Supercontinente que existiu 1 bilhão de anos atrás ganha novas formas

Terra em trânsito

Supercontinente que existiu 1 bilhão de anos atrás ganha novas formas

Maria Guimarães

Edição Impressa 147 - Maio 2008

Cerca de 1 bilhão de anos atrás, boa parte das massas terrestres fazia parte do supercontinente Rodínia, nome derivado do termo russo para Terra-mãe. Até aí os especialistas parecem estar de acordo. Mas reconstituir essa imensa extensão de terra é um quebra-cabeça difícil de resolver mesmo com todas as ferramentas da geologia moderna. Em busca de se aproximar desse passado distante, um grupo internacional arquitetado em 1999 pela Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (Unesco) juntou esforços e reuniu novas evidências nos respectivos continentes. Eles não chegaram a um consenso, mas a edição de fevereiro da revista Precambrian Research traz a versão até agora mais cotada entre os autores. O mundo se aglomerava num único continente, praticamente inteiro ao sul do Equador. Os resultados vêm em bom momento, já que a própria Unesco declarou 2008 como o ano do planeta Terra.

Segundo o trabalho multinacional, Rodínia estava quase inteiramente ao sul do Equador. “Sabemos isso por causa de vestígios de glaciação que indicam quais regiões estavam perto dos pólos naquela época”, explica Benjamim Bley Brito Neves, do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (IG-USP). Territórios que hoje são a Índia e a China, agora no hemisfério Norte, estavam na linha equatorial. Ao norte estavam blocos que hoje integram Austrália e Sibéria. A Amazônia estava colada ao sul de Laurentia, que hoje é a América do Norte, com um fragmento a leste que hoje faz parte do México. O oeste da África estava ao sul da Amazônia, com parte de seu território no pólo Sul. A região que hoje abriga parte do sertão nordestino e por onde corre o rio São Francisco fazia parte da porção oeste da Amazônia e do ocidente africano. Já o que hoje é Bahia estava mais a noroeste, no bloco do Congo.

Comparado à distribuição atual dos continentes, esse mapa parece insano aos olhos de quem não é geólogo. Parece que as peças que formam o mundo estavam misturadas ao acaso. Os especialistas vêem algum sentido nos movimentos das massas terrestres, mas as informações de que dispõem para uma época tão remota não permitem certezas.

As informações que permitiriam localizar com mais precisão os continentes naquela época são escassas porque estão preservadas em rochas e associações rochosas raras. O geólogo da Universidade de Brasília (UnB) Reinhardt Fuck, que participou do projeto da Unesco, explica que rochas vulcânicas são material precioso porque se formam por um resfriamento rápido que cristaliza em seu interior o registro do campo magnético terrestre daquele momento. Milhões e milhões de anos depois, um especialista pode analisar esses dados paleomagnéticos e determinar a que distância do pólo aquela rocha se formou e qual era a sua orientação naquele momento. A partir disso o pesquisador pode reconstruir a trajetória que aquele pedaço de continente percorreu desde a sua origem. Esse tempo, a idade das rochas, é determinado por técnicas de datação por isótopos radiogênicos, em que elementos químicos se transformam por decaimento radioativo. “Isótopos de urânio e de tório se transformam em isótopos de chumbo”, conta Fuck, “numa taxa que conhecemos razoavelmente bem”. É essa taxa que lhe permite estimar a idade das rochas a partir das proporções de elementos que as compõem.

O paleomagnetismo resolve parte do quebra-cabeça: permite dispor as peças na orientação em que estavam, o lado superior para cima e assim por diante, e na distância correta em relação aos pólos. Mas qual fica à direita e qual à esquerda? Como elas se encaixam? Encontrar essas informações – a paleolongitude – requer um trabalho meticuloso: analisar a composição química e outras propriedades das rochas e compostos rochosos de cada área estudada e procurar onde há composições semelhantes em outros pontos do mundo. “Comparar fragmentos da crosta com base na geologia é o que os geólogos fazem todos os dias”, conta Fuck. Quando encontram associações de rochas com composição e idades semelhantes em continentes diferentes, presumem que aquelas regiões estiveram juntas em algum momento da história geológica. Assim o quebra-cabeça vai aos poucos encontrando forma, mas os encaixes dependem muito de interpretação. “Cada um tem sua opinião”, diz o geólogo da UnB, “e as hipóteses obviamente pululam”.

É por isso que o mapa de Rodínia está em constante mutação desde a primeira proposta em 1991 (ver Pesquisa FAPESP no 75). Nessa época o canadense Paul Hoffman, agora na Universidade Harvard, nos Estados Unidos, cometeu o que Bley bem-humoradamente descreve como “um ato de irresponsabilidade científica” e, ao mesmo tempo, “um golpe de genialidade”. Consultado sobre por que os fósseis de plantas indicavam não haver barreiras à livre circulação e reprodução dos seres vivos, Hoffman reuniu as (insuficientes) informações já publicadas por ele e por outros pesquisadores, e propôs um supercontinente. Essa primeira versão era necessariamente inexata – e por isso poderia ser chamada de irresponsável – mas teve o efeito importante de lançar especialistas do mundo todo em busca de melhores encaixes.

Geólogos brasileiros até agora acharam em poucas áreas rochas com cerca de 1 bilhão de anos, a época de Rodínia. O mais recente mapa dos descendentes desse supercontinente na América do Sul está também na Precambrian Research de fevereiro. Elaborado por Fuck, Bley e Carlos Schobbenhaus, do Serviço Geológico do Brasil, o trabalho mostra que representantes de Rodínia se concentram no sul da Amazônia, no estado do Mato Grosso, e na Região Nordeste, sobretudo Bahia e Pernambuco. “A América do Sul é um mosaico de fragmentos de Rodínia”, afirma Bley.

© Izan Petterle/Sambaphoto

Mapa mais recente de Rondínia inclui terras do atual sertão nordestino Sem certezas – Parte das rochas necessárias para reconstruir Rodínia está agora inacessível – embaixo de cadeias montanhosas, de bacias sedimentares ou no fundo do mar. O custo de amostrar essas áreas é proibitivo para pesquisadores, que acabam dependendo de empreendimentos de grande porte como perfurações em busca de petróleo. Foi esse tipo de amostras que permitiu incluir no mapa do projeto da Unesco a região de Paranapanema, hoje no Sudeste brasileiro, cujas rochas se escondem debaixo da bacia do Paraná e que por isso até agora fora ignorada em reconstituições de Rodínia. Os pesquisadores brasileiros estão bastante convencidos de que o bloco amazônico compunha Rodínia pelo menos nas proximidades do continente Laurentia, que reunia as atuais América do Norte e Groenlândia. Talvez estivesse encostado. Mas há discussões quanto à posição relativa das duas massas terrestres. Manoel D’Agrella Filho, do Instituto de Astronomia, Geo­física e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), é um dos que não estão convencidos da versão publicada pelo grupo ligado à Unesco. Para ele, o bloco amazônico se chocou contra o sul de Laurentia, que depois contornou em sentido horário. Esse modelo, proposto pelo norte-americano Eric Tohver, também do IAG, explica as cicatrizes deixadas pelo choque no continente norte-americano – deformações geológicas conhecidas como cinturão Grenville – e encaixa o território amazônico a sudeste da posição atual da América do Norte durante o período de Rodínia. A grande diferença entre a proposta internacional e a dos pesquisadores do IAG não é a posição relativa das atuais Amazônia e América do Norte. Eles discordam, porém, a respeito das características da colisão entre as duas massas terrestres. Para D’Agrella, o mapa de Rodínia era mais dinâmico do que aparece nas propostas vigentes. Um trabalho coordenado por ele, publicado este ano na Earth and Planetary Science Letters, uma das revistas de maior prestígio nas ciências da Terra, reforça a idéia de que o bloco amazônico deslizou em torno de Laurentia e dá força a um continente em que a posição relativa das massas terrestres mudou constantemente. Diante do trabalho do grupo da Unesco, o pesquisador do IAG mantém sua opinião, mas admite que por enquanto não há como declarar vencedores no debate. “Os dados paleomagnéticos podem ser interpretados de diversas maneiras”, diz. E as informações disponíveis não permitem refutar nenhuma das hipóteses. Outro ponto de contenda diz respeito à bacia do rio São Francisco. No mapa do grupo internacional, o blo­co que hoje abriga a bacia do rio São Francisco faz parte de Rodínia. Para D’Agrella, porém, essa interpretação não leva em conta indícios do grande oceano Brasiliano que nessa época separaria boa parte dos blocos africanos e sul-americanos – a região do São Francisco inclusive – do conjunto formado por Amazônia, Laurentia e oeste da África. Para D’Agrella, o oceano realmente separava Rodínia do território que agrupava o que hoje é a bacia do rio São Francisco e as regiões africanas do Congo e o Kalahari. Continentes ciganos - Seja qual for seu tamanho e forma, um continente muito grande não pode persistir. “Estamos sobre uma bomba térmica”, explica Bley. Debaixo dos nossos pés há entre 150 e 300 quilômetros de litosfera, ou crosta terrestre, sólida. É uma membrana finíssima em relação ao resto do planeta – cerca de 6 mil quilômetros até o centro da Terra. As altas temperaturas do manto terrestre, a camada abaixo da crosta, conferem características viscosas aos minerais que o compõem, que ao longo dos milhões de anos fazem movimentos com o efeito de liberar o calor. Quando um supercontinente se forma, o calor se acumula sob a litosfera e pode chegar a rachá-la, como quando se apóia uma chaleira com água fervente sobre uma mesa de vidro. É o que aconteceu com Rodínia: o continente se quebrou em quatro grandes massas – Laurentia, Gondwana, Báltica e Sibéria – que há cerca de 230 milhões de anos voltaram a congregar-se em Pangéia. Foi esse supercontinente, mais conhecido, que deu origem ao mapa-múndi de hoje. Enquanto geólogos discutem hipóteses e escavam rochas em busca de respostas, os continentes continuam sua incansável migração. As placas oceânicas são mais pesadas do que as continentais e por isso tendem a entrar por baixo dos continentes. Nesse processo o oceano Pacífico enrugou a América do Sul, dando origem à cordilheira dos Andes, e causa terremotos freqüentes ao longo do litoral. Muito lentamente o Pacífico se está fechando, enquanto o Atlântico, o Índico, o Tasmânico, o mar Vermelho e o golfo Pérsico se alargam alguns centímetros por ano. Se as rotas atuais continuarem as mesmas, em cerca de 50 milhões de anos os geólogos prevêem que Ásia e América se encontrarão num novo grande continente. Ele ainda não existe mas já tem nome: Amásia.

Soerguimento dos Andes explica a diversidade de papagaios na América do Sul

No topo da montanha

Soerguimento dos Andes explica a diversidade de papagaios na América do Sul

Maria Guimarães

Edição Impressa 140 - Outubro 2007

Se fosse possível apontar uma câmera de vídeo para o norte da cordilheira dos Andes e mostrar em poucos minutos o que se passou em 6 milhões de anos, o filme mostraria as montanhas subindo às alturas e levando consigo alguns dos diversos papagaios que se espalhavam por todo o norte do continente. Nas cenas correspondentes aos últimos 2 milhões de anos, as coloridas aves, já isoladas de seus parentes que ficaram nas terras baixas, começariam a acumular diferenças entre si até originarem espécies distintas. Essa versão da história, que contraria a hipótese mais aceita, é resultado do trabalho da bióloga Camila Ribas, do Laboratório de Genética e Evolução Molecular de Aves da Universidade de São Paulo (USP). Ela reconstruiu a história evolutiva dos papagaios do gênero Pionus com ajuda da biogeografia, especialidade que analisa a distribuição geográfica da diversidade biológica. Esse tipo de enfoque tem raízes profundas: foram padrões biogeográficos os principais responsáveis por levar os britânicos Charles Darwin e Alfred Russel Wallace a elaborar a teoria da evolução.

