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segunda-feira, 28 de julho de 2014

Evolução dos Primeiros Animais Pré-Históricos


Ao longo de milhões e milhões de anos, o nosso mundo foi habitado por criaturas únicas, bizarras, gigantescas e magníficas. O estudo e o entendimento destes animais vai muito além da curiosidade natural, pois nelas residem as nossas origens evolutivas e foram nestes períodos pré-históricos que se formaram algumas das estruturas básicas da vida, que ainda hoje são utilizadas, inclusive por nós seres humanos.
Para uma melhor compreensão da vida pré-histórica e do nosso próprio conhecimento sobre ela, existem algumas ideias chave que são necessárias ter em mente:
Fóssil Dunkleosteus

1. Poucos animais fossilizam
Apesar de terem chegado até nós milhares de fósseis, são uma percentagem mínima de tudo o que já viveu sobre a Terra, dado que 99,9% dos organismos, após morrerem, são decompostos e reduzidos a nada. Dos restantes 0,1% também são poucos os que fossilizam. Para que cheguem até nós, é necessário que:
  • O animal morra no “sítio certo” – apenas 15% das rochas preservam fósseis;
  • Os processos naturais do nosso planeta não os destruam;
  • Alguém encontre o fóssil, o identifique e recolha para estudo.
Segundo estimativas, apenas 1 espécie em cada 10 mil chega a fossilizar e somente 1 espécie em cada 120 mil (!), além de fossilizar, é encontrada por nós.
2. Não conhecemos o animal se não conhecermos o ambiente que o rodeia
Os ossos e as formas dizem-nos como era o animal, mas não nos dizem como vivia, o que comia, quem o comia, o que o rodeava, dados indispensáveis para conseguirmos reconstruir o ecossistema do passado e estudarmos o comportamento destes animais.
Um animal pode ter um aspecto aterrador e não ser propriamente um predador temível, como o Spinossauros, que apesar de na ficção cinematográfica fazer frente a um T-Rex, não passaria de um recatado pescador dos rios (um pouco à semelhança dos ursos atuais).
O tamanho gigante de muitos dos animais do passado também só pode ser entendido em função do ambiente: além da concentração de oxigénio na atmosfera ter sido superior à actual (quase o dobro), os animais dispunham de grandes habitats com também grandes fontes de alimento. Hoje em dia os animais estão confinados a habitats mais pequenos e onde por vezes o alimento e a água são escassos.

3. A variedade dos animais não era maior que a atual
É comum pensar-se que, antigamente, a Terra era habitada por uma muito maior variedade de animais do que atualmente. Tal acontece porque metemos os animais pré-históricos todos no “mesmo saco”. No próprio tempo dos dinossauros, que é o que conhecemos melhor na cultura geral, não houve nenhum momento em que todos os dinossauros que conhecemos, estivessem juntos. Cada período tinha as suas espécies e muitos dos dinossauros que existiram, nunca viveram em simultâneo.
Dois animais cuja datação fóssil indique que viveram há, por exemplo, 400 milhões de anos atrás, não significa que alguma vez tivessem partilhado o planeta. Em pequenos instantes geológicos, animais desaparecem e outros surgem. Por exemplo, há 15 mil anos atrás (pouquíssimo tempo em termos geológicos) haviam mamutes, tigres dente-de-sabre, rinocerontes-lanudos, gliptodontes e outros animais que o leitor nunca chegou a conhecer, no entanto, estamos todos na mesma “fatia” da linha do tempo.

4. Existem animais pré-históricos vivos
Os animais primitivos não são apenas fruto da capacidade imaginativa dos cientistas ao olharem para os esqueletos fossilizados. Os chamados fósseis vivos são animais que pouco ou nada mudaram em milhões de anos e que hoje podemos ver ao vivo.
O celacanto era um peixe considerado extinto há 65 milhões de anos (extinção que aniquilou os dinossauros), até ser encontrado um exemplar vivo em 1938 e hoje são reconhecidas populações destes peixes nas costas da África do Sul e Indonésia. Outro exemplo é o caranguejo-ferradura, um animal de características únicas em toda a fauna conhecida e que já habita o nosso mundo há mais de 400 milhões de anos (existem fósseis destes animais com 445 milhões de anos).

