O estudo dos fósseis e a evolução da vida

Os fósseis constituem a evidência primária da extraordinária evolução da vida e é dentro desta evolução que se terá de procurar a origem do Homem. Sara Otero

O estudo dos fósseis é um ramo das Ciências da Terra, fornecendo meios rigorosos para se fazerem discriminações temporais para os últimos 600 milhões de anos e constituindo a chave para a interpretação paleoecológica das rochas sedimentares antigas, permitindo-nos reconstituir paleoambientes e paleogeografias. Os fósseis constituem a evidência primária da extraordinária evolução da vida e é dentro desta evolução que se terá de procurar a origem do próprio Homem.É impressionante como o registo da vida nos últimos 600 milhões de anos é extraordinariamente rico, especialmente no que respeita a animais e plantas com partes mineralizadas, visto as probabilidades envolvidas no soterramento, modificações físicas e químicas e subsequente conservação de restos orgânicos durante um tão longo intervalo de tempo serem grandes. Os pontos de vista que actualmente possuímos sobre a evolução da vida, baseiam-se em estudos de morfologia comparada, fisiologia, bioquímica, embriologia, genética, dinâmica populacional, biogeografia e outras análises de seres vivos. No entanto, o único meio para o estudo da ordem e do verdadeiro modelo da evolução em qualquer intervalo de tempo, é através dos restos da vida do passado conservados nas rochas sedimentares. Grande parte da diversificação evolutiva relaciona-se com a adaptação dos organismos a miríades de nichos ecológicos disponíveis dentro dos ambientes das áreas continentais e marinhas. O conhecimento sobre o registo fóssil é mais completo no que respeita às áreas marinhas que às áreas continentais pois, nas áreas marinhas, após a morte, uma imediata e regular deposição cobre conchas e esqueletos. Por outro lado, as áreas continentais são áreas muito sujeitas à erosão, donde o registo fóssil ser aí muitas vezes incompleto. O registo fóssil é quase totalmente composto por plantas e partes duras de animais; mas, porque estas estruturas são de suporte e protecção, a partir delas podem muitas vezes obter-se razoáveis reconstruções das partes moles. Factos relativos ao habitat dos organismos passados, obtêm-se normalmente a partir da natureza da rocha que contém os restos e do todo paleoecológico em que ocorrem.

Ocasionalmente, conservações pouco comuns, permitem obter dados respeitantes a partes moles de organismos, ou mesmo de organismos de corpo mole, tais como medusas e vermes. Possuí-se evidências de marcas de actividade, como rastos fósseis, onde tanto os organismos não esqueléticos como os esqueléticos deixaram, sobre ou no interior dos sedimentos, impressões de movimento, e ainda fósseis químicos e moléculas orgânicas associadas a fósseis ou disseminadas na rocha.Determinadas localidades têm fornecido testemunhos de floras e faunas correspondentes a ambientes normalmente não conservados no registo lítico. Assim, foram descritas de determinadas camadas terciárias de Geiseltal, próximo a Halle, na Alemanha, tecidos conservados de diversos animais, incluindo feixes de fibras musculares estriadas e estruturas da célula da retina. Algumas plantas silicificadas do Devónico de Rhynie no Condado de Aberdeen, mostram não só particularidades da estrutura celular, mas também vestígios de filamentos de fungos e núcleos no interior de células. As Camadas Purbeck do Jurássico Superior de Dorset, forneceram testemunhos não só de peixes, tartarugas e dinossaurios, moluscos e ostracodos (artrópodes microscópicos com conchas bivalves), mas ainda troncos de árvores e folhas, uma exuberante fauna de insectos e de pequenos mamíferos trepadores primitivos, que nos permitem reconstruir a ecologia geral da época. Uma outra fauna do Jurássico Superior, de excelência e diversidade pouco vulgares, é a das camadas litográficas marinhas de Solenhofen no sul da Alemanha, onde se encontrou a primeira ave, a Archaeopteryx. Uma fauna muito mais precoce e célebre, notável especialmente pelos artrópodes bizarros que encerra, é a dos xistos câmbricos de Burgess na Columbia Britânica, descrita no século passado. Portanto, estas e outras localidades têm fornecido os testemunhos que de certa forma permitem avaliar da diversidade da vida em tempos passados. Além disso, a estes testemunhos adicionam-se continuamente novas descobertas.

