Post do Arquivo Talk.Origins do Mês: Dezembro de 1997

No artigo <66k5pr$2ve$1@shell6.ba.best.com>, atta@best.comNOSPAM (Mark Isaak) diz...

>In article <66iql6$noi@drn.zippo.com>,
>Chris Nedin  <cnedin@geology.adelaide.edu.au> wrote:
>>In Ben's case, as in mine, no metazoan fossils are found as *organic*
>>remains (which was the point of the query).  In almost all cases, metazoan
>>fossils of Ediacaran age are of the impressions of organisms (usually in
>>sandstone).  There is no organic component/residue.
>
>Actually, I really wanted to learn just how good the pre-Ediacaran
>fossil record is, as compared with how good we would expect based on the
>preservation potential of the deposits we've found.

Ah, certo. O registro PRÉ-Ediacarano consiste basicamente em organismos unicelulares ou agregados destes, ou seja, semelhantes a algas e bactérias. Encontramos litologias de rocha muito semelhantes abaixo das rochas que contêm fósseis Ediacaranos, indicativas de ambientes similares, mas, com uma ou duas possíveis exceções, não há fósseis obviamente metazoários. Na Austrália do Sul, os primeiros fósseis Ediacaranos ocorrem em canais erodidos, sugerindo um período de erosão e nível do mar mais baixo antes da deposição dos sedimentos que contêm fósseis. No entanto, está ficando claro que a fauna Ediacarana pode ser dividida em conjuntos separados, com os mais diversos e dispare (variação no plano corporal) ocorrendo nos níveis mais altos (mais jovens). Portanto, embora a fauna Ediacarana tenda a emergir para a luz tafonômica com muito pouco alarde, as primeiras aparições têm relativamente baixa disparidade.

>I have heard
>suggested several times that the Cambrian explosion might be an artifact
>of fossil preservation, and I was wondering how much data we have to test
>that hypothesis.

Bem, uma explosão é. Existem dois aspectos da evolução do Cambriano Inferior que, embora separados, são frequentemente confundidos como sendo o mesmo. Um é a rápida diversificação da vida durante o início do Cambriano, e o outro é a rápida aparição de organismos no registro fóssil. Nenhum desses eventos foi instantâneo.

A rápida diversificação da vida no Cambriano mais antigo foi quase certamente derivada de um estoque ancestral pré-existente de organismos, cujos representantes aparecem na fauna Ediacarana. A fauna Ediacarana parece conter organismos com um grau de organização cnidariana, bem como os mais derivados, bilateralmente simétricos, triploblásticos, de grau anelídeo, artrópode e provavelmente molusco. Fósseis de rastos associados a, mas não necessariamente formados por, organismos Ediacaranos indicam claramente organismos com um grau de organização coelomática (triploblastos). Estes são muito menores que os fósseis mais comumente encontrados e ocorrem em estratos mais altos (mais jovens).

Tudo isso indica que os organismos do Ediacarano parecem ter seguido dois caminhos estratégicos durante o Neoproterozóico tardio. Um grupo (composto por representantes de vários níveis de organização) optou pela aquisição passiva de oxigênio via a "pele" e difusão simples através dos tecidos. Isso permitiu que crescessem a tamanhos muito grandes (cerca de 1 metro), desde que permanecessem muito finos (o oxigênio não difunde-se muito longe através dos tecidos). O outro grupo, composto pelos triploblastos, optou pela entrega de oxigênio via fluidos oxigenados (do oxigênio adquirido através da "pele"). Essa estratégia resultou na capacidade de ter um plano corporal com seção transversal circular (os tecidos mais profundos sendo supridos via fluidos e não por difusão simples) e, portanto, um celoma. Com um celoma, organismos centimétricos podem ser móveis e produzir traços simples, vistos como fósseis de traço nas rochas. Os fósseis de traço do Ediacarano são sempre horizontais - ou seja, eles não cavam, provavelmente porque 1) havia muita matéria orgânica na ou perto da superfície; 2) a escavação cobria a "pele", reduzindo o suprimento de oxigênio.

Parece provável que novas vias bioquímicas também estivessem sendo exploradas, resultando na produção do robusto dos metazoários - o colágeno. Um verdadeiro elemento resistente, fornecendo suporte e força com flexibilidade, e difícil de ser degradado.

Como todos os organismos Ediacarano descobertos até agora parecem não possuir partes duras, é provável que não houvesse predadores megascópicos móveis na época (partes duras = sem dentes, é muito difícil mastigar algo até a morte!). Assim, a presença de possíveis novos biocompostos, a ausência de predadores móveis e a falta de organismos que escavam, tudo combinado para fornecer uma 'janela' tafonômica que permitiu a preservação de organismos de corpo mole. No início do Cambriano, esse sistema estava se desfazendo.

