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).
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
Preservação dos fósseis
• 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
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
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)
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
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)
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
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
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)
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.
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)
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.
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
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
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
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