Passado um século e meio das observações de Darwin e Wallace, a biogeografia hoje conta com novas técnicas, como análise de material genético, que ajudaram a contar a história dos Pionus, ou maitacas, publicada este mês na revista britânica Proceedings of the Royal Society, B. Camila considerava o trabalho modesto, até que chegou ao Museu Americano de História Nacional, em Nova York, para um pós-doutorado e mostrou os dados a seu supervisor Joel Cracraft. O experiente especialista em evolução de aves logo viu o valor daquele material para ajudar a elucidar a relação entre as histórias geológica e evolutiva da América do Sul e instou a pesquisadora brasileira a ampliar a amostragem e aprofundar as análises.

Mais fácil falar do que fazer. Os papagaios andinos são raros e pouco estudados, e difíceis de capturar. Para conseguir amostras de sangue ou outro tecido, de onde se obtém material genético, é preciso encontrar filhotes no ninho ou abater adultos a tiros. Camila foi então atrás de espécimes de museu e percebeu que estava no lugar certo: a coleção do museu nova-iorquino está entre as mais completas do mundo. Ela abriga o único exemplar preservado de Pionus ponsi, uma maitaca de penas verde-escuras, um pouco azuladas na garganta e amareladas nas costas, coletada em 1949 no noroeste da Venezuela. Lá estão também duas das raras peles de Pionus saturatus, com seu pescoço azul-turquesa, obtidas na Colômbia em 1899. E o laboratório onde os pesquisadores do museu realizam análises genéticas reúne condições e conhecimento que o põem entre os melhores do mundo para extrair material genético de espécimes antigos.

O material genético retirado das amostras de museus de zoologia norte-americanos e brasileiros serviu para construir a árvore genealógica – ou filogenia –, que revela o parentesco entre as espécies de Pionus. Camila aplicou a essa genealogia um método para estimar quando surgiram as diferentes espécies. É como se a quantidade de diferenças entre as seqüências de DNA das duas espécies, representada pelo comprimento de cada ramo da árvore, permitisse calcular quando nasceram o avô, o bisavô e o tataravô de uma pessoa viva hoje. A idéia de estimar datas de divergência a partir do comprimento dos ramos de uma árvore filogenética é conhecida como relógio molecular, mas o alto grau de imprecisão faz com que o método nem sempre seja bem aceito pelos pesquisadores. Por isso Camila e seus colaboradores usaram uma sucessão de análises.

© William Cooper, Parrots of the World, 1973

Parentes distantes: Pionus coralliunus (esq.), dos Andes, e o amazônico P. menstruus

O primeiro passo foi estimar outra vez os tamanhos dos ramos das árvores filogenéticas, de modo que refletissem o tempo evolutivo – a representação gráfica da filogenia inclui um eixo graduado, como uma escala em um mapa, que dá uma idéia de quando ocorreu cada evento evolutivo. A equipe comparou dois métodos distintos que geraram resultados bem parecidos, o que tornou as estimativas mais confiáveis. No passo seguinte era preciso calibrar a árvore: dar a algum ponto dela uma data conhecida, a partir da qual seria possível inferir as outras. “Para determinar essa data são necessários fósseis com idades conhecidas ou eventos geológicos que possam ser associados a alguma ramificação da árvore”, explica Camila. “Mas existem muito poucos fósseis de psitacídeos, a família que inclui papagaios, araras e periquitos.” O único evento geológico que ela tinha segurança em associar à história dos papagaios aconteceu há cerca de 85 milhões de anos, muito antes do surgimento do gênero Pionus: a separação entre a Nova Zelândia e a Antártida deixou de um lado a linhagem que levou ao gênero Nestor, exclusivo da Nova Zelândia, e de outro a fonte de todos os outros psitacídeos. A partir dessa data os pesquisadores estimaram a origem dos Pionus em cerca de 6,9 milhões de anos, data que serviu como escala para medir o tempo na genealogia do gênero.

A inovadora ginástica metodológica deu certo. “Os revisores que avaliaram o artigo aprovaram a publicação sem questionar o método”, comemora a pesquisadora. “As estimativas de tempo têm uma margem de erro grande”, explica, “mas temos confiança nos tempos relativos”. Ou seja, os Pionus podem não ter surgido há exatamente 6,9 milhões de anos, mas ela sabe a ordem dos eventos ao longo da genealogia.

Altas diferenças - O relógio molecular mostra que, ao erguer-se, a cordilheira dos Andes fragmentou a distribuição de espécies de maitacas, que ao longo de alguns milhões de anos acumularam diferenças e deram origem a novas variedades. Se a estimativa estiver correta, as três espécies que existiam por volta de 6 milhões de anos atrás, quando a porção norte dos Andes tinha 30% da estatura que atinge hoje, em 4 milhões de anos passaram a ser dez linhagens diferentes: seis no alto das montanhas e quatro nas terras baixas, que abarcam praticamente todo o resto da América do Sul.

Não aconteceu de um dia para o outro, mas movimentos da crosta terrestre erigiram uma imensa cadeia montanhosa onde antes havia uma planície de floresta. Surgiram assim grupos isolados de plantas e animais, como as maitacas, e entraram em jogo mecanismos locais que aumentaram a diversidade biológica. Nas montanhas os ciclos de alterações climáticas eram extremos: geleiras aos poucos engoliram a floresta e reduziram as áreas habitáveis pelas maitacas a trechos esparsos; depois derreteram permitindo às aves se espalharem outra vez. Esses processos se repetiram várias vezes e, no último milhão de anos, deram origem à maior parte das maitacas andinas. Hoje são dez espécies, de acordo com o trabalho de Camila.

© William Cooper, Parrots of the World, 1973

Em sentido horário: P. seniloides, chalcopterus e tumultuosos, dos Andes, e senilis (com mancha branca na cabeça), das terras baixas O relevo acidentado e os ciclos glaciais dão a muitos a impressão de que os processos evolutivos são mais complexos nos Andes do que nas terras baixas. Camila dá o exemplo do canadense Jason Weir, que no ano passado publicou um artigo na prestigiosa revista Evolution no qual conclui que as espécies mais recentes de aves sul-americanas estão no alto das montanhas. “O problema é que ele usou uma classificação que não representa a diversidade real”, retruca a brasileira. As nove espécies de maitacas que vivem nas terras baixas são, de acordo com a datação de Camila, igualmente recentes: a maior parte também surgiu no último milhão de anos. Porém uma dificuldade para esse tipo de estudo é o pouco que se sabe sobre a biodiversidade brasileira: quantas espécies existem, qual o parentesco entre elas e onde ocorrem. No trabalho com os Pionus ela tratou como espécies separadas várias unidades que são consideradas subespécies pela taxonomia vigente. “São animais bem diferentes e vivem em áreas geograficamente bem separadas”, justifica. Agora especialistas têm que decidir quantas são as espécies de maitacas: as nove reconhecidas hoje, as 19 que Camila e seus co-autores consideram distintas ou um número intermediário. “O Comitê Brasileiro de Registros Ornitológicos já pediu para analisar o artigo”, conta a bióloga. No Brasil ainda é impossível responder a perguntas biológicas mais elaboradas sem antes ordenar a classificação das espécies, segundo Camila, que teve de se tornar também sistemata: especialista no ramo da biologia que se ocupa em classificar os seres vivos de acordo com o parentesco entre eles. E tomou gosto pela coisa. Ao longo de seu doutorado, que terminou em 2004 sob orientação de Cristina Miyaki, na USP, Camila pôs ordem na classificação de vários gêneros de psitacídeos. Examinou as nove espécies normalmente acomodadas no gênero Pionopsitta, que se distribuem pelo norte da América do Sul, e descobriu que a classificação não correspondia à realidade. É como se a árvore genealógica de uma família incluísse primos de segundo grau, mas desconsiderasse os de primeiro grau. Uma reforma era necessária. No artigo publicado em 2005 no Journal of Biogeography, Camila ressuscitou o gênero Gypopsitta, que caíra em desuso, e nele alojou oito espécies desses papagaios de cor verde-viva e cabeças ora amarelas, ora vermelhas, ora verdes com manchas coloridas, em geral conhecidos como curicas. Em Pionopsitta sobrou uma única espécie – pileata, o cuiú-cuiú ou caturra, com sua máscara vermelha. A bióloga recuperou também a história de Gypopsitta que, como as maitacas, tem o levantamento dos Andes como ponto crucial de sua história evolutiva. O grupo que ficou a oeste da cadeia montanhosa gerou três espécies, que hoje vivem na América Central, na Colômbia e no Equador. Em seguida eventos geológicos, provavelmente ligados aos movimentos da crosta terrestre que produziram a cordilheira dos Andes, separaram as curicas amazônicas que deram origem a duas espécies a oeste – G. barrabandi, ao longo da bacia amazônica até o Peru, e G. pyrilia, nas Guianas. Os representantes de Gypopsitta que ficaram na metade leste da Amazônia se dividiram em três espécies, que podem ter se diferenciado como resultado de flutuações no nível do mar e glaciações. Florestas do passado - O mesmo enfoque pode ser valioso para revelar as relações passadas e atuais entre os ecossistemas brasileiros. Parte da história biogeográfica do Brasil está gravada nos periquitos Pyrrhura, ou tiribas, outro psitacídeo que Camila estudou durante seu doutorado. Assim como as maitacas, diferentes espécies de tiribas estão nos Andes, na Amazônia, no Cerrado, na Caatinga e na Mata Atlântica. Ao estudar o parentesco entre as espécies, Camila concluiu que o ancestral desses periquitos deu origem a um ramo que levou a Pyrrhura cruentata, que hoje vive na Mata Atlântica, e outro que se diversificou em todas as outras espécies. Esta segunda linhagem, por sua vez, se ramificou e deu origem a espécies que hoje ocupam os diversos hábitats sul-americanos. Ao contrário do que é mais comum observar, as espécies de Pyrrhura que hoje compartilham um mesmo ambiente não são parentes próximas; elas são representantes de linhagens que divergiram no passado distante da história dos tiribas. Isso mostra, por exemplo, que nem todas as espécies que hoje estão na Mata Atlântica têm ali suas origens evolutivas. O trabalho de Camila, publicado em 2006 na revista especializada The Auk, sugere que a fauna da Mata Atlântica é composta por espécies cujos ancestrais já estavam ali e outras de origens amazônicas. Estudos sobre outros animais dizem o mesmo: a Mata Atlântica e a Amazônia nem sempre foram isoladas como são hoje. “Em algum momento recente, por volta de 1 milhão de anos atrás, parece ter havido comunicação entre a Amazônia e a Mata Atlântica por corredores de floresta que existiam onde estão o Cerrado e a Caatinga”, resume Camila. Além disso, a pesquisadora mostrou que na Mata Atlântica alguns grupos são muito recentes e outros muito antigos. Os grupos antigos aparecem nas filogenias como ramos longos sem ramificações – ou seja, não têm espécies-irmãs de origem relativamente recente. “Isso sugere que podem ter havido muitas extinções por ali, ou menos oportunidades para diversificação”, explica. Mas a presença de ramos longos – linhagens que existem na Mata Atlântica há milhões de anos – mostra que essa floresta tem permanecido um ambiente estável há mais tempo do que a Amazônia, onde variações ambientais bastante recentes fizeram com que a maioria dos psitacídeos que ali vivem se diversificassem nos últimos 1 ou 2 milhões de anos. Esse processo deu origem a espécies consideradas jovens. O próximo passo para Camila é ir além dos psitacídeos e estudar aves que contêm histórias diferentes e ajudem a compreender melhor como se formaram as florestas brasileiras e a biodiversidade que elas contêm. Ela começou pela Amazônia e escolheu aves que mostram a importância de considerar as particularidades ecológicas de cada espécie. O jacamim, ou Psophia, é uma ave terrestre, de rabo curto e penas escuras, restrita às terras firmes amazônicas – não existe em áreas alagadas. Essa especialização parece limitar os movimentos dos jacamins, o que não aconteceria com um papagaio capaz de voar por longas distâncias. O resultado é que regiões amazônicas diferentes abrigam espécies distintas de jacamins, cuja diversificação é recente. Resta ainda explicar o que isolou linhagens e deu origem às espécies diferentes. Já os arapaçus, aves de penas castanhas que com seus bicos longos alcançam insetos que vivem debaixo da casca das árvores, têm hábitos ecológicos diferentes conforme a espécie. O arapaçu Dendrocincla merula, como os jacamins, está mais restrito a zonas de terra firme. Camila agora participa de um estudo coordenado por Alexandre Aleixo, do Museu Paraense Emílio Goeldi, em colaboração com pesquisadores da Universidade Federal do Pará, que já mostrou que existem linhagens separadas pelos grandes rios amazônicos. O mesmo parece não acontecer com Dendrocincla fuliginosa, mais flexível em termos de hábitat: uma análise preliminar mostra que a distribuição das linhagens é mais ampla e abarca grandes áreas da floresta. Falta muito para entender como as características passadas e atuais - rios, montanhas, movimentos geológicos e alterações climáticas, entre outras – da Amazônia moldaram as espécies animais e vegetais que lá vivem. A diversidade biológica brasileira guarda marcas que podem revelar mistérios da formação da América do Sul, mas biólogos e geólogos ainda têm muito trabalho pela frente para conseguir ler essa história, importante não só para entender como se formou esta parte do mundo mas também para delinear estratégias de conservação da riquíssima e única fauna sul-americana.