É possível estudar nestes animais algumas características e estruturas que seriam mais vulgares no passado e assim compreender melhor os fósseis que recolhemos. É através dos animais que conhecemos hoje, que podemos estabelecer paralelismos e descobrir como era, por exemplo, a pele e as cores dos animais pré-históricos, dados que os fósseis de um modo geral não nos dizem.
Fauna Pré-Histórica
Depois de biliões de anos onde a vida não aparentava grande vontade em evoluír, no período Câmbrico deu-se uma “explosão” de diversidade sem paralelo. A ilustração acima (crédito Cold Spring Harbor Laboratory Press) representa o que poderá ter sido o cenário dos mares cambrianos, baseado nos mais de 60 mil fósseis encontrados em Burgess Shale.

Legenda: 1) Pirania, 2) Vauxia, 3) Wapkia, 4) Aysheaia, 5) Hallucigenia, 6) Anomalocaris, 7) Laggania, 8) Marrela, 9) Odaria, 10) Trilobite Olenoides, 11) Sanctacaris, 12) Sarotrocercus, 13) Ottoia, 14) Canadia, 15) Pikaia, 16) Amiskwia, 17) Dinomischus, 18) Eldonia, 19) Odontogriphus, 20) Opabinia, 21) Wiwaxia

Os Primeiros Animais

Embora os primeiros organismos multi celulares já pudessem existir há cerca de 1 bilhão de anos, os mais antigos que podemos considerar animais, Ediacaranos, surgiram há cerca de 600 milhões de anos. Eram “coisas estranhas de corpo mole” segundo o paleontólogo Richard Fortey, sem vestígios claros de terem boca para comer, ânus para expulsar ou quaisquer órgãos digestivos. É difícil classifica-los como antepassados de qualquer outro animal e crê-se que terão sido experiências falhadas da evolução dos organismos complexos, tendo estas lentas criaturas sido devoradas pelos animais que surgiram posteriormente.
No final do período pré-cambriano (542 milhões de anos), sobreviveram alguns tipos simples de animais, como esponjas, anêmonas, corais, medusas e alguns anelídeos.
Seguiu-se o período Cambriano (542-488 MA), que registrou o maior impacto evolutivo da história da Terra, com uma impressionante diversidade de novos animais e grupos ainda hoje existentes. O que causou esta “explosão de vida” não é claro, embora os fatores ambientais possam ter tido grande influência, com um aumento do oxigênio, da temperatura do planeta, do nível dos mares e do aparecimento de novos habitats, que por sua vez levam ao aparecimento de novas formas de vida.
Grande parte do que conhecemos deste período provém dos fósseis de Burgess Shale, uma formação rochosa que desvendou nada menos (e talvez mais) que 60 mil animais pertencentes a 150 espécies distintas, criaturas com ou sem conchas, com vários olhos ou cegas. A variedade era tanta que, conta-se, a dado momento o paleontólogo Conway Morris abriu uma nova gaveta de fósseis e terá resmungando: “Oh, merda, outro Filo não.” A verdade é que além dos Filos hoje conhecidos, como o Chordata, muitos outros foram rejeitados pela evolução não deixando descendência – cerca de 20 animais não pertenciam a qualquer Filo conhecido atualmente, embora relatos populares aumentem este número para cima de 100.
O animal mais emblemático deste período e que resistiu durante cerca de 300 milhões de anos (mais bem sucedido que qualquer dinossauro), foi o Trilobite, cujo exosqueleto (característica que os artrópodes mantém actualmente) estimulou a fossilização e chegaram até nós os fósseis de milhares de espécies de Trilobites de diferentes períodos geológicos. Outras criaturas igualmente curiosas do Cambriano foram as Opabinias de 5 olhos ou os “gigantes” predadores Anomalocaris (na ilustração à esquerda). Também por esta altura apareceu o primeiro animal com espinha dorsal, a Pikaia. O facto das Pikaias serem tão raras no registro fóssil pode levar a crer que estes animais estiveram perto de se extinguir. A ser verdade, tudo aquilo que a espinha dorsal proporcionou nas eras seguintes até chegar a nós, sobreviveu à extinção do Cambriano por um felicíssimo acaso.

À Conquista da Terra e do Ar

Paisagem no período Devónico
A seguir ao Cambriano veio o período Ordovíciano (488-443 MA), onde novas espécies de animais marinhos, ocuparam o espaço vago deixado pelos animais que não sobreviveram ao período anterior. Apareceram os nautilóides (do qual temos hoje descendência viva, o bem conhecido Nautilus), que seriam os predadores mais temidos da época, bem como os bizarros conodontes, animais parecidos com enguias, de olhos grandes e desproporcionais. Surgiram também os primeiros lírios-do-mar, parentes das estrelas-do-mar.