Não surpreende, portanto, que alguns conceitos evolutivos nascidos de estudos paleontológicos ilustrem até que ponto o registo fóssil tem contribuído para a teoria da evolução.Um dos aspectos notáveis do registo fóssil é o de testemunhar a existência em determinados tempos duma diversificação morfológica muito rápida. Se bem que esta diversificação para se efectuar tenha demorado muitos milhões de anos, o conhecimento do facto deu lugar a que se fale de "evolução explosiva". O primeiro acontecimento explosivo na evolução, e de que nos dá conta o registo fóssil, aconteceu na base do Câmbrico, onde a vida marinha teve uma rápida dispersão. A diversidade é manifestada pela gama de tipos novos reconhecidos neste nível, embora exista a necessidade de trabalhos paleontológicos pormenorizados na parte inferior do Sistema Câmbrico, cobrindo talvez 30 milhões de anos, de modo a estabelecer-se uma ordem de aparecimento dos tipos referidos. Nos grupos surgidos pela primeira vez no Câmbrico Inferior incluem-se nove filos de invertebrados marinhos.Para os peixes, e de um modo semelhante para as plantas vasculares primitivas, o período de "evolução explosiva" foi o final do Silúrico e o Devónico. Para os répteis, a mais antiga radiação Mesozóica foi "explosiva", e para as plantas com flores (Angiospérmicas), o crescimento brusco que as tornou dominantes teve lugar no Cretácico Médio. Foi nos primórdios do Terciário que o desenvolvimento dos Mamíferos teve maior importância e foi no Paleocénico e Eocénico (Terciário Inferior), provável período de diversificação extremamente rápida, que pela primeira vez apareceu a maioria dos actuais grupos de mamíferos.Os períodos de diversificação brusca de um grupo relacionam-se normalmente com a exploração por parte desse grupo de algumas circunstâncias novas e vantajosas para ele. Entre estas pode considerar-se a evolução dum carácter físico ou fisiológico vantajoso, ou alterações ambientais vantajosas, produzidas quer por variações ou extinções noutros grupos, quer por modificações paleogeográficas.

Muitas vezes estes três factores interpenetram-se de tal forma que é difícil dizer qual o mais importante, ainda que o primeiro seja normalmente fundamental. O resultado da íntima relação entre a diversificação evolutiva e a exploração da mudança ambiental traduz-se, na natureza, por a diversificação evolutiva ser manifestamente adaptativa. O facto encontra-se bem ilustrado pelos mamíferos placentários e pelos marsupiais, onde a classificação em ordens é quase uma questão de comportamento (insectívoros, roedores, cetáceos, carnívoros, primatas, etc.), reflectindo a primeira radiação adaptativa estabelecida nos primórdios do Terciário. Situações semelhantes surgem nos répteis, onde a evolução Permo-Carbónica dos ovos com casca, dando-lhes maior liberdade relativamente à água, tornou possível a exploração da terra. O registo fóssil dá-nos exemplos de adaptação ao ambiente e modos de vida particulares, como é o caso da grande variedade em apêndices nos artrópodes euripterídeos do Paleozóico, relacionados com maneiras de marchar, rastejar, nadar e depredar. Por vezes torna-se difícil julgar qual o papel funcional de determinadas características, contudo, tem-se confirmado que a função e morfologia estão intimamente relacionadas e são da maior importância para o estabelecimento dos grupos extintos.Frequentemente o registo fóssil mostra-nos um modelo semelhante à forqueta: a uma evolução rápida que leva ao estabelecimento de grupos individualizados por comportamentos ecológicos e consequentes morfologias, segue-se uma estabilização e continuação por largos períodos de tempo desses mesmos grupos.Um dos resultados da acção por longos períodos de tempo das pressões ambientais selectivas, é o de diferentes grupos, em diferentes alturas e lugares, originarem formas muito semelhantes. Exemplos disso são-nos fornecidos pelas semelhanças verificadas em diversos grupos adaptados à natação, como sucede entre peixes, répteis, tais como os ictiossáurios do Mesozóico, e mamíferos, como as baleias e vacas do mar do Terciário e actuais. Os tigres dente-de-sabre, do Terciário da América do Sul, eram mamíferos marsupiais, enquanto os tigres actuais são placentários. No Terciário, especialmente no da América do Norte, há ratazanas marsupiais, enquanto os roedores actuais são placentários. Estes exemplos de convergência são particularmente interessantes em locais onde as formas marsupiais se encontram geograficamente isoladas das formas placentárias evoluídas. Nestes casos, houve convergência de grupos distintos no sentido de atingirem a forma óptima para o seu tipo particular de vida, quer predação marinha, quer hábito carnívoro quadrúpede, ou ainda o modo típico de se alimentar dos roedores.Dentro da evolução, a importância dos vários mecanismos de isolamento tem sido largamente demonstrada por trabalhos de ecologia e genética modernas. Durante o período de maior evolução orgânica, o isolamento em larga escala dos organismos terrestres, efectuou-se por ruptura e separação das massas continentais.