Viagem ao centro da Terra (Brasil)

Viagem ao centro da Terra

Há 245 milhões de anos meteorito abriu cratera de 40 quilômetros de diâmetro na atual divisa entre Mato Grosso e Goiás

Ricardo Zorzetto

Edição Impressa 140 - Outubro 2007

Desde que trocou a vida corrida das grandes cidades pela tranqüilidade do campo seis anos atrás, o publicitário paranaense Ruy Ojeda não se cansa de falar dos encantos da terra que adotou como sua: a pequena Ponte Branca, no sudeste do estado do Mato Grosso, já na divisa com Goiás. O que o seduziu não foi o sossego desse município de menos de 2 mil habitantes nem a beleza natural da região, onde as pastagens gradualmente substituíram as árvores de tronco retorcido e casca espessa do Cerrado. A razão do encanto é um fenômeno que ocorreu muito tempo atrás e ainda hoje Ojeda não compreende bem: o surgimento de uma imensa cratera formada pelo impacto de um meteorito que caiu há 245 milhões de anos perto de onde hoje fica Ponte Branca e o município vizinho de Araguainha.

Ojeda soube da cratera, cuja formação começa agora a ser mais bem conhecida a partir de estudos recentes de geólogos e geofísicos de São Paulo e Campinas, em julho de 2002, quando acompanhava o trabalho de campo da equipe de Claudinei Gouveia de Oliveira, da Universidade de Brasília. Maravilhado com a possibilidade de ver de perto essa cicatriz de um passado distante, Ojeda não perdeu tempo. Subiu a serra da Arnica – o ponto mais alto da região, a 16 quilômetros de Ponte Branca – e olhou em todas as direções, na esperança de encontrar um imenso buraco. Não viu nada que lembrasse uma cratera. Mas não desistiu de procurar e saiu pelas fazendas da região pedindo informações sobre o tal buraco. Só conseguiu encontrar a cratera, a maior da América do Sul provocada pela queda de um corpo celeste, quando aprendeu a decifrar as informações dos documentos científicos. “Não imaginava que vivíamos todos dentro dela”, conta.

Assim como ele, a maior parte dos 2 mil moradores de Ponte Branca e do 1,3 mil de Araguainha não sabe que as duas cidades nasceram no ventre de uma cratera aberta por um meteorito. Muitos nem acreditam que ela de fato exista. Dá para entender por quê. A cratera é tão extensa – tem 40 quilômetros de diâmetro – que da serra da Arnica, seu ponto central, não é possível enxergar os morros que formam sua borda. Só para ter uma idéia de sua dimensão, uma cratera como a de Araguainha abarcaria completamente a Região Metropolitana de São Paulo, a maior metrópole sul-americana, formada pela capital paulista e 39 municípios vizinhos.

Não é só quem mora por lá que tem dificuldade em perceber que as cidades estão no fundo de uma cratera: a primeira perto do centro, a região diretamente atingida pelo meteorito; e a segunda mais próxima à borda, onde extensas cadeias de morros semicirculares se ergueram em conseqüência do choque. Também os cientistas demoraram a notar a cratera. Sua estrutura em forma de um anel com 40 quilômetros de diâmetro foi inicialmente identificada na década de 1960 em estudos geológicos feitos pela Petrobras. Mas os indícios mais fortes de que se tratava mesmo de uma cratera só apareceram mais tarde. Em 1973, ao analisar as primeiras imagens do Brasil feitas pelo satélite norte-americano Landsat, o geofísico Robert Dietz e o geólogo Bevan French sugeriram em um artigo na Nature que a região de Araguainha estava no interior de uma depressão que poderia ser uma cratera de impacto aberta por uma rocha vinda do espaço, estrutura a que os geólogos dão o nome de astroblema.

© Elder Yokoyama/IAG-USP

Após o choque: núcleo rochoso que estava a 2 quilômetros de profundidade aflorou e originou a serra da Arnica

Mas o formato circular observado do espaço poderia representar também os restos de um vulcão extinto, coberto por sedimentos, dúvida que intrigou os pesquisadores por anos até que as imagens estudadas por Dietz e French chamaram a atenção de um geólogo brasileiro recém-formado, Alvaro Crósta, que começava seu mestrado em sensoriamento remoto no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Após dias de viagem por estradas de terra esburacadas, em 1978 Crósta foi a Araguainha e Ponte Branca e percorreu a região, analisando os diferentes tipos de rocha que afloravam na paisagem. Nessa expedição encontrou os sinais característicos de uma cratera formada por impacto de um meteorito, entre eles fragmentos de rochas sedimentares que lembram a ponta de uma árvore de Natal. São os chamados cones de estilhaçamento ou shatter cones, que Crósta descreveu em um artigo publicado em 1981 na Revista Brasileira de Geociências, simultaneamente à publicação do trabalho da geóloga alemã Barbara Theilen Willige, que havia chegado ao mesmo resultado de modo independente e estimado a idade da cratera em 285 milhões de anos.

Crósta analisou rochas que se formaram com a pressão e o calor do impacto e calculou a idade do choque em aproximadamente 300 milhões de anos. “Mas na época não havia técnicas de datação adequadas e eu já supunha que pudesse ser mais recente”, comenta o geólogo, atualmente professor do Instituto de Geociências da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Datações posteriores feitas com técnicas mais precisas definiram em 245 milhões de anos a queda do meteorito na região.
Naquela época a Terra era bem diferente da que conhecemos hoje. O clima era mais quente e seco e as placas tectônicas, imensos blocos rochosos que formam os continentes atuais, ainda se encontravam coladas umas às outras, fundidos em um continente único: a Pangéia. Esse supercontinente que se estendia no sentido norte-sul dividia o globo ao meio e era banhado a leste por um mar chamado Tétis e a oeste pelo Pantalassa, um imenso oceano que cobria quase toda a Terra. O que mais chama a atenção é que justamente nesse período ocorreu a maior das cinco extinções em massa a devastar a vida no planeta. Fósseis encontrados em diferentes regiões do mundo permitem estimar que 96% das espécies que povoavam os oceanos e 70% das que habitavam terra firme tenham sido eliminadas há 250 milhões de anos, data que marca a transição do período geológico Permiano para o Triássico. Há até mesmo quem acredite que essa extinção tenha favorecido a soberania dos dinossauros, que surgiriam tempos mais tarde.

É pouco provável que o meteorito de Araguainha tenha sido o único responsável pela maior extinção da vida do planeta. Mas alguma contribuição ele pode ter dado, uma vez que o choque liberou uma quantidade de energia tão grande que causou em toda a região mais estragos do que se imaginava, revela um extenso trabalho realizado pela equipe de Yára Marangoni, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP).

Em 2005 Yára reuniu especialistas de diferentes áreas da USP e da Unicamp e, em viagens de carro que duram dois dias a partir de São Paulo, os pesquisadores decidiram visitar a região, com o objetivo de investigar como o meteorito havia afetado as camadas mais profundas da crosta terrestre, que hoje se encontram expostas no centro da cratera. Associando técnicas distintas, esse trabalho vem permitindo redimensionar a intensidade do choque e a deformação provocada abaixo da superfície. Após quase dois anos de estudos e três expedições a Araguainha, a equipe de Yára já tem uma idéia mais precisa de como era a região antes da queda do meteorito e da profundidade dessa ferida aberta na pele do planeta. Também consegue estimar melhor o quanto já cicatrizou e foi apagado pelo vento e pela chuva.

Quando um bloco rochoso com 4 a 6 quilômetros de diâmetro despencou dos céus a milhares de quilômetros por segundo perto de onde hoje é Araguainha, a região era uma vasta restinga, submersa alguns metros em água salgada. A violência do impacto afetou imediatamente a região compreendida por um círculo de uns 30 quilômetros de diâmetro: a energia do choque transformou em vapor a água que havia ali e cavou um buraco com quase 2 quilômetros de profundidade, afirma o grupo de Yára em um artigo publicado em outubro no Geological Society of America Bulletin. O ponto diretamente atingido pelo meteorito foi submetido a altíssimas pressões. Mas não por muito tempo. Assim como uma pessoa que cai em uma cama elástica é lançada de volta ao ar, o alívio da pressão no centro do impacto fez brotar à superfície um gigantesco bloco de granito, rocha muito dura e antiga, que estava a dois quilômetros de profundidade – muito distante do centro da Terra, visitado pelos exploradores do livro de Júlio Verne. Esse núcleo com quase 5 quilômetros de diâmetro é parte da zona elevada no centro da cratera e inclui a atual serra da Arnica, a mesma que Ojeda visitou anos atrás à procura da cratera, também conhecida como domo de Araguainha.

Como se descobriu isso? É simples. Os geólogos Cristiano Lana, Ricardo Trindade e Elder Yokoyama analisaram as rochas que formam o relevo da região e constataram que camadas que deveriam estar a centenas de metros de profundidade apareciam ao nível do solo, como se as entranhas da Terra tivessem sido expostas. “A pressão do impacto fundiu parte dos sedimentos e após resfriar fez surgir no centro da cratera uma camada de 100 metros de espessura de uma rocha que contém fragmentos microscópicos de vidro”, conta Trindade.

Com um equipamento que mede variações na aceleração da gravidade – e permite estimar a densidade das rochas de uma região –, Yára e Marcos Alberto Vasconcelos avaliaram 300 pontos no interior da cratera. Notaram que a energia liberada no choque gerou danos muito abaixo da atual superfície. “A quase 2 quilômetros de profundidade é possível detectar os efeitos desse impacto no granito, que trincou e se tornou muito menos denso do que geralmente é”, conta a geofísica.

