O estudo de DNA de leopardo na África do Sul traça ancestralidade até a era do gelo — e irá orientar a conservação
Uma era do gelo há quase um milhão de anos levou a um encontro entre leopardos da África Central e do Sul que buscavam pastagens. Novas pesquisas sobre a genética dos leopardos — seu mitogenoma — revelaram que os descendentes desses dois grupos são os leopardos encontrados hoje na província de Mpumalanga, na África do Sul. Uma das pesquisadoras, a ecologista molecular Laura Tensen, estuda a estrutura genética dos leopardos sul-africanos há 14 anos. Ela explica como as novas pesquisas podem ser usadas para ajudar a conservar os grandes felinos ameaçados de extinção.
O que é um mitogenoma?
O DNA é encontrado no núcleo das células e também no genoma mitocondrial, ou mitogenoma. Mitogenomas são moléculas de DNA que flutuam fora do núcleo de uma célula. Eles armazenam seu próprio conjunto de informações genéticas e são herdados maternamente, o que significa que são transmitidos apenas da mãe para a prole.
Os mitogenomas são um "resgate genômico" ao sequenciar todo o genoma. Elas são tão abundantes nas células que é muito fácil extraí-las.
Estudar mitogenomas é uma forma confiável de rastrear a ancestralidade de uma espécie. Isso ocorre porque os genes sofrem mutações (mudam) em uma taxa regular ao longo do tempo. As mudanças no mitogenoma fornecem um retrato da evolução do leopardo ao longo de centenas de milhares de anos.
Como testar o mitogenoma de um leopardo?
Coletamos amostras de tecido de nove leopardos em Mpumalanga, África do Sul, que haviam sido derrubados por carros e mortos. Infelizmente, isso ainda acontece com frequência. Em áreas não protegidas, os atropelamentos nas estradas são responsáveis por toda a mortalidade acidental dos leopardos.
As amostras foram levadas ao laboratório de Genômica de Vida Selvagem da Universidade de Joanesburgo e armazenadas a −20°C antes da extração do DNA.
Para recuperar o mitogenoma, sequenciamos todo o genoma nuclear. Quando os cientistas sequenciam um genoma nuclear completo, isso lhes permite descobrir a sequência de DNA de todos os genes do genoma de um organismo ao mesmo tempo. Isso nos permite descobrir exatamente para que esses genes codificam. Por exemplo, nos leopardos vermelhos, encontramos o gene e a mutação que causam a cor vermelha. Também conseguimos determinar quais genes hereditários podem causar defeitos de saúde no leopardo-vermelho. Poderíamos usar a mesma técnica para encontrar genes que tornem os dois clados (grupos de leopardos relacionados) únicos, ou melhor adaptados aos ambientes locais.
Após extrair os mitogenomas dos dados, os montamos e alinhamos a um genoma de referência — que já tem as posições exatas de todos os genes. O genoma de referência era um que já era sequenciado e armazenado em um banco de dados online, o Genbank, que é a coletânea de todas as sequências de DNA publicamente disponíveis.
Depois, baixamos muitos outros mitogenomas de bancos de dados online, fornecidos por estudos anteriores, para comparar nossas amostras da África do Sul com o restante do continente.
Ao fazer isso, conseguimos descobrir como mutações que surgiram ao longo do tempo foram separadas no espaço geográfico. Algumas das amostras vieram de museus de história natural, coletadas há até 150 anos. Eles representavam a estrutura genética dos leopardos antes de seus habitats serem destruídos pelos humanos.
O que você encontrou?
Descobrimos que os leopardos sul-africanos se originaram de dois clados (ou subfamílias) únicos que foram encontrados no sul e centro da África há aproximadamente 0,8 milhão de anos. É provável que esses clados tenham se originado durante o Pleistoceno Médio, um período entre 1,6 milhão e 0,52 milhão de anos atrás, quando o mundo experimentava um clima instável.
Conseguimos estabelecer isso medindo a linha do tempo evolutiva, ou seja, as datas em que as espécies de leopardo divergiram dos genomas existentes dos leopardos eurasiáticos, assim como dos genomas de leões e tigres. Pesquisas anteriores já haviam mostrado quando esses animais divergiam uns dos outros.
Na África subsaariana, o Pleistoceno, frequentemente chamado de Era do Gelo, foi marcado por ciclos frescos e secos alternando com climas quentes e úmidos. Isso mudou drasticamente a paisagem em todo o continente africano, levando a expansões e contrações repetidas das pastagens da savana.