Este período terminou com a segunda maior extinção de sempre da história da Terra e à qual se seguiu uma era glacial. Os habitats, a fauna e a flora levaram o seu tempo a recompor-se do desastre climático e então no período Siluriano (443-416 MA), os animais partiram à conquista de terra seca. Na verdade foram forçados a isso. Além das zonas costeiras serem menores, começavam a aparecer os primeiros grandes predadores dos oceanos, os tubarões, pelo que a concorrência tornou-se feroz e a luta pela sobrevivência bastante mais complicada. O sucesso dos tubarões foi tão grande que hoje mesmo se mantém como um dos maiores predadores existentes.

Os primeiros animais a aventurarem-se em terra eram pequenos artrópodes, semelhantes aos bichos-de-conta e algumas aranhas e centopeias primitivas. O período que se seguiu, o Devoniano (416-359 MA), é conhecido como a era dos peixes, graças à enorme diversidade de espécies marinhas, mas marcou também passos importantes na evolução da vida fora de água. Os artrópodes que se aventuraram em terra estabeleceram-se bem nos novos habitats, tendo originado alguns milípedes com 2 metros de comprimento. Com estes animais à solta, os insetos utilizaram um truque para fugir: aprenderam a voar. Uma técnica tão bem sucedida que hoje é usada por inúmeras espécies e até nós perseguimos esse sonho de forma artificial. Na água, alguns peixes tornaram-se predadores gigantescos, como o Dunkleosteus de 10 metros de comprimento (que no entanto foi varrido do planeta no final deste mesmo período).

Os Animais Pré-Históricos são fascinantes, mas temos a tendência de pensar neles como os Dinossauros e pouco mais. Neste artigo, vamos bem mais atrás. Muito mais atrás. Quando nada faria prever que, certo dia, Dinossauros habitariam o nosso planeta. Vamos olhar mais de perto para as fantásticas criaturas que os antecederam.

Dickinsonia – 600 Milhões de Anos  (M.A.)