É provável que, enquanto as armas grandes simplesmente ficavam maiores, as armas pequenas ficavam mais complexas. Os triploblastos começaram a brincar com diferenciação (algo que o plano corporal dos artrópodes é particularmente bom em fazer), especificamente concentrando a função de captura de oxigênio em partes específicas do corpo (= brânquias).

Agora, no final muito tardio do Neoproterozóico Superior, duas coisas aconteceram. Provavelmente uma combinação de níveis crescentes de oxigênio dissolvido nos oceanos, mas também provavelmente devido ao reconhecimento das brânquias como uma jogada inteligente. Seja qual for a(s) razão(ões), os organismos começaram a escavar.

Escavar está bem na lista das manobras táticas brilhantes. Conferem proteção, tanto contra sujeira, imundície, cheiro, podridão, carbonato, precipitados e predadores (veja abaixo) quanto contra a atividade de tempestades e a ocasional correnteza violenta. Como um bônus adicional, permite o acesso a fontes de alimento enterradas que são negadas aos "perdedores" desafiados pela terceira dimensão confinados ao topo do sedimento. A posse de brânquias é uma grande vantagem quando se escava, pois você pode pendurá-las na corrente enquanto mantém o resto do corpo com segurança na toca, ou, agitando-as de um lado para o outro, pode criar uma corrente que traz água oxigenada para a toca.

Outra coisa que aconteceu foi que os organismos começaram a explorar a precipitação de carbonato de cálcio (calcita). Isso aparece pela primeira vez no Neoproterozóico mais recente como o revestimento interno calcificado de tubos de vermes (um fóssil rastro chamado Cloudina). Concedendo que provavelmente era apenas um verme com um talento para o design interior, foi um passo importante. A partir daí, é apenas um curto movimento peristáltico até a mineralização das pontas de partes do corpo como pernas e mandíbulas. Afinal, isso torna a escavação muito mais fácil, além de ter o bônus adicional de permitir acesso a toda aquela proteína concentrada enrolada em colágeno! A predação provavelmente decolou mais rápido do que você pode esfregar dois elementos de mandíbula mineralizados juntos.

Assim, com a predação removendo organismos de corpo mole da superfície e a escavação destruindo restos enterrados, a janela tafonômica do Ediacarano foi fechada. Os organismos do tipo "grande é bonito" inevitavelmente perderam. Afinal, você pode ser a maior sequoia da floresta, mas sempre vai perder para o covarde com a motosserra!

Uma vez que as restrições da remoção de oxigênio foram confinadas a uma parte específica do corpo, o plano corporal em geral tornou-se muito mais plástico (afrouxe um membro aqui, funde alguns segmentos ali). Assim, foram plantadas as sementes da grande Diversificação Cambriana. Adubadas com um nível do mar em ascensão para abrir novos espaços de vida, os organismos diversificaram-se rapidamente, mas não instantaneamente.

A aparência de organismos no registro fóssil é uma questão relacionada, resultante da mineralização e, portanto, do potencial de preservação muito aumentado dos organismos. No entanto, isso também não foi um evento instantâneo.

No início do Cambriano, encontramos as primeiras evidências de tecidos mineralizados na forma do que parecem ser elementos mandibulares de anelídeos e "fósseis pequenos e conchas", que são os elementos separados de uma armadura corporal entrelaçada usada por anelídeos, moluscos, halkiíridos e provavelmente artrópodes. Esta armadura em malha foi uma primeira tentativa e foi composta por elementos separados, em vez de uma folha contínua como seria mais tarde. Tudo isso provavelmente ocorreu devido à segregação da captura de oxigênio para uma parte específica do corpo, liberando o resto do corpo e permitindo que o acessório de moda do Cambriano Inicial fosse usado - o casaco de carbonato de cálcio - sem o risco de sufocamento. O casaco forneceu suporte extra para os músculos, permitindo um movimento melhor e alguma proteção contra predadores. Ele também aumentou muito o potencial de preservação do organismo ou, mais importante em relação aos artrópodes, as mudas do organismo (assim, um único trilobito pode deixar para trás várias imagens de si mesmo à medida que cresce, com o bônus adicional de documentar o padrão de crescimento ao mesmo tempo - trilobitos são legais, são a melhor coisa com 24 pernas!).

Assim, a rápida diversificação da vida durante o Cambriano Inferior e a aparência de organismos no registro fóssil estão relacionadas, mas são fenômenos separados. Nenhum deles é "repentino" ou "instantâneo", mas mostra um aumento sequencial e progressivo.