Como resultado, animais como leopardos eram forçados a se mover, procurando pastagens onde suas presas fossem encontradas. Durante períodos secos, as populações animais ficaram isoladas umas das outras à medida que os desertos tomavam conta das pastagens, tornando-se uma barreira que mantinha os leopardos separados.
Uma vez que as populações de leopardos se separaram, seus genes começaram a se diferenciar com o tempo.
O mesmo tipo de movimentos de leopardos ainda acontece na África do Sul hoje. Principalmente machos jovens podem caminhar até 300 quilômetros de suas casas, buscando novos territórios. Quando o encontram, misturam-se com leopardos de outras partes da África. Não são precisos muitos leopardos para diversificar os genes de uma população. Eventualmente, as populações se conectam ao longo do tempo e do espaço.
Por que isso importa
Esta é a primeira vez que os mitogenomas de leopardo da África do Sul são reunidos. Isso nos permitiu classificar corretamente esses leopardos pela primeira vez. Isso é útil porque pode ajudar em pesquisas adicionais sobre como os leopardos evoluíram. Saber como uma população moderna de leopardos está relacionada às populações antigas, e os caminhos geográficos que elas podem ter seguido para chegar a esse ponto, ajuda nos esforços de conservação.
Na conservação atual, os leopardos frequentemente precisam ser afastados (translocados) para evitar conflitos com humanos em áreas onde os gatos possam entrar em contato com animais e comê-los. É importante saber quais animais são geneticamente diversos para que possamos manter essa diversidade em grandes áreas. Quando os animais são geneticamente diversos, eles têm mais chance de sobreviver a surtos de doenças.
Um dos aspectos mais importantes do nosso estudo foi descobrir que, embora os clados de leopardos possam ter evoluído separadamente, eles fazem parte da mesma metapopulação interconectada que se estende pelo sul da África e pode ser conservada da mesma forma.
Conhecido como cavalo de Lena ( Equus caballus lenensis
), este potro da era glacial foi encontrado na cratera de Batagaika, no
leste da Sibéria, e acredita-se que tinha apenas 2 meses de idade
quando morreu, provavelmente afogado na lama. (Crédito da imagem: cortesia de Semyon Grigoriev)
Um potro de 42.000 anos,
descoberto congelado no permafrost siberiano, continha uma surpresa: o
sangue líquido mais antigo já registrado.
Esta
é a segunda vez que um animal da Era do Gelo descongelado revela conter
sangue líquido, afirmou Semyon Grigoriev, diretor do Museu do Mamute da
Universidade Federal do Nordeste, em Yakutsk. Em 2018, Grigoriev e seus
colegas extraíram sangue líquido da carcaça de um mamute de 32.200
anos. Isso faz com que o sangue do potro seja o mais antigo já
encontrado, com uma diferença de 10.000 anos para o segundo colocado.
O potro da raça Lena ( Equus caballus lenensis ) foi encontrado na cratera Batagaika, no leste da Sibéria, no ano passado. O potro tinha entre uma e duas semanas de idade e media 98 centímetros de altura na cernelha quando morreu afogado na lama
. Incrivelmente, o permafrost preservou a pele e os pelos do potro nos
mínimos detalhes. Havia até urina bem preservada dentro da bexiga do
potro, disse Grigoriev.
O sangue líquido foi uma surpresa, disse ele. Normalmente, o sangue coagula
ou se transforma em pó mesmo em carcaças bem preservadas, porque os
fluidos evaporam gradualmente ao longo de milhares de anos, explicou. No
mamute, apelidado de "Buttercup" pelos pesquisadores, o sangue estava
preservado no gelo dentro da carcaça. [ Fotos: Autópsia de um mamute de 40.000 anos chamado 'Buttercup' ]
Pesquisadores coletam sangue líquido de um potro da era glacial encontrado congelado no permafrost siberiano. (Crédito da imagem: cortesia de Semyon Grigoriev)
A
autópsia do potro deverá revelar muito sobre a Sibéria do Pleistoceno,
disse Grigoriev. Os pesquisadores não só estudarão a bioquímica da urina
preservada, do conteúdo intestinal e dos órgãos, como também analisarão
amostras do solo e das plantas paleolíticas encontradas na camada de
permafrost onde o potro morreu.