Há um grande número de factos que indicam que no final do Paleozóico existiu uma massa continental única denominada Pangea, a qual englobava todos os continentes hoje existentes. A ruptura subsequente desta massa efectuou-se em duas etapas, a primeira das quais levou à separação duma massa de continentes setentrionais, a Laurasia (compreendendo a Europa, Ásia e América do Norte), e de outra massa de continentes meridionais (incluindo a Antártida), conhecida por Gonduana. A separação da Laurasia da Gonduana deu-se no Mesozóico, e é evidente a partir de trabalhos oceanográficos modernos, que conduziram à formulação das hipóteses de expansão dos fundos oceânicos. A linha que separa faunas e floras distintas do sudeste da Ásia das da Austrália e Nova Guiné parece marcar a união de duas áreas que estiveram ligadas em tempos pré-terciários. Após a separação, os primitivos mamíferos monotrematas e marsupiais desenvolveram-se na Austrália, não sendo afectados pela evolução posterior dos mamíferos placentários nos outros continentes. Apenas o homem modificou o equilíbrio, introduzindo mamíferos mais evoluídos.A migração através do Estreito do Panamá, parece ter sido interrompida após os últimos tempos do Cretácico, gerando-se até ao final do Terciário, altura em que a migração se tornou de novo possível. A partir do final do Terciário, houve vitória quase que completa dos mamíferos competidores mais evoluídos do norte, a ponto de se poder olhar o facto como uma das mais espectaculares batalhas evolutivas. A migração através do Estreito de Baring, parece ter sido mais comum no Terciário, e foi ela a via que tornou possível aos cavalos do Velho e Novo Mundo terem uma história comum; mas estes extinguiram-se na América do Norte após a abertura do Estreito.

É importante ter em conta que o registo fóssil ainda é extremamente incompleto. Por outro lado, existe o problema respeitante à conciliação entre os conhecimentos que possuímos do registo fóssil e os organismos actuais. Apesar de haver uma forte concordância entre as classificações apoiadas nas estruturas rígidas dos organismos actuais e fósseis, os investigadores destes dois campos utilizam para identificação critérios diferentes. Portanto, há muitas lacunas. Além disso, a avaliação da abundância de organismos no passado, apenas pode ser feita de um modo subjectivo.Assim, no registo fóssil o que é mais fácil de avaliar é a diversidade, mesmo que se considere para esta avaliação os grupos taxonómicos estabelecidos, ou a opinião dos especialistas. A diversidade não é a mesma coisa que o êxito ou abundância, mas informa-nos da adaptação ao meio ambiente, tal como se exprime em termos morfológicos.