Os efeitos do choque se propagaram para muito além do núcleo e amarrotaram a crosta terrestre. Mapas tridimensionais produzidos a partir de imagens de satélite por Lana e Carlos Roberto Souza Filho, da Unicamp, mostram que círculos concêntricos se formaram em torno do local de impacto, como quando se lança uma pedra em uma bacia com água. Uma primeira cadeia circular de morros de até 500 metros de altura e quilômetros de extensão erigiu-se a 12 quilômetros do local de impacto, e uma segunda um pouco mais adiante, de 14 a 18 quilômetros do núcleo.

Nem tudo, claro, continua igual. “Nesses milhões de anos esses morros perderam de 250 a 350 metros de altitude devido à ação do vento e da chuva”, explica Yára. Apesar desse desgaste natural, os pesquisadores afirmam que a cratera permanece muito parecida com a que se formou logo após o impacto. “É difícil ter acesso a uma cratera com estruturas bem conservadas como a de Araguainha”, diz Trindade. Muitos geólogos acreditam que crateras escavadas por meteoritos tenham sido muito mais comuns do que se pode imaginar. No início da formação do Sistema Solar os planetas mais próximos ao Sol, incluindo a Terra, foram fortemente bombardeados por meteoritos. A diferença por aqui é que as condições climáticas e a movimentação das placas tectônicas apagaram parte dessa história, que permanece gravada nas crateras de Marte ou mesmo da Lua.

Como primeiro passo para proteger Araguainha, anos atrás Crósta registrou a cratera na lista da Comissão Brasileira de Sítios Geológicos e Paleobiológicos com os principais sítios geológicos nacionais, candidatos a serem classificados como patrimônio da humanidade pela Unesco. No início deste ano as prefeituras de Ponte Branca e Araguainha e o Ibama assinaram um documento propondo a criação de uma área de proteção ambiental na área da cratera. “Essa é uma forma de a região obter recursos para preservar as estruturas da cratera e adotar iniciativas como painéis explicando o que aconteceu por ali e programas de educação e divulgação nas escolas locais”, afirma Crósta. “Se não transmitirmos esse tipo de informação, há risco de os afloramentos rochosos serem destruídos.”

Ruy Ojeda, que até março era secretário de Meio Ambiente e Turismo de Ponte Branca, vê na conservação da cratera uma oportunidade de renascimento econômico para a região, que empobreceu desde o fim dos garimpos de pedras preciosas em meados do século passado. Desde que descobriu a cratera cinco anos atrás, se apaixonou e leu tudo o que pôde a respeito. E decidiu compartilhar com os moradores da região e de outras cidades o conhecimento sobre esse passado distante. “Não meço o tempo para falar sobre esse assunto”, diz Ojeda, que é conhecido como o embaixador do domo de Araguainha.

Primatas do Brasil e a Seleção Natural

De galho em galho

Seleção natural favoreceu diversificação por tamanho e gerou variedade de macacos na América Latina

Maria Guimarães

Edição Impressa 141 - Novembro 2007

Olhar para o alto numa floresta tropical pode ser tão frustrante quanto deslumbrante. As copas das árvores abrigam cores, formas, sons e vidas de todos os tipos. Vidas que ora saltam aos olhos, ora se impõem aos ouvidos, ora se escondem. Em meio ao que as folhas ocultam, na América estão por volta de 130 espécies de macacos, raramente vistos por visitantes curiosos. Macacos-prego se penduram pelas caudas e com elas também manuseiam os insetos e frutos que compõem sua dieta, que incorpora uma ampla gama de petiscos como folhas, flores, pequenos vertebrados e até casca de árvores indigestas como eucalipto ou pinheiro. Esses macacos que vivem em bandos de até 35 indivíduos costumam defender seu território, mas curiosamente admitem nos mesmos galhos exemplares de uma espécie menor, o mico-de-cheiro, com quem disputam os mesmos frutos e insetos. “É como se os micos-de-cheiro fossem filhotes dos macacos-prego”, explica o biólogo da Universidade de São Paulo (USP) Gabriel Marroig. Ele analisou a variedade de macacos que povoam as árvores da América e concluiu que entre as características favorecidas pela seleção natural – como força física e capacidade de se reproduzir – a que mais conta é o tamanho do animal.

Em artigo recente na BMC Evolutionary Biology, Marroig compara as proporções em crânios de macacos-prego, do gênero Cebus, e micos-de-cheiro (Saimiri) ao longo do crescimento. São dois gêneros aparentados com tamanhos bem diferentes, o que os destaca dos outros macacos do Novo Mundo. Crânios são as partes do corpo mais usadas nos estudos de zoologia como fonte de informação, porque as distâncias entre pontos de referência como reentrâncias, orifícios e junções entre ossos permitem caracterizar espécies e comparar animais diferentes. Nas mãos do biólogo ajudam a contar o que aconteceu desde que os macacos chegaram à América, 30 milhões de anos atrás.

A equipe do Laboratório de Evolução de Mamíferos da USP transforma as medidas em imagens tridimensionais dos crânios analisados – uma técnica conhecida como morfometria geométrica. Com o crânio apoiado em uma plataforma, o pesquisador toca nos pontos de referência com algo que se parece com uma caneta metálica que pende de um braço articulado. Os movimentos desse braço, ligado a um computador, são armazenados como distâncias em três dimensões. O computador então gera imagens que lembram cristais lapidados, mas são uma versão simplificada dos crânios medidos. Em seguida, os pesquisadores podem encolher ou inflar os crânios digitais de maneira que o macaco-prego e o mico-de-cheiro fiquem do mesmo tamanho – o primeiro é na realidade duas a três vezes maior do que o segundo. Dessa forma eles podem ignorar as diferenças de tamanho e comparar as proporções entre as medidas e o formato do crânio em animais de várias idades.

As imagens digitais mostram que o mico-de-cheiro nasce com o crânio quase esférico. À medida que cresce, seu crânio se achata como se algo pressionasse o cocuruto para baixo enquanto o focinho se alonga. Marroig mostrou que, ignorando-se as diferenças de tamanho, o crânio de um mico-de-cheiro adulto é muito semelhante ao de um macaco-prego filhote – que passará pelo mesmo processo de achatamento numa direção e alongamento na outra.

Adultos precoces - Esse padrão de diversificação se encaixa na teoria que descreve a evolução, que pode dar origem a novas espécies, como resultado de mudanças nas taxas de desenvolvimento de um organismo. Esse mecanismo evolutivo, conhecido como heterocronia, foi por muito tempo cogitado para explicar como os seres humanos teriam evoluído: é como se o feto do chimpanzé se tornasse adulto sem perder sua aparência infantil. Segundo Marroig, essa hipótese já não é aceita. “A diferenciação da espécie humana é mais complexa, envolveu muitas outras características além de taxas de desenvolvimento”, diz.

Apesar de não ser mais visto como central para diferenciar o homem de seus parentes primatas, o desenvolvimento continua a ser cotado como força evolutiva importante. “Existem evidências de que alterações no desenvolvimento ocorreram em momentos marcantes da história evolutiva de diversos grupos”, conta a bióloga Tiana Kohlsdorf, do campus de Ribeirão Preto da USP. Quando não é possível encontrar embriões para analisar a ação dos genes ao longo do desenvolvimento, Tiana explica que o jeito é analisar as seqüências do DNA dos genes relacionados ao desenvolvimento da característica em questão. Em seu trabalho ela compara, entre lagartos e cobras, genes que atuam na formação das patas.

No caso da diferenciação entre os macacos da América, o alvo das análises genéticas tem sido o hormônio do crescimento. Durante seu doutorado sob orientação de Marroig, Elytânia Menezes decifrou a seqüência do gene que comanda a síntese desse hormônio e encontrou evidências de evolução adaptativa – variações na ação do hormônio do crescimento entre gêneros teriam sido causadas por seleção natural e seriam responsáveis pela diferença de tamanho entre os macacos desses gêneros. Elytânia deve defender seu doutorado no início de 2008 e está preparando o artigo para publicação. Para mais detalhes, portanto, é preciso esperar.

Marroig comparou aspectos relacionados ao desenvolvimento entre todos os 16 gêneros de macacos das Américas. Ele viu que, em relação a seu tamanho, os macacos-prego demoram mais do que seria esperado para chegar à idade reprodutiva, o que lhes dá mais tempo para atingir um tamanho maior. Já os micos-de-cheiro nascem maiores em relação ao tamanho da mãe do que se observa em outros macacos. “Eles nascem cabeçudos, com o cérebro mais desenvolvido do que outras espécies”, conta Marroig. É em parte graças a isso que são desmamados mais depressa do que outros macacos com tamanho parecido.

Essas correlações reforçam a idéia de que foram alterações de tamanho que geraram os diferentes gêneros. O trabalho não permite dizer com segurança como era o ancestral comum aos gêneros Cebus e Saimiri. Marroig acha mais provável, porém, que o macaco-prego seja uma versão crescida do mico-de-cheiro, e não o contrário. É mais do que intuição. O tempo mais longo que o Cebus leva para chegar à maturidade é uma pista. Outra é a árvore genealógica dos macacos deste continente: o ramo onde estão esses dois gêneros abriga somente primatas pequenos.

Fósseis e estudos genéticos contam que há 30 milhões de anos, no período geológico Oligoceno, chegaram ao Novo Mundo os primeiros primatas. “Nessa época”, Marroig explica, “penínsulas ligavam a África à América do Sul”. Não eram pontes completas entre os dois continentes, mas as distâncias eram curtas o suficiente para que os ancestrais dos primatas que hoje vivem aqui pudessem transpô-las de carona em troncos ou outros materiais flutuantes. O mapa do fundo do oceano Atlântico milhões de anos atrás foi elaborado por Felipe Bandoni, aluno de doutorado de Marroig, para o livro South american primates, no prelo pela editora Springer.

Os imigrantes símios, animais com cerca de 1 quilograma (como os micos-de-cheiro, que têm 40 centímetros de altura), encontraram uma terra cheia de possibilidades. “Eles não tinham competidores; os marsupiais eram os únicos mamíferos relativamente arborícolas, mas usavam os recursos de maneira diferente”, conta Marroig. As árvores estavam desimpedidas, com repastos para todos os gostos. Aconteceu então, entre 20 e 16 milhões de anos atrás, o que os evolucionistas chamam de radiação adaptativa explosiva: rapidamente surgiu uma grande variedade de macacos capazes de explorar os mais diversos nichos ecológicos, definidos pelas dietas.

É aí que entra o tamanho como motor evolutivo fundamental, pois é o que permite a especialização alimentar. “Não existe nenhum macaco grande que se alimente de insetos, e nenhum pequeno que sobreviva à base de folhas”, diz Marroig. Isso ocorre porque mamíferos pequenos precisam de nutrientes que possam ser rapidamente transformados em energia, o que obtêm de frutos e insetos. Para sobreviver com uma dieta desse tipo, animais maiores precisariam consumir uma quantidade muito grande de insetos. “Para isso”, explica o biólogo, “eles teriam que se especializar em insetos sociais que podem ser encontrados em grandes densidades, como fazem os tamanduás, ou tornar-se predadores eficazes”. Nenhum macaco sul-americano desenvolveu essas características. Mas comer folhas também não é fácil: são repletas de substâncias que não podem ser digeridas e por isso só podem se alimentar delas animais com intestinos longos, capazes de extrair nutrientes e depurar as toxinas com que as plantas se defendem dos herbívoros.

Micos-de-cheiro partilham árvores e alimento com macacos-prego

Os integrantes dos gêneros Cebus e Saimiri têm dietas semelhantes: sobretudo frutos e insetos. A diferença está na capacidade dos macacos-prego de completar sua dieta com quase qualquer coisa que lhes apareça pela frente, e nas proporções que representam. Insetos são 50% da dieta de Cebus, macacos de 2 a 3 quilogramas, e chegam a 75% do que comem os Saimiri, cujos adultos pesam por volta de 1 quilograma.

Tal diversidade de tamanhos poderia ter surgido por acaso, ou de carona com outras características, como dentes maiores ou caudas mais longas. Mas Marroig mostrou, em artigo publicado em 2004 na revista The American Naturalist, que na maior parte dos macacos americanos foi a seleção natural, e não o acaso, que gerou a diversidade. “Hoje temos ferramentas estatísticas para distinguir sobre qual característica a seleção agiu”, explica o biólogo.

Diz a contagem mais recente que são 129 as espécies de macacos das Américas – com tamanhos que vão dos 100 gramas do mico-leãozinho (Cebuella pygmaea) aos 10 quilos do muriqui (Brachyteles arachnoides e B. Hypoxanthus). Todos eles consomem frutos, uma fonte fácil de açúcares, e adotam estratégias de vida distintas para completar sua dieta com proteínas e vitaminas. O muriqui freqüenta as copas das árvores da Mata Atlântica, onde se refestela com folhas. Mais abaixo vivem os macacos-prego e em seguida os micos-de-cheiro, com suas dietas variadas. No estrato mais próximo ao chão vivem os pequenos sagüis, que pesam por volta de 400 gramas e têm incisivos alongados e estreitos com os quais escavam os troncos das árvores e obtêm seiva. Comem também frutos, insetos e néctar.

Comparadas aos seus parentes americanos, as mais de 150 espécies de macacos do Velho Mundo exibem pouca diversidade em termos de formas, tamanhos e comportamentos. Devem isso, em parte, à sua diversificação mais recente. Embora o Velho Mundo tenha mais espécies que o Novo Mundo, Marroig defende que não é possível comparar números, não só por serem histórias evolutivas separadas. De acordo com ele, as escolas científicas são muito diferentes e resultam em estratégias distintas de classificação dos animais. “No Brasil os pesquisadores descrevem espécies novas com maior facilidade do que no Velho Mundo, onde os especialistas são mais conservadores e tendem a classificar variedades que encontram como subespécies em vez de espécies.”

Rumos evolutivos - Não chega a ser surpreendente que variação em tamanho seja o caminho para a diversificação dos macacos. “Mas ninguém fala nisso”, diz Marroig. É previsível porque a seleção natural age sobre a diversidade genética – se um gene for sempre idêntico, não existe a possibilidade de evolução. E tamanho é uma característica marcada por enorme variabilidade – basta correr os olhos por uma sala cheia de pessoas para ter uma noção de como os tamanhos são diversos. Em artigo publicado em 2005 na revista Evolution, Marroig analisou todos os 16 gêneros de macacos deste continente e mostrou que o tamanho é, no jargão evolutivo, uma via de menor resistência evolutiva. Ou seja, é por esse leito que a evolução tende a correr.

Geologia - o cobre e as ametistas

De carona no vapor

Interação de água com rochas facilitou o acúmulo de cobre e a formação de ametistas

Carlos Fioravanti

Edição Impressa 173 - Julho 2010

© eduardo cesar

Ametista e cobre nativo (no detalhe): talvez em jazidas

Nas profundezas do aquífero Guarani, o reservatório subterrâneo que abastece as cidades do sudeste e sul do Brasil, a temperatura da água não deve passar de 60 graus Celsius (^oC). Mas essa água já esteve bem mais quente, a ponto de alterar a composição das rochas que recobrem o aquífero e, à medida que subia para a superfície, formar esferas de cobre e depósitos de ametista.

Uma equipe da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) concluiu que a água do aquífero Guarani deve ter chegado a 130^oC há cerca de 135 milhões de anos, quando dinossauros carnívoros corriam atrás de dinossauros herbívoros nas provavelmente descampadas planícies do sul e sudeste do Brasil. As análises de rochas indicaram que a água deve ter fervido e permanecido na forma de vapor ao longo de 1 milhão ou 2 milhões de anos, enquanto uma porção de magma líquido saía da pluma Tristão da Cunha, que esquentou toda a região sul e sudeste da América do Sul, e se acomodava em meio à camada de basaltos já cristalizados.

O vapor de água deve ter atravessado os basaltos, liberado átomos de cobre dos minerais e os conduzido até cavidades esféricas e fraturas em que o cobre se acumulou. Do mesmo modo, o vapor de água, ao liberar, transportar e acumular minerais enquanto se afastava do centro da Terra, pode ter favorecido a formação de depósitos de ametista, variedade de quartzo de cor violeta por causa de impurezas como manganês ou ferro, no sul do país.

Com essa hipótese, conceitos mais antigos sobre a formação desses minerais vão por água abaixo. “Os depósitos de cobre e de ametista dessa região, a Província Vulcânica Paraná, devem ter- -se formado no máximo a 150^oC, como resultado da interação da água e vapor com os basaltos e não a 1.200^oC, em consequência do esfriamento da lava basáltica, como se pensava”, afirma o geólogo Léo Afraneo Hartmann, professor da UFRGS e coordenador da equipe que há cinco anos examina as variações na composição das rochas que recobrem o aquífero. Essa camada conhecida geologicamente como Grupo Serra Geral chega à superfície no sul de Minas Gerais, depois se espalha em profundidades que atingem 1.800 metros nos estados de São Paulo e Paraná e sobe para 800 metros abaixo da superfície, no Rio Grande do Sul. “Todos os testes estão confirmando essa nova hipótese.”

Durante dois anos, ao longo do doutorado orientado por Hartmann, Víter Magalhães Pinto coletou amostras de cobre de até três metros de profundidade em 85 locais do distrito de Vista Alegre, na divisa entre Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Seu propósito era entender por que o cobre, ali, em vez de jazidas como em outras regiões do Brasil, forma esferas de baixo grau de impurezas cujas dimensões variam de meio punho adulto fechado a até 200 quilogramas, pesando de 500 gramas a 200 quilogramas. Os lavradores as encontram ao revolverem a terra e, mesmo que não formem um volume suficiente para serem exploradas comercialmente, podem ser derretidas e moldadas com relativa facilidade na forma de panelas. Os nativos da região sul utilizavam esse cobre para fazer pontas de lanças e flechas.

Na UFRGS e na Austrália, onde fez parte do doutorado, Víter analisou a sucessão de minerais acumulados nessas cavidades e frestas. “O cobre foi a última fase de deposição de minerais nas cavidades das rochas”, concluiu Víter, contratado em janeiro como professor da Universidade Federal de Roraima. Portanto, ele pensou, o cobre deveria ser mais recente que os outros minerais e teria sido retirado dos minerais piroxênio e magnetita, que compõem os basaltos, pelo vapor de água.

Detalhados em um artigo em fase de publicação na revista International Geology Review, esses achados convergiram com a pesquisa de doutorado de Lauren Duarte, também orientada por Hartmann. Lauren examinou as ametistas do município gaúcho de Ametista do Sul e de Artigas, no Uruguai, dentro de geodos alongados com até quatro metros de altura. Ela e Hartmann concluíram que essas pedras preciosas deviam ter se formado como resultado da ação do vapor de água sobre a camada de basalto, como descrito em um artigo publicado em 2009 na revista Journal of Volcanology and Geothermal Research.

“Dois físicos teóricos, os professores Marcos Vanconcelos e Joacir Medeiros, aqui da UFRGS, nos ajudaram muito com as modelagens matemáticas da temperatura e da pressão da água que explicavam o que víamos em campo”, relatou Lauren, contratada no ano passado como professora da UFRGS. Desde 2008 ela integra a equipe de um laboratório que desenvolve tecnologias que levem ao melhor aproveitamento econômico de resíduos minerais e de gemas como ágata e ametista.

Água de ouro - “Na Serra Geral ainda hoje a água quente, embora não tão quente como antes, continua atravessando as rochas que recobrem o aquífero”, diz Hartmann. As águas chegam mornas na estância termal de Iraí, norte do Rio Grande do Sul, e em algumas cidades paulistas traz sílica dissolvida. Durante duas décadas, Hartmann, com sua equipe, examinou como a água, combinada com enxofre e cloro a temperaturas superiores a 150^oC, facilitou a formação de depósitos de ouro na Amazônia, no Uruguai e nos Andes.

Apoiado por financiamentos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (Fapergs), Hartmann continua indo a campo com sua equipe. Ele planeja em agosto ir para Quaraí, oeste do Rio do Grande do Sul, com pesquisadores, estudantes de pós-graduação e membros da Sociedade Brasileira de Geologia e do Serviço Geológico do Brasil. A seu ver, pode haver tanta ametista no pampa quanto na serra gaúcha, em Ametista do Sul.

“O distrito gemológico Los Catalanes, no Uruguai, do outro lado da fronteira, tem megajazidas de ametista e do lado de cá ainda não encontraram jazidas, mas deve ter”, diz ele, com base em dois artigos em fase de publicação – um na Geological Magazine e outro no International Geology Review. Hartmann acredita também que o cobre pode ter formado jazidas e não apenas depósitos pequenos e esparsos, ao longo da Serra Geral. “Na China já encontraram e estão explorando jazidas de cobre de origem semelhante”, diz. “Os indícios que vimos até agora no sul do Brasil são sinais de que pode haver jazida, mas só procurando sistematicamente para saber.”

> Artigo científico

DUARTE, L.C. et al. Epigenetic formation of amethyst-bearing geodes from Los Catalanes gemological district, Artigas, Uruguay, southern Paraná Magmatic Province. Journal of Volcanology and Geothermal Research. v. 184, p. 427-36, 2009.

A última peça do Gondwana

A última peça do Gondwana

Antigo oceano que isolava a Amazônia dos demais blocos da América do Sul secou há 520 milhões de anos

Marcos Pivetta

Edição Impressa 173 - Julho 2010

© ben mcgee

Região de Nobres, em Mato Grosso: uma das áreas estudadas

A história cronológica de Gondwana, o antigo supercontinente austral que incluía a maior parte das terras hoje situadas no hemisfério Sul, está sendo reescrita por pesquisadores brasileiros e norte-americanos. De acordo com novas datações de rochas e análises do campo magnético presente em trechos de uma cadeia montanhosa do Brasil Central, o evento final que levou à formação do supercontinente ocorreu 100 milhões de anos mais tarde do que se pensava. O desaparecimento de um oceano, Clymene, que separava a Amazônia dos demais blocos da futura América do Sul, se deu 520 milhões de anos atrás.

“Antes trabalhávamos com a ideia de que o fechamento do Clymene tivesse ocorrido há cerca de 620 milhões de anos”, afirma o geólogo Ricardo Trindade, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), um dos autores do trabalho, publicado na edição de março da revista científica Geology. “Agora sabemos que a Amazônia passou muito tempo separada dos demais fragmentos da América do Sul e do resto de Gondwana por esse oceano.” A existência desse mar interior rasgando o coração do antigo Brasil é uma proposta desse grupo de pesquisadores. Seu nome foi retirado da mitologia grega. Clymene era a mulher do titã Iapetus. O oceano foi assim batizado para enfatizar sua conexão com outro oceano, o grande Iapetus, que banhava na mesma época o hemisfério Sul.