Clonando a era do gelo
O sangue pode não ajudar os pesquisadores a atingirem seu objetivo de reviver um animal da era glacial . Os glóbulos vermelhos não têm núcleo, portanto não contêm DNA, disse Grigoriev.
Para
a clonagem, os pesquisadores estão se concentrando em células
musculares e órgãos internos, disse ele. Mesmo nesses casos, encontrar
DNA em condições suficientemente boas para a clonagem é um grande
desafio. O DNA começa a se degradar logo após a morte do animal, mesmo
em excelentes condições de preservação, como o permafrost, afirmou
Grigoriev.
A equipe vem
tentando extrair células intactas e DNA de qualidade do potro há dois
meses, disse Grigoriev, sem sucesso. Os pesquisadores continuarão
tentando tanto em Yakutsk quanto no laboratório de seu colaborador Hwang
Woo-suk, CEO da Sooam Biotech, na Coreia do Sul, afirmou ele. Hwang foi
considerado culpado de peculato e violações bioéticas em 2009, após uma
série de experimentos de clonagem de células-tronco humanas publicados
na revista Science em 2004 e 2005 terem se revelado fraudulentos
. Ele então manteve um perfil discreto por vários anos antes de ganhar
as manchetes por clonar cães para clientes ricos. De acordo com a Vanity Fair
, sua empresa clonou mais de 1.000 cães. Ele também tem trabalhado com
Grigoriev e sua equipe em tentativas de clonar um mamute.
Grigoriev
e seus colegas esperam que, se conseguirem extrair DNA viável de um
mamute, possam inseri-lo em um embrião de elefante livre de suas
informações genéticas, implantar o embrião em um elefante e ressuscitar o
mamute-lanoso. Um processo semelhante poderia funcionar para o cavalo
Lena, usando cavalos modernos como substitutos. Um documentário recente sobre esses esforços, " Genesis 2.0 ", ganhou um prêmio de cinematografia no Festival de Cinema de Sundance em 2018.
Nota
do editor: Esta matéria foi atualizada para corrigir a idade do potro.
Ele tinha entre 1 e 2 semanas de idade, e não 2 meses, quando morreu.
Pesquisadores encontraram ferramentas de pedra e machados de mão semelhantes aos da indústria acheuliana — exemplos dos quais são mostrados aqui — em um sítio arqueológico nos arredores de Londres. Heritage Image Partnership Ltd/Alamy Stock Photo
Há cerca de 480.000 anos, o mundo estava congelado. Grande parte do que hoje são as Ilhas Britânicas estava soterrada por gelo espesso. Pesquisadores há muito presumiam que até mesmo o solo sem gelo seria inabitável. Mas ferramentas de pedra descobertas à beira de um rio perto de Londres e descritas hoje na Nature Ecology & Evolution sugerem que os hominídeos ocupavam, pelo menos intermitentemente, essa paisagem gélida, embora a caça fosse escassa e os antigos europeus talvez ainda não dominassem o fogo.
Os arqueólogos estão perplexos. "A presença de hominídeos em condições de frio levanta questões importantes sobre como eles sobreviveram", diz Rob Hosfield, arqueólogo da Universidade de Reading que não participou do trabalho.
Os humanos antigos, possivelmente um ancestral antigo dos humanos modernos chamado Homo antecessor , se mudaram para o norte da Europa há cerca de 1 milhão de anos, deixando evidências raras, mas impressionantes de sua presença, incluindo uma coleção de pegadas de 850.000 a 950.000 anos descobertas em uma praia na costa sudeste da Inglaterra em 2013.
Na década de 1920, arqueólogos descobriram mais de 300 machados de mão antigos ali, mas datar as ferramentas com precisão não era possível com os métodos da época. Novas escavações realizadas por uma equipe internacional revelaram ferramentas de pedra adicionais e as dataram usando uma técnica chamada radiofluorescência infravermelha, que pode determinar quanto tempo se passou desde que os sedimentos foram soterrados.
Os resultados confirmam que, já há 773.000 anos, humanos antigos estavam presentes no local, onde fabricaram algumas das primeiras ferramentas acheulianas — machados de mão e outros implementos com um perfil bifacial distinto — ainda não encontradas no norte da Europa. Naquela época, Old Park parece ter sido abandonado, possivelmente em resposta ao resfriamento do clima. Mas, há cerca de 440.000 anos, as datações dos sedimentos sugerem que os humanos reapareceram. Nessa época, o H. antecessor havia desaparecido, e a Europa abrigava outros humanos, incluindo o Homo heidelbergensis , frequentemente considerado um ancestral dos neandertais, dos denisovanos e dos humanos modernos.