Dickinsonia
Era um ser vivo plano e ovalado, e através dos fósseis sabemos que o seu tamanho variava entre 4 e 14 cm. Tinha o corpo segmentado ou raiado e alguns investigadores pensam que seria uma planta, outros que seria semelhante aos corais, outros ainda que teria o corpo esponjoso como uma medusa.
Xenusion – 550 M.A.
Xenusion
Um primitivo artrópode de corpo anelado e cilíndrico. Tinha várias patas com garras nas extremidades.
Pikaia – 500 M.A.
Pikaia
É segundo a maioria dos investigadores o ancestral comum de todos os vertebrados. Tinha uma cabeça com duas antenas, possuía um pequeno cérebro e uma espinha dorsal ao longo do  corpo. Esta característica é conhecida como céfalocordado. Tinha cerca de 5 cm de comprimento.
Trilobite – 500 M.A.
Trilobite
Eram invertebrados, mas viviam em ambiente marinho. Tinham um corpo composto por três lobos, um no centro e um em cada lado, dai se chamaram de trilobites. À semelhança de muitos artrópodes, as trilobites também faziam a muda de pele. A carapaça era ornamentada por espinhos e outros tipos de ornamentação. Algumas trilobites eram desprovidas de olhos, no entanto as que os possuíam tinham um sentido de visão bastante apurado, sendo os primeiros a desenvolver olhos complexos. Em média mediam cerca de 3 a 10 cm, mas alguns destes animais podiam chegar aos 80 cm.
Anomalocaris – 500 M.A.
Anomalocaris
Este ser vivo era um predador das trilobites. È conhecido também como camarão anómalo. A deslocação na água era feita através dos lóbulos flexíveis que possuíam nas laterais do seu corpo. Estes lóbulos actuavam como uma única barbatana, tornando-se mais rápidos a nadar. Tinha uma cabeça grande com um único par de olhos  e  uma boca em forma de disco na qual prendia o alimento com a ajuda de placas serrilhadas. O seu tamanho era aproximadamente de 60 centímetros, gigante portanto para esta período.
Opabinia – 500 M.A.
Opabinia
Este ser é talvez um dos mais estranhos habitantes dos oceanos no período Cambriano. Tinha 5 olhos, a cabeça era uma carapaça rígida e possuía uma espécie de tromba bifurcada com garras na extremidade. Seria usada provavelmente para caçar as presas, uma vez que este animal era um predador. Não tinha pernas e o seu comprimento seria cerca de 8 cm. Ao contrário da maioria das espécies conhecidas, não deixou descendência.
Hallucigenia – 500 M.A.
Hallucigenia
Este animal é igualmente bizarro. O investigador que o descobriu deu-lhe este nome porque assemelhava-se a uma alucinação. O corpo de forma cilíndrica, é coberto na parte superior com espinhos para evitar ser atacado por predadores. Na parte inferior tem “tentáculos” com tenazes nas extremidades que ajudavam o animal a mover-se. Junto a esses tentáculos num dos lados do corpo possuía um conjunto de 3 tentáculos mais pequenos. Tinha apenas cerca de 3mm de comprimento.
Eurypterus – 420 M.A.
Eurypterus
Este animal era uma das muitas espécies de escorpiões marinhos existente no Paleozóico. Era um dos animais mais temidos deste período. Tinha um comprimento médio de 30 cm, mas podiam chegar até aos 2 metros, sendo o maior artrópode que alguma vez existiu. Alimentavam-se de invertebrados e pequenos peixes.
Dunkleosteus – 400 M.A.
Dunkleosteus
Era um peixe cujo corpo estava coberto por duras placas que podiam chegar aos 5 cm de espessura. Estas serviam de protecção a este animal, que pelo seu tamanho (6 metros, embora pudesse chegar até aos 9 metros), peso (cerca de uma tonelada) e força da mandíbula, era um predador feroz, encontrando-se no topo da cadeia alimentar da época.
Walliserops – 375 M.A.
Walliserops
Descendente das trilobites, este animal tinha como característica única um apêndice em formato de tridente na parte da frente. Este era usado como arma de defesa, mas também para revolver o fundo do mar em busca de alimento. O corpo era revestido por 3 filas de espinhos paralelas, tinha olhos protuberantes também com espinhos e o seu comprimento era entre os 3 e os 4 cm.
Tiktaalik roseae – 375 M.A.
Tiktaalik roseae
Esta espécie é um elo de ligação entre os animais marinhos e terrestres. Os investigadores pensam que este peixe foi um dos primeiros a ter barbatanas musculadas, assim como outras características que originaram os anfíbios, como cabeça achatada, indício de pescoço, ombros, cotovelos e pulso. O habitat de águas rasas potenciou esta evolução. Media pelo menos 3 metros de comprimento de acordo com fóssil mais completo encontrado.
Schinderhannes bartelsi – 375 M.A.
Schinderhannes bartelsi
Pertence à familia dos anomalocarídeos, tinha cerca de 10 cm de comprimento, o seu corpo era composto por vários lóbulos, à semelhança do anomalcaris e do camarão. Tinha dois olhos e uma boca de formato radial. Era um predador pela forma como o intestino se conserva.
Pelycosaur – 275 M.A.
Pelycosaur
É um tetrapóde ou seja já possuía 4 pernas e era um ser terrestre. Mas devido à sua fisionomia não é considerado um réptil, de facto os parentes mais próximos são os mamíferos. Eram por isso animais endotérmicos, tinham necessidade de manter a mesma temperatura corporal, tal como nós seres humanos. São muitas as espécies de pelycosaur existentes.
A espécie Dimetrodon era carnívora, com uma grande cabeça, dentes fortes e aguçados, que se alimentava de vertebrados inclusive de outros pelycosaurus. Tinha cerca de 3 metros e meio e pesava entre 100 a 150 Kg. Quatro pernas curtas e fortes suportavam o peso do corpo. Este animal tinha uma aparência diferenciada dos outros pelycosaurus, nomeadamente a “vela” que tinha na parte superior do corpo. Esta servia essencialmente para manter a temperatura.
Mas nem todos os pelycosaurus eram carnívoros, duas espécies eram herbívoras Caseidae e Edaphosauridae. Esta ultima com uma “vela” semelhante ao Dimetrodon, mas com uma cabeça mais pequena e dentes maiores e mais achatados, ideais para triturar ervas e bagas.
Este animal teve grande importância, pois foi o primeiro mamífero que surgiu.

O Mistério do Primeiro Vertebrado em Terra

Tiktaalik
Os primeiros animais dos quais supostamente nós descendemos, ou seja os primeiros vertebrados em terra seca, permanecem um mistério. Acreditou-se que um animal chamado Ichthyostega fosse a chave, tratando-se de um animal com 1 metro de comprimento que teria 4 membros supostamente cada um deles com 5 dedos. Porém, algum erro e falta de altruísmo cientifico por parte de Erik Jarvik, investigador que se apoderou da sua descoberta durante 48 anos, atrasaram o nosso conhecimento nesta matéria. Afinal, o Ichthyostega tinha 8 dedos em cada membro mas a estrutura dos seus membros teria desabado com o peso do seu corpo – este animal não tinha capacidade de andar e “limitava-se” a nadar.