A junção dos fragmentos originais da América do Sul deixou marcas no relevo na forma de elevações, visíveis até hoje. O estudo pormenorizado das características de uma dessas cicatrizes geológicas, a Faixa Paraguai, levaram os pesquisadores a fixar uma nova data para o final do processo de montagem do Gondwana. A Faixa Paraguai é um grupo de elevações que marca a zona de colisão, ou sutura no jargão dos geólogos, entre o maior dos antigos blocos sul-americanos, a Amazônia, e as demais partes do continente. A rigor, ela é parte de uma enorme cadeia de montanhas que se estende desde a fronteira do Maranhão com o Pará, passando pelo Mato Grosso e Mato Grosso do Sul, até o sul da Argentina. “É notável que essas montanhas apresentem uma forma curva”, comenta o geó­logo norte-americano Eric Tohver, da University of Western Australia, outro responsável pelo trabalho. “Em Mato Grosso, a direção da cadeia é oeste-leste. Do Mato Grosso do Sul até o Paraguai é norte-sul.” Com financiamento da FAPESP e da National Science Foundation dos Estados Unidos, Tohver participou do estudo durante os três anos em que fez pós-doutorado na USP com a equipe de Trindade e Cláudio Riccomini.

A antiguidade das montanhas da Faixa Paraguai, da qual faz parte a serra das Araras, em Mato Grosso, foi determinada por meio da datação das argilas depositadas no fundo do antigo oceano Clymene. Usando uma variação da técnica normalmente empregada para calcular a idade de certos tipos de falhas geológicas e terremotos, o método mede a quantidade de dois isótopos do elemento argônio (⁴⁰Ar e ³⁹Ar) nas rochas. Os resultados sugerem que a formação das montanhas – e, portanto, o fechamento do oceano Clymene – ocorreu há cerca de 520 milhões, uma centena de milhões de anos depois do que se pensava.

A segunda análise usada para amparar essa conclusão diz respeito à direção e à intensidade do campo magnético da Terra armazenado nos minerais presentes nas rochas e sedimentos dessas montanhas. Esses materiais têm algo como uma bússola embutida em seu interior, um sinal que permite deduzir onde ficavam os polos magnéticos num momento da história evolutiva do planeta e fornece pistas sobre a movimentação dos continentes no passado remoto. No caso das amostras da Faixa Paraguai, os estudos indicam que a conformação não retilínea da cadeia de montes é compatível com os registros paleomagnéticos arquivados em seus minerais. “Os vetores magnéticos seguem a curva das montanhas”, diz Toh­ver. As análises atestam também que a cadeia, na verdade, foi um dia reta, mas, em seguida, foi dobrada por um movimento de rotação sobre um eixo vertical. Esse tipo de ajuste é comum de ocorrer em lugares onde houve o choque e a acomodação de antigos blocos de terra, como se deu no Brasil Central quando o Clymene desapareceu.

Até os anos 1980 era dominante a ideia de que o Gondwana havia adquirido seus contornos definitivos de uma só vez. Todas as peças constituintes do supercontinente austral, porções antigas e relativamente estáveis da crosta continental denominadas crátons pelos geólogos, teriam se encaixado umas nas outras mais ou menos ao mesmo tempo. Nas últimas décadas, ganhou força a hipótese de que a gênese do supercontinente foi um processo menos pontual e que seu derradeiro ato ocorreu justamente no centro do Brasil, onde nem todas as peças desse quebra- -cabeça geológico tinham encontrado um ponto justo de encaixe.

Segundo esse novo modelo, ao contrário do resto do Gondwana, cujas partes já estavam unidas e acomodadas, a América do Sul ainda estava fracionada em blocos há pouco mais de meio bilhão de anos. Existiam os crátons Amazônia, São Francisco (ligado à África), Rio Apa, Paraná, Luís Alves e Rio da Prata. Com exceção dos Andes, que ainda não haviam se formado, as partes principais do nosso continente estavam próximas umas das outras, mas ainda apartadas pelo Clymene (ver quadro). O oceano teve de fechar para que os blocos de terra finalmente se encaixassem. Esse foi o derradeiro movimento na montagem do Gondwana, que incluía peças das atuais América do Sul, África, Oceania, Antártida, Índia e península Arábica.

Infográfico

> Artigo científico

TOHVER, E. et al. Closing the Clymene ocean and bending a Brasiliano belt: Evidence for the Cambrian formation of Gondwana, southeast Amazon craton. Geology. v. 38. n. 3, p. 267-70. mar. 2010.

Os bons companheiros

Os bons companheiros

Densidade populacional influencia longevidade de cupins

Francisco Bicudo

Edição Impressa 173 - Julho 2010

© ricardo Solar/ufv

Densidade ideal beneficia sociedade

Durante um trabalho de campo nos anos 1990, Og de Souza precisou fazer uma compra um tanto incomum em São Gotardo, interior de Minas Gerais. Ele entrou às pressas num dos poucos armazéns dessa cidade de 30 mil moradores e pediu mil rolos de papel higiênico. Mas não qualquer um. Precisava de papel sem branqueamento nem perfume, “daquele que ainda traz as letrinhas do jornal com que foi feito”, lembra. O atendente estranhou o pedido, mas Souza preferiu deixar a dúvida no ar. “Se eu explicasse”, diz, “ele não acreditaria”.

De fato é difícil imaginar que o papel teria uso científico: isca para capturar cupins. À custa de muito papel higiênico e um trabalho meticuloso – muitas vezes é preciso analisar a mandíbula ou a forma do tubo digestivo dos insetos para diferenciar uma espécie de outra –, Souza vem ajudando a esclarecer a função dos cupins na reciclagem do elemento químico carbono e os fatores que levam esses insetos devoradores de madeira a escolherem suas fontes de alimento na natureza. “Os cupins são uma espécie-chave para o funcionamento do ecossistema onde vivem e podem gerar mais benefícios do que danos para a agricultura”, afirma Souza, atualmente pesquisador da Universidade Federal de Viçosa (UFV), em Minas Gerais.

O trabalho de Souza também apresenta uma possível resposta para o chamado dilema de Darwin, um paradoxo com o qual o naturalista inglês deparou no século XIX enquanto preparava sua obra A origem das espécies. Naquele momento era difícil explicar como uma situação aparentemente desvantajosa poderia ser favorecida pela seleção natural. Razão de muitos dos estudos com animais que vivem em sociedades grandes e complexas como as das formigas e das abelhas, esse dilema, no caso das quase 2.800 espécies conhecidas de cupins, pode ser assim definido: qual seria o benefício da vida em sociedade se a maior parte dos indivíduos não se reproduz, uma vez que em cada ninho apenas o rei e a rainha procriam e os operários e os soldados são estéreis?

Em parceria com o físico Octávio Miramontes, da Universidade Nacional Autônoma do México, Souza parece ter encontrado uma resposta: a vida em sociedade, por alguma razão não bem compreendida, aumenta a longevidade dos insetos. Individualmente, os cupins estéreis parecem sair perdendo porque não transmitem diretamente suas características genéticas às gerações futuras. Mas se reproduzem de forma indireta quando ajudam os pais a produzir irmãos férteis, com quem partilham parte do genoma – um ganho que é potencializado quando têm grande longevidade.

No Laboratório de Termitologia da UFV, a equipe de Souza conduziu uma série de experimentos com base na premissa de que existe uma densidade de indivíduos que facilita a interação entre eles e favorece a vida em sociedade. Souza usa o exemplo de um passageiro em um ônibus. Se o ônibus está vazio, o passageiro não tem com quem se comunicar. Com o veículo lotado, a pessoa não consegue interagir com todas as outras e surgem grupos menores e fragmentados de relações. Por fim, na chamada situação ideal, existe uma proporção de passageiros que permite a cada um deles trocar informações com todos os outros. “Nossa suspeita era de que a vida em sociedade, em grupos com densidade adequada, de alguma forma permitiria aos cupins viver mais”, explica Souza, que calcula a densidade ideal dividindo a área que um indivíduo ocupa em determinado local pela área total disponível. No caso dos cupins, essa proporção fica entre 0,12 e 0,2: juntos, todos os cupins ocupam no máximo 20% da área.

Num primeiro experimento o grupo de Minas pôs os cupins em tubos de ensaio sem acesso a alimento nem água. Quando permaneciam isolados (um inseto em cada tubo), os cupins sobreviviam por no máximo 100 horas. Em grupo, cada indivíduo podia viver até 250 horas. Durante os testes os pesquisadores não observaram canibalismo, o que poderia explicar a vida mais longa. “Nessa época, ainda não sabíamos qual era a densidade ideal”, conta. “Ajustamos essa variável e consideramos os cenários de superpopulação de cupins no estudo seguinte, que confirmou as vantagens da densidade adequada [proporção adequada de indivíduos num grupo].”

Em outro teste, os pesquisadores aplicaram uma gota de inseticida em cada cupim e separaram os insetos em três grupos distintos: um com poucos indivíduos; outro com a proporção ideal; e um terceiro superpopuloso. No primeiro e no terceiro grupo, o tempo máximo de vida foi de 38 horas. No cenário de boa sociabilidade, os cupins sobreviveram por 46 horas – oito horas a mais que os outros grupos. A equipe de Souza agora investiga os fatores que influenciam a longevidade. “Há indícios de que o contato social dispare processos enzimáticos que, durante certo tempo, reduzem o potencial tóxico do veneno, neutralizando o efeito do inseticida”, diz. Ele acredita que a influência da sociabilidade ideal seja duradoura e relevante, uma vez que foi observada em situações de altíssimo estresse, como de fome e envenenamento.

Contato natural - Embora não se conheçam técnicas para definir a densidade ótima nos cupinzeiros, Souza argumenta que ela também deve existir na natureza. “Há indícios de que esse padrão de agrupamento ocorre em quase tudo, de robôs a formigas.” O pesquisador da UFV acredita ainda que, nas colônias naturais, a densidade oscile o tempo todo em torno do cenário ótimo.

Em um cupinzeiro, uma rainha põe cerca de 80 mil ovos por dia, quase um ovo por segundo. Nesse cenário, operários que vivam oito horas a mais contribuiriam indiretamente para o sucesso reprodutivo da colônia: eles aliviariam o trabalho da rainha, que nesse tempo poderia produzir outros 30 mil ovos. Ao mesmo tempo, a longevidade é também vantajosa para o operário estéril: quanto mais cupins, maior a chance de surgirem irmãos que viram reis e rainhas e passam adiante os genes dos estéreis, resolvendo o dilema de Darwin.

Desse trabalho também surgem possíveis aplicações práticas, como a definição do momento mais adequado para combater os cupins que infestam os armários de casas e apartamentos. “Se há maior tolerância aos inseticidas em grupos com proporção ideal de indivíduos, o mais eficiente seria aplicar medidas de controle quando a população do ninho está acima ou abaixo dessa densidade”, diz Souza.

Mais recentemente o pesquisador de Viçosa conseguiu responder a outra pergunta que o intrigava desde que começou a estudar cupins em 1985: por que no ambiente natural esses insetos infestam alguns troncos mortos e preservam outros? Em busca da explicação Souza iniciou outro experimento em 2004, num terreno vizinho a sua chácara em Coimbra, a sudeste de Belo Horizonte. Ele e a bióloga Ana Paula Albano Araújo, à época sua aluna de doutorado, espalharam rolos de papel higiênico – celulose pura, o principal carboidrato das plantas e fonte de energia para os cupins – sobre o solo. Em alguns desses rolos registraram a presença de formigas, predadoras naturais dos cupins. O objetivo era verificar se a presença desses insetos ameaçadores influenciaria a busca de comida pelos cupins.

No outono, início da temporada de temperaturas mais amenas, os cupins levaram em média 107 dias para se espalhar pelos rolos maiores e 68 dias para colonizar os menores, quando o papel continha formigas. De modo geral, os cupins ocuparam mais rapidamente os rolos livres de perigo (sem formigas) e avançaram mais avidamente sobre os maiores, dominados em apenas 42 dias, ante 66 para ocupar os menores.

No verão a experiência produziu o mesmo padrão. Os cupins gastaram 352 dias para invadir os rolos menores também povoados por formigas e 224 dias para ocupar os maiores. Sem formigas por perto, os cupins agiram mais rapidamente. Novamente ocuparam os rolos maiores em 140 dias, bem antes de dominar os menores, em 220 dias.

© ricardo solar/ufv

Formigas são os principais predadores dos cupins

Na avaliação de Souza, os cupins parecem avaliar a relação entre o custo e o benefício. “A pouca disponibilidade de alimentos não compensa o esforço de colonizar uma área pequena”, explica. E se mostraram atentos aos predadores, preferindo áreas com menor risco.

Prospecção - Os cupins literalmente usam a cabeça para escolher a madeira que consumirão. Eles batem a cabeça contra o bloco de madeira e avaliam as vibrações produzidas, demonstrou Theodore Evans, da Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Austrália (CSIRO), em estudo de 2005 na PNAS. “A cabeça deles funciona como uma espécie de sonar”, explica Souza.

Em outro estudo, conduzido em uma área de Mata Atlântica em Conceição da Barra, no Espírito Santo, Souza e a bióloga Fernanda Sguizzatto de Araújo verificaram que, além de gostar de árvores grandes, os cupins preferem as mortas. De acordo com o trabalho, publicado este ano na Sociobiology, a probabilidade de haver galerias de cupins ultrapassava 50% nas árvores mortas cujo tronco alcançava 40 centímetros de diâmetro ou mais. Esse mesmo percentual de infestação só foi observado em árvores vivas com tronco de diâmetro de pelo menos 80 centímetros. As árvores que já morreram podem ser consumidas por inteiro, enquanto nas vivas os cupins só conseguem atacar a casca. “Mais uma vez a disponibilidade de alimento parece influenciar a escolha”, reforça Souza.

Em um desdobramento desse trabalho, Souza conseguiu explicar com mais detalhes o papel que os cupins desempenham no ciclo do carbono, que entra na composição de gases da atmosfera e da matéria orgânica constituinte de plantas e animais. Depois de mortos, os troncos em decomposição se misturam ao solo formando o húmus, que é digerido por bactérias. É um processo lento – calcula-se que um tronco grande leve entre 50 e 100 anos para ser consumido apenas por esses microrganismos –, que os cupins aceleram. Eles consomem a celulose disponível no solo, digerem-na e em seguida liberam carbono para a atmosfera na forma de gás carbônico (CO2), segundo artigo de 2009 no Bulletin of Entomological Research.

A atuação dos cupins na degradação da celulose pode ser facilmente observada pela cor do solo. Ele é mais claro quando as colônias são eficientes no processamento do húmus e marrom- -escuro nas áreas livres de cupins. Como o húmus contém água e outros nutrientes, além de celulose, é interessante que os cupins não o consumam completamente. Ao mesmo tempo, o processamento pelos cupins permite que o carbono volte às plantas como CO2, conforme explica Souza. Esse equilíbrio é importante para a agricultura. “Os índios Kaiapó sabem muito bem disso e usam pedaços de cupinzeiros para adubar covas de cará e de batata- -doce”, conta o pesquisador.

Mais recentemente ele vem se dedicando a analisar outra característica curiosa das colônias de cupins: a convivência harmônica de muitas espécies diferentes desses insetos. Há registros de mais de 1.500 espécies de insetos que vivem em cupinzeiros. Há ainda sete gêneros diferentes de cupins habitando o mesmo ninho, aparentemente sem conflitos. O segredo do contato pacífico parece ser determinado pelo estômago. “As espécies apresentam dietas variadas e não disputam comida”, diz Souza. Ele também suspeita que, não raro, indivíduos de espécies diferentes da que colonizou o cupinzeiro consigam passar despercebidos, graças a uma camuflagem química: um composto exalado pela cutícula (a camada que recobre o esqueleto dos insetos), capaz de enganar os donos do condomínio. Em artigo deste ano na PLoS Biology, pesquisadores da Universidade Harvard, nos Estados Unidos, demonstraram que a diversidade de espécies não está apenas nos túneis dos cupinzeiros: onde há cupinzeiros existe também maior diversidade de plantas e animais. “Os cupins”, afirma Souza, “são importantíssimos para a manutenção da biodiversidade e o equilíbrio ecológico de uma determinada região”.

> Artigos científicos

1. ARAÚJO, F. S. et al. Bottom-up effects on selection of trees by termites (Insecta: Isoptera). Sociobiology. v. 55, n. 3, p. 725-34. 2010.
2. DE SOUZA, O. et al. Trophic controls delaying foraging by termites: reasons for the ground being brown? Bulletin of Ento­mological Research. v. 99, p. 603-09. 2009.

O pescoço da evolução

O pescoço da evolução

28/7/2010

Agência FAPESP – Aquele pequeno pedaço do corpo entre a cabeça e os ombros foi mais importante para a evolução humana do que se pensava. Segundo um novo estudo, o pescoço deu ao homem tamanha liberdade de movimentos que teve papel fundamental na evolução.

A conclusão deriva da análise genética do homem e de peixes e foi publicada nesta terça-feira na revista on-line Nature Communications, em artigo com acesso livre.

Cientistas achavam que as nadadeiras peitorais em peixes e os membros superiores (braços e mãos) em humanos fossem inervados (recebessem nervos) a partir dos mesmos neurônios. Afinal, nadadeiras e braços parecem estar no mesmo local no corpo.

Não exatamente. De acordo com a pesquisa, durante a transição ocorrida entre peixes e animais que passaram a caminhar sobre a terra – que deu origem aos mamíferos –, a fonte dos neurônios que controlam diretamente os membros superiores se deslocou do cérebro para a medula espinhal, à medida que o tronco se distanciou da cabeça e entrou em cena o pescoço.

Os braços no homem, assim como as asas de aves e morcegos, separaram-se da cabeça e ficaram posicionados no tronco, abaixo do pescoço, indica o estudo feito por Andrew Bass, da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, e colegas.

“O pescoço possibilitou o avanço em movimentos e na destreza em ambientes terrestres e aéreos. Essa inovação em biomecânica ocorreu simultaneamente a mudanças no modo em que o sistema nervoso controla os membros”, disse Bass.

De acordo com o pesquisador, o surgimento desse nível de plasticidade evolutiva provavelmente é responsável pela grande variedade de funções dos membros superiores, do voo em aves e do nadar em baleias e golfinhos às habilidades humanas.

O artigo Ancestry of motor innervation to pectoral fin and forelimb (doi:10.1038/ncomms1045), de Andrew Bass e outros, pode ser lido na Nature Communications em www.nature.com/ncomms/journal/v1/n4/full/ncomms1045.html.

Rato de 6 quilos é descoberto

27/7/2010

Agência FAPESP – O peso está mais para o de um cão pequeno ou de um gato com sobrepeso. Seis quilos é realmente inusitado para um rato. Segundo os pesquisadores responsáveis pela descoberta, trata-se do maior rato de que se tem notícia.

Ken Aplin, do Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, na Austrália, e Kris Helgen, do Smithsonian Institution, nos Estados Unidos, escavaram ossos de 13 roedores, 11 dos quais até então desconhecidos para a ciência, em um sítio arqueológico no Timor-Leste.

“O leste da Indonésia é um hot spot da evolução de roedores e exige maior atenção de esforços de conservação. Roedores respondem por cerca de 40% da diversidade de mamíferos no mundo e são elementos-chave dos ecossistemas, importantes para processos como manutenção dos solos e dispersão de sementes. Manter a biodiversidade entre ratos é tão importante como proteger aves ou baleias”, disse Aplin.

Análises feitas pelos pesquisadores indicaram que o rato de 6 quilos – do gênero Coryphomys – viveu até cerca de 1,5 mil anos atrás, no mesmo período que a maioria dos outros roedores descobertos.

Ossos de roedor encontrados no Timor-Leste pertenceram ao maior rato de que se tem notícia, que viveu há menos de 2 mil anos (divulgação)

Apenas uma das espécies dos ossos encontrados na escavação sobrevive até os dias de hoje. Os maiores ratos vivos na atualidade chegam a 2 quilos e vivem em florestas nas Filipinas e na Nova Guiné.

“A ilha do Timor é habitada há mais de 40 mil anos e as pessoas caçaram e se alimentaram de roedores durante esse período, mas as extinções não ocorreram até recentemente”, disse Aplin. O estudo foi publicado na edição de julho do Bulletin of the American Museum of Natural History.

“Achamos que as pessoas viveram sustentavelmente no Timor até cerca de 1 mil a 2 mil anos atrás. Isso indica que extinções não são inevitáveis quando pessoas chegam a uma ilha qualquer. A abertura de grandes áreas de floresta para a agricultura provavelmente causou as extinções e isso apenas foi possível após a invenção de ferramentas de metal”, disse.

Em cada uma das ilhas do leste da Indonésia, segundo o estudo, evoluiu um conjunto único de ratos. Aplin também encontrou seis novas espécies de ratos em uma caverna na ilha de Flores.

A ilha do Timor (que reúne Timor-Leste e Timor-Oeste) tem poucos mamíferos nativos, com morcegos e roedores fazendo a maioria das espécies. Boa parte do país atualmente é árida, em contraste com as florestas tropicais do passado.

Mas os cientistas acham que, ainda assim, há espaço para novas descobertas. “Embora menos de 15% da cobertura de floresta original do Timor permaneça, partes da ilha ainda contam com florestas densas. Quem sabe o que pode haver ali?”, disse Aplin.

O artigo Quaternary Murid Rodents of Timor Part I: New Material of Coryphomys buehleri Schaub, 1937, and Description of a Second Species of the Genus (doi: 10.1206/692.1), de Ken Aplin e Kris Helgen, pode ser lido em www.bioone.org/doi/full/10.1206/692.1.

Em busca de diamantes

Em busca de diamantes

15/7/2010

Agência FAPESP – A distribuição de diamantes no subsolo terrestre é controlada por plumas mantélicas, fenômeno geológico que consiste na ascensão de um grande volume de magma de regiões profundas. Essa distribuição tem sido feita dessa forma há pelo menos meio bilhão de anos.

A afirmação é de um estudo publicado na edição desta quinta-feira (15/7) da revista Nature. As plumas, originadas da fronteira entre o núcleo e o manto terrestre, são responsáveis pela distribuição dos kimberlitos, rochas vulcânicas raras das quais são retiradas os diamantes.

Distribuição de rochas contendo diamantes é controlada por plumas do manto terrestre, afirma estudo, que mapeia regiões com maior ocorrência do fenômeno (Nature)

Diamantes são formados em condições de alta pressão a mais de 150 mil metros de profundidade no manto, a camada da estrutura terrestre que fica entre o núcleo e a crosta.

Os estudo, feito por um grupo internacional, conseguiu mapear milhares de kimberlitos, mas os esforços se concentraram em áreas mais antigas da crosta continental, uma faixa de pouco mais de 300 quilômetros de espessura e 2,5 bilhões de idade. O motivo é que estão ali os diamantes de extração mais economicamente viável.

Trond Torsvik, da Universidade de Oslo, e colegas reconstruíram posições das placas tectônicas nos últimos 540 milhões de anos de modo a localizar áreas da crosta continental relativas ao manto profundo nos períodos em que os kimberlitos ascenderam.