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Este período posterior de atividade humana em Old Park ocorre durante uma onda de frio extremo conhecida como fase glacial Angliana. Espessas camadas de gelo estariam presentes a apenas 65 quilômetros ao norte. Talvez, especulam os pesquisadores que trabalham no sítio, as pessoas viajassem para o local apenas no verão e se retirassem para o sul no inverno. Mas Marie-Hélène Moncel, arqueóloga do Museu Nacional de História Natural de Paris, acha esse cenário difícil de acreditar. "Se imaginarmos um grupo humano vindo no verão, perto da frente glacial, onde poucos animais poderiam viver, é um pouco estranho", diz ela.
Em vez disso, ela afirma que é mais provável que humanos antigos tenham ocupado o local durante um período "interestadial" dentro da glaciação angliana, quando as condições aqueceram ligeiramente e o gelo recuou. Mesmo assim, o ambiente teria sido extremo: fragmentos microscópicos de plantas recuperados do local sugerem que se tratava de uma pradaria fria com poucas árvores, semelhante à atual estepe eurasiana, logo ao sul das florestas boreais da Sibéria.
Essas visitas provavelmente foram testes extenuantes de sobrevivência, diz Hosfield. "Que abrigos naturais estavam disponíveis em uma paisagem fria e aberta? Que fontes de combustível haveria?"
É possível, ele especula, que os humanos antigos queimassem esterco de animais ou mesmo ossos para se aquecer. Mas não está claro se esses fabricantes de ferramentas aprenderam a controlar o fogo. "As primeiras evidências de fogo no norte da Europa só aparecem por volta de 300.000 a 400.000 anos atrás", observa Tomos Proffitt, arqueólogo da Universidade do Algarve e membro da equipe de pesquisa.
Por enquanto, as ferramentas e técnicas que esses antigos viajantes usaram para sobreviver no norte gélido permanecem um mistério. Mas seu feito "desafia o status quo vigente" do pensamento arqueológico, diz Proffitt. "Encontrar evidências da presença humana [nas Ilhas Britânicas] durante esse período é genuinamente surpreendente."
quarta-feira, 2 de julho de 2025
Translator
Preguiças gigantes do tamanho de elefantes já caminharam pelo chão. Veja como esses animais gigantescos evoluíram e declinaram
Pesquisadores
analisaram fósseis e DNA para obter uma visão geral da evolução da
preguiça e determinar o que motivou sua imensa variação de tamanho
Pesquisadores revelaram que diferenças nos habitats das
preguiças impulsionaram a grande variação de tamanho observada em
espécies extintas.
Diego Barletta
Hoje, as preguiças são criaturas lentas que vivem em árvores e vivem na América Central e do Sul, podendo atingir até 76 cm de comprimento . Milhares de anos atrás, porém, algumas preguiças caminhavam pelo chão, pesavam cerca de 3.667 kg e eram tão grandes quanto elefantes asiáticos . Algumas dessas espécies, agora extintas, eram "como ursos-cinzentos, mas cinco vezes maiores", como afirma Rachel Narducci , gerente do acervo de paleontologia de vertebrados do Museu de História Natural da Flórida, em um comunicado .
Em um estudo publicado na semana passada na revista Science
, Narducci e seus colegas estudaram o DNA de preguiças antigas e
modernas, juntamente com mais de 400 fósseis de preguiças, para
esclarecer as diferenças chocantes em seus tamanhos antigos — desde a
preguiça- terrestre Megatherium
, do tamanho de um elefante , até seus parentes de 6,3 kg que viviam em
árvores. Embora seja evidente que o estilo de vida em árvores exige
corpos pequenos, os cientistas não sabiam ao certo por que as
preguiças-terrestres demonstravam especificamente uma diversidade de
tamanho tão vasta.
Para investigar isso, a equipe utilizou análises genéticas e fósseis
para reconstruir uma árvore da vida das preguiças que remonta ao
surgimento dos animais, há mais de 35 milhões de anos. Eles integraram
dados sobre habitats, dietas e mobilidade das preguiças, coletados em
pesquisas anteriores. Com um modelo computacional, processaram essas
informações, o que, por fim, indicou que a diversidade de tamanho das
preguiças era influenciada principalmente por seