

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.

Área de habitat próximo

Fossilizaçãorápida

BIOSFERA

BIOCENOSE

PASSADO RECENTE

Orogenia

TANATOCENOSE

ORICTOCENOSE

LITOSFERA

Ausência demetamorfismo

Profundidadeadequada

Ausência de erosãodurante milhões de anos

Soerguimento antes daerosão das camadas superiores

Novo soerguimentoresultando no

afloramento dascamadas

Afloramento(depósito fossilífero)

Erosão atual

Soterramentorápido

Acumulação derestos

Morte em massa

Área de sedimentação

Densidadepopulacionalelevada

Ausência deerosão e dedispersão

secundária

TAFOCENOSE

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


• 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


• 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)

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.


• 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)


• 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.


• 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


• 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


• 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

paleontologia. início da vida na terra aproximadamente 3,8 bilhões de anos fósseis restos e...

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