De acordo com os pesquisadores, esses kimberlitos, muitos dos quais trouxeram diamantes de mais de 150 quilômetros de profundidade, estiveram associados com extremidades de disparidades em grande escala no manto mais profundo.

Essas extremidades seriam zonas nas quais as plumas mantélicas se formaram. O estudo poderá ajudar na localização de áreas com maior probabilidade de se encontrar diamantes.

“Estabelecer a história da estrutura do manto profundo mostrou, inesperadamente, que dois grandes volumes posicionados logo acima da divisa entre o manto e o núcleo têm se mantido estáveis em suas posições atuais no último meio bilhão de anos”, disse Kevin Burke, professor de geologia na Universidade de Houston, nos Estados Unidos, um dos autores principais do estudo.

“O motivo para que esse resultado não tenha sido esperado é que nós, que estudamos o interior da Terra, assumimos que, embora o manto profundo seja sólido, o material que o compõe deveria estar em movimento todo o tempo, por causa de o manto profundo ser tão quente e se encontrar sob elevada pressão, promovida pelas rochas acima dele”, disse.

O artigo Diamonds sampled by plumes from the core–mantle boundary (doi:10.1038/nature09216), de Trond Torsvik e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com.

Pesquisadores divulgam imagem de primata dado com extinto há 60 anos

A expansão das plantações de chá no Sri Lanka, na Ásia, é apontada como responsável pela quase extinção do animal.

Pesquisadores de Londres divulgaram fotos de um primata que se acreditava extinto há 60 anos. O lóris delgado vermelho foi flagrado na região montanhosa do Sri Lanka, na Ásia.

Ele tem 20 centímetros de comprimento e olhos com uma excelente visão noturna. A expansão das plantações de chá no país é apontada como responsável pela quase extinção desse primata.

Fonte: http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2010/07/pesquisadores-divulgam-imagem-de-primata-dado-com-extinto-ha-60-anos.html

Pegada de Diatryma: o resgate da rocha do "Grande Pássaro"

Pegada de Diatryma: o resgate da rocha do "Grande Pássaro"

Posted: 17 Jul 2010 08:13 PM PDT

A pega na rocha
© NWGeology

Uma pegada fóssil de 50 millhões de anos de idade da ave gigante Diatryma, foi encontrada na Formação Chuckanut no condado de Whatcom, no estado de Washington - Estados Unidos. A rocha data do período Eoceno e apresenta uma única pegada com 3 dedos que mede 25 x 27,5 centímetros e parece ser a única pegada autêntica de um Diatryma, uma ave gigante, que não voava. Para ver mais sobre esse incrível achado confira o resto da matéria.

Quer aber mais???

Leia o resto do texto no Blog do Ikessauro:
http://ikessauro.blogspot.com/

Diatryma - pegadas fósseis da ave gigante

Giant bird Diatryma footprint found in Whatcom County

By Dave Tucker

June 30, 2010

FOSSIL FOOT PRINT OF GIANT EOCENE BIRD, DIATRYMA, FOUND IN CHUCKANUT FORMATION

The slab bearing the Diatryma track measures 28 x 26 cm. Click to enlarge any image.

A 50-million-year-old fossilized footprint of Diatryma, a giant flightless bird, has been found in the Eocene Chuckanut Formation in Whatcom County, northwest Washington State.

The single three-toed footprint measures 25 x 27.5 cm (10 by 11 in) and appears to be the world’s only authenticated Diatryma track. Diatryma (Greek, ‘through a hole’, a reference to perforations in some of the foot bones) was a 2+ meter tall (6.5 feet), perhaps 175 kg (385 pound) flightless bird (Feduccia, 1999). The giant bird’s foot track is impressed 2 cm into a thin veneer of mudstone laminated over sandstone on a 1.5 m x 1 m x 20 cm (5 x 3 foot x 8”) slab. The bird walked across mud deposted on top of sand, probably on the bank of a stream in the subtropical floodplain environment of the Chuckanut Formation. Western Washington University’s geology department has removed the rock slab with the footprints via helicopter for display later in 2010. Subscribe to this website to obtain a post about the opening of the exhibit at WWU later this year.

Skeleton and foot bones at Museum of Natural History, New York.

The trace fossil was identified as a Diatryma track by Western Washington University paleontologist George Mustoe. George is well known for his published studies on Chuckanut Formation fossils, including tracks of smaller birds and mammals (see references below). There are other bird tracks on the same slab. Most of these are from unknown small wading birds, and measure only 2-3 cm across. There is a partial track of a heron-sized bird on one edge of the slab.

The Diatryma trace fossil was discovered in spring of 2009, as Mustoe and Keith Kemplin looked at plant fossils in the rubble of the January, 2009 Racehorse Creek landslide. The track was in plain view nearly a year, and was a well-known visitor attraction for those willing to make the climb through the slide debris. Recognizing the value of this track to science and as a public attraction, a volunteer committee materialized to keep watch over the track and to arrange for its protection and eventual removal for display. In spring of 2010, an incipient fracture began to separate the thin mudstone veneer holding the Diatryma track from the sandstone underlayment of the slab.

Chisel marks left after two tracks were illegally removed from the gray area to right of Diatryma track. Compare with first photo on this post.

Shortly after, someone chipped away and removed two of the smaller bird tracks on the margin of the slab. Given the friable nature of the rock, those tracks were probably destroyed in the process. To protect the slab from further damage or even from outright theft by commercial or amateur fossil hunters, the committee moved the ‘Big Bird’ slab on a purpose-built wooden sled a few meters away and covered it with about 1 ton of sandstone slabs.

Vegetarian, or carnivore?

The first thing that jumps out when you see a Diatryma reconstruction is the monstrous beak. At first glance, and probably the next several, you’ll think “Carnivore! Glad they are extinct!” But wait. Whether or not Diatryma was herbivorous or carnivorous is a matter of some controversy in the world of avian paleontologists. Papers have been published examining the evidence for carnivory. Some artist’s renderings (and here’s another) show fierce Diatrymas preying on the early horse Hyracotherium (once known as Eohippus); tracks of this or a similar small mammal, perhaps early tapirs, are found in the Chuckanut Formation. Whitmer and Rose (1991) wrote a highly readable and nicely illustrated study of Diatryma jaw mechanics, and concluded that this gigantic bird was a meat eater, specializing in bone-crushing, though they could say whether via predation or scavenging. But, that study did not demonstrate carnivory, only that the gigantic bird possessed a very strong mandible and beak. Other studies (e.g. Andors, 1991, 1992) are equally convincing for folivory or leaf eating. Andors asserts that a heavy beak would be very useful for cutting tough vegetation, and flightlessness is generally associated with vegetable diet rather than carnivory. That is because leaves take time and considerable energy to digest in the bird’s stomach, energy that would otherwise be used for flight. Andors also states the morphology of the pelvis and femur to indicate a pedestrian (walking or striding), rather than a cursory (running) gait.

Artist depiction of a Diatryma family scene. Note the giant beak; wings are vestigial.

The Chuckanut foot track sheds further light on the subject. What? How does a footprint do that? Most reconstructions of the feet of Diatryma show long, grasping talons, similar to modern raptors. Such toes are almost universally present in carnivorous birds, and are used to snag and hold prey. Skeletal foot remains, however, do not indicate the amount of flesh covering the bones of the foot. The newly found track clearly shows only very short, small, pointy claws at the front of the toes, not long talons. This condition is more commonly associated with plant-eating birds.

This skeleton is in Helsinki, but came from Wyoming

The combination of huge size, flightlessness, and the talon-free toes probably swings the balance in favor of a plant-eating Diatryma, certainly to the dismay of many hoping for a more fearsome beast . We’ll see how well interpretations based on the foot track pass muster when the paper (Mustoe, Tucker and Kemplin) is eventually peer reviewed.

The original anatomical description of a largely complete fossilized Diatryma, with numerous photos of skeletal parts, is found in Mathew and Granger (1917).

The Rescue

The fossil bird track was flown out with the help of Columbia Helicopters (of Portland Oregon) on Monday July 12. The giant Boeing/Kawasaki Vertol 107-II. Despite the thin drizzle and light breeze, the heavy wooden sled constructed to support the ~1300 pound (585 kg) slab was flown with little drama to the waiting WWU flatbed. After a safe landing, interviews and photos were taken for the Bellingham Herald story (to be published Tuesday, July 13) written by Dean Kahn. There were lots of happy and relieved volunteers once the slab was firmly secured to the truck.

The rock slab and its wooden skid rests safely on the truck in the rain.

Diatryma? Or Gastornis?

Very similar fossil remains of the same age in Europe have been placed in the genus Gastornis. Reevaluation of the taxonomy may yet show that Diatryma may be congenetic with this other huge bird (Buffetaut, 1997). If that is the case, then the genus Gastornis will take precedence, as it was used first in taxonomic descriptions. In the meantime, ‘Diatryma’ is usually used for the North American birds. In the early Eocene, North American and Europe were still connected by a polar land bridge through Greenland and Scandinavia, so the birds could have spread one way or the other; most specialists will agree that radiation was probably east to west.

There is enormous popular interest on the internet for Diatryma / Gastornis. Search images on the internet for ‘Diatryma’ to see for yourself. Diatryama/Gastornis is a character in an online game, ‘Carnivores: Ice Age’(even though they lived in the Eocene, not Pleistocene, but what’s a few million years, anyway?), and in something called ‘Final Fantasy XI’. There are Facebook pages for these birds, too (of course). And then there is this Diatryma toy, this Diatryma postage stamp from Tanzania, this one from Palau, and this one from Oman. Oh, and these cleverly disguised bank robbers. And last, these French rockers from 1973, who named there band ‘Diatryma’.

References:

• Andors, A. V., 1991, Paleobiology and relationships of the giant groundbird Diatryma (Aves: Gastornithiformes): Acta XX congressus internationalis ornithologi
• Andors, A.V., 1992, Reappraisal of the Eocene groundbird Diatryma (Aves: Anserimophae): In K. E. Campbell, Jr. (ed.), Papers in avian paleontology honoring Pierce Brodkorb, Science Series No.36: p 109-125. Los Angeles: Natural History Museum of Los Angeles County.
• Buffetaut, E., 1997, New remains of the giant bird Gastornis from the Upper Paleocene of the eastern Paris Basin and the relationships between Gastornis and Diatryma: Neues Jahrbuen fur Geologie und Palaontologie, v. 1997, n. 3 p 179-90. (in English)
• Feduccia, Alan, 1999, The origin and evolution of birds (2^nd Edition): New Haven : Yale University Press, 1999. 466 pages. The section on Diatryma is partially available online at Google Books. A copy is available at the Western Washington University library.
• Mathew, W.D., and Granger, W., 1917, The skeleton of Diatryma, a gigantic bird from the Lower Eocene of Wyoming: Bulletin of the American Museum of Natural History, v. 37, p. 307-336.
• Mustoe, G., Dilhoff, R., and Dillhoff, T., 2007, Geology and paleontology of the early Tertiary Chuckanut Formation: in Stelling and Tucker, eds., , Floods, Faults, and Fire: Geological Field Trips in Washington State and Southwest British Columbia (Cordilleran GSA Field Guide). A full bibliography of other Chuckanut paleontology papers by Mustoe and various colleagues is in the references at the back of the above listed paper.
• Witmer, L.M., and Rose, K.D., 1997, Biomechanics of the jaw apparatus of the gigantic Eocene bird Diatryma: implications for diet and mode of life: Paleobiology, v. 17, n. 2, p. 95-120.

Fonte: http://nwgeology.wordpress.com/the-fieldtrips/the-chuckanut-formation/giant-bird-diatryma-footprint-found-in-whatcom%C2%A0county/