A procura pelo “peixe aventureiro” que tenha vindo para terra firme e desenvolvido membros musculosos com dedos continua, embora já tenha sido encontrado um possível “elo perdido”, o Tiktaalik (na ilustração em cima). Este “peixe com cara de crocodilo”, tinha barbatanas musculosas e várias características que fazem crer ser uma espécie de transição, entre os peixes da água e os animais terrestres de quatro patas (tetrápodes). Apesar do estudo do esqueleto ter provado que este animal tinha capacidade de manter o seu peso sobre os 4 membros e portanto andar, também tinha capacidade de respirar oxigeno da atmosfera, ou seja, teria reunidas as condições para se aventurar definitivamente fora de água e ser o nosso antepassado. No entanto em Janeiro deste ano (2010), foi anunciada a descoberta de pegadas de animais tetrápodes, datadas de pelo menos 10 milhões de anos antes dos primeiros Tiktaaliks conhecidos. Isto pode sugerir que o Tiktaalik seria não o primeiro mas um descendente de outro animal mais antigo, que já possuía estas características e já caminhava em solo terrestre, há cerca de 400 milhões de anos atrás.

Chegaria ao fim o período Devoniano, numa extinção que afetou em particular a vida marinha. Seguiu-se o período Carbonífero (359-299 MA), que deve o seu nome às abundantes jazidas de carvão, produzidas pela vegetação pré-histórica que não parava de se expandir, como musgo de grandes dimensões e imponentes árvores. Estas florestas contribuíram para um grande aumento do oxigênio na atmosfera, um dos factores ambientais que levou ao gigantismo verificado em várias criaturas primitivas. Centopeias, baratas e escorpiões do tamanho de seres humanos e libélulas de 75cm são exemplos disso mesmo, tendo sido comuns neste período e francamente difíceis de imaginar hoje em dia.
No decorrer do período carbonífero, os anfíbios prosperaram. Equipados com uma pele mais espessa, para não secar tão rapidamente longe da água, alguns atingiram 6 metros de comprimento e tornaram-se predadores temíveis. Surgiram também os répteis, lagartos ágeis e pequenos que viviam em tocas nas árvores. No final deste período, colisões entre as massas de terra dariam origem ao supercontinente Pangeia.

Por um Triz a Vida não Acabou!

O Permiano (299-251 MA) demonstrou ser um desafio (exemplarmente superado) para os répteis. A Pangeia era tão grande que apresentava um clima instável, com zonas secas e áridas, outras congeladas e ainda outras de calor intenso com grandes flutuações sazonais, que variavam entre a chuva e a seca de forma abrupta.
Sendo animais de sangue frio, os répteis tiveram de encontrar maneiras de lidar com as grandes variações de temperatura. Animais como o Dimetrodon desenvolveram estruturas em forma de vela nas costas, para absorver e armazenar o calor solar, utilizando-o quando a temperatura descesse. Outros répteis conservaram o calor através da degradação dos alimentos – suspeita-se mesmo que se tivessem tornado de sangue quente – e dominaram o final do Permiano. Alguns destes animais tornaram-se gigantes e outros mais pequenos e peludos – deram origem aos mamíferos.

No final do período Permiano, a vida na Terra praticamente chegou ao fim, na maior extinção em massa da história do nosso planeta. 95% das espécies marinhas e 70% dos animais terrestres desapareceram sem retorno, incluindo um terço dos incestos (o único momento em que desapareceram massivamente) e todas as trilobites, que tinham resistido a todas as extinções anteriores durante quase 300 milhões de anos de existência. Mesmo no que diz respeito ás espécies de animais que sobreviveram, não é claro em que condições tal aconteceu. Caso tenha ocorrido uma devastação global, que é o mais provável, as espécies que sobreviveram podem ter tido origem em 1 ou 2 animais feridos que, resistindo aos ferimentos, conseguiram procriar e com alguma sorte à mistura, gerar descendência saudável e fértil. A diferença entre uma espécie extinta e uma sobrevivente, pode estar na existência de uma “simples” fêmea grávida ou de uma postura de ovos, que seja bem sucedida num mundo fantasma virado do avesso.
A vida demorou cerca de 30 milhões de anos (!) a recompor-se, mas fê-lo com exuberância: surgiram os primeiros dinossauros.

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