Por que os fósseis apresentam tantas cores?

Autor: Jayson Kowinsky

Dentes fósseis de Megalodon mostrando uma ampla gama de cores. Eles eram todos originalmente brancos como marfim, como dentes de tubarão modernos antes de serem fossilizados.

O processo básico de fossilização lida com a substituição de minerais à medida que restos, como ossos, ficam enterrados no solo. A pressão de estar enterrado no solo faz com que os minerais , que são naturalmente dissolvidos na água subterrânea, se infiltrem nos ossos, precipitem e preencham as lacunas microscópicas. O material orgânico, ou original, no osso se decompõe com o tempo, enquanto os minerais preenchem as áreas vazias onde o material orgânico estava. No final, o osso retém muito pouco ou nenhum material orgânico e, em vez disso, está cheio de minerais endurecidos. Como resultado, o peso do osso aumenta drasticamente e a cor muda para a dos minerais substituídos.

Minerais diferentes produzem cores diferentes

Como os minerais vêm em uma infinidade de cores, os fósseis também vêm em uma ampla variedade de cores. Alguns exemplos incluem fosfato, que é um mineral comum para substituir dentes de tubarão . O fosfato é um mineral preto azeviche. Se o fosfato substituir o material original, o fóssil ficará preto. Áreas com muito ferro no solo produzirão fósseis de cor vermelha e laranja. Além disso, áreas com argila cinza e calcário darão uma cor cinza-esverdeada ou cinza-amarelada, como os dentes de tubarão na Carolina do Norte.

Complicações

Fica mais complicado do que as explicações simples acima. Há nuances adicionais a serem consideradas, como densidade do material original, pressão, calor, reações químicas, tempo enterrado, saturação, acidez e muito mais. Por exemplo, se olharmos para dentes de tubarão, eles têm dentina muito densa formando a coroa e material muito poroso formando a raiz. Por causa disso, menos minerais substituirão material na coroa do que na raiz. Essa substituição mineral desigual produzirá uma diferença na cor e na dureza da raiz do dente de tubarão em relação à coroa.

Um dente fóssil de Megalodon da Flórida mostrando esse fenômeno onde os minerais lixiviaram da raiz mais porosa após a fossilização, deixando-a com uma cor diferente da coroa.

Outro exemplo de complicações lida com a grande quantidade de tempo que os fósseis foram enterrados. Ao longo de milhões de anos, muitos minerais diferentes podem penetrar e sair dos fósseis, cada um conferindo cores diferentes. Um exemplo interessante de múltiplas substituições minerais vem de fósseis de plantas brancas em xistos negros que são encontrados em áreas como o centro da Pensilvânia e partes da Alemanha. Essas plantas caíram em águas pobres em oxigênio e foram rapidamente soterradas por finos sedimentos cinzentos. Os sedimentos cheios de plantas eventualmente se subtraíram nas profundezas do solo, onde o calor e a pressão cozinharam as plantas, deixando um filme de carbono negro como cinzas. A pirita no solo substituiu esse filme de carbono e criou fósseis de plantas alaranjadas. Porém, posteriormente, por meio de reações de oxidação e substituição, a pirita foi substituída por uma substância branca chamada pirofilita e muitos dos fósseis alaranjados ficaram brancos. Hoje é possível encontrar esses belos fósseis brancos preservados em xisto negro.

Samambaias fósseis brancas da Central PA. As cores laranja são da pirita e as cores brancas são da pirofilita.

Às vezes, há estrias ou padrões de “relâmpago” em fósseis, como dentes de tubarão. Fósseis descansando contra outro objeto no subsolo, como seixos e raízes, causam isso. Pequenas raízes de árvores que crescem contra o fóssil irão lixiviar os minerais, tornando a cor mais clara. Quando o fóssil se erode, as minúsculas raízes das árvores se soltam e o que resta são pequenos padrões de raios.

Um fóssil de trilobita Coltraneia com uma concha multicolorida. Isso se deve ao fato de um lado do trilobita estar mais próximo de uma falha na rocha. A água aquecida que flui através desta falha sugou o mineral da casca e/ou depositou novos minerais, causando a mudança de cor.

Às vezes, as cores reais podem ser preservadas

Às vezes, uma pequena quantidade de material original permanece em um fóssil. Este material orgânico fica preso entre os minerais. Normalmente, essas manchas orgânicas são apenas pedaços microscópicos, mas com as técnicas avançadas de hoje combinadas com microscópios eletrônicos e espectroscopia de massa iônica, os paleontólogos podem estudar os vestígios químicos deixados por essas quantidades mínimas de material original e deduzir todos os tipos de informações sobre o animal e, às vezes, até o cor. Usando essas técnicas modernas, descobriu-se que penas e pele bem preservadas têm melanossomos com pigmentação preservada e os paleontólogos podem deduzir as cores e os padrões de cores do animal.

Grandes exemplos de preservação de cores incluem mosassauros e penas de dinossauros. Um mosassauro com manchas de pele bem preservadas mostra que tinha pigmentação escura. Isso significa que os mosassauros eram de uma cor cinza muito escura ou preta, semelhante aos cachalotes (Lindgren et al. 2014).

Escamas fósseis do espécime de mosassauro: SMU 76532 onde os melanossomas foram encontrados. Eles indicam que o mosassauro tinha uma coloração escura, como um cachalote. Imagem de Johan Lindgren (Lindgren et al., 2014).

Alguns esquemas de cores de dinossauros também foram determinados. Estruturas nas penas do terópode Sinosauropteryx têm pigmentos que mostram que ele tinha penas alaranjadas com cauda listrada (Smithwick et al. 2017). O dinossauro chamado Anchiornis huxleyi tinha um corpo quase todo preto com detalhes em branco e tinha um cocar laranja escuro e sardas na cabeça (Li et al. 2010).

Reconstrução da cor da plumagem do dinossauro jurássico A. huxleyi. Placa colorida de MA DiGiorgio / Figura 4 de Li et al. 2010

Conclusão

Os fósseis têm uma grande variedade de cores não devido à cor original do organismo, mas devido ao complicado processo de mineralização. Alguns tipos e padrões de cores são muito procurados por colecionadores e aumentam muito o valor de um fóssil. Um dente de tubarão vermelho manchado da “Zona de Fogo” em Bakersfield será muito mais valioso do que um dente de azeviche similar da Carolina do Sul. Quando tiver tempo, olhe para as cores dos seus fósseis e imagine todos os diferentes processos pelos quais eles passaram!

C. Dentes de tubarão Planus da “Zona de Fogo” em Bakersfield, CA. O nome vem da aparência manchada de vermelho dos fósseis encontrados na camada.

Trabalhos citados

Li, Q., Gao, K., Vinther, J., Shawkey, M., Clarke, J., D'Alba, L., Meng, Q., Briggs, D., Miao, L., & Prum, R. (2010). Padrões de cores de plumagem de um dinossauro extinto. Science DOI: 10.1126/science.1186290

Lindgren, J., Sjövall, P., Carney, R. et al. (2014). A pigmentação da pele fornece evidências de melanismo convergente em répteis marinhos extintos. Nature 506, 484–488 doi:10.1038/nature12899

Smithwick, F., Nicholls, R., Cuthill, I., & Vinther, J. (2017). Contra-sombreamento e listras no dinossauro terópode Sinosauropteryx revelam habitats heterogêneos na Biota Jehol do Cretáceo Inferior. Current Biology, 27(21), 3337-3343.e2. https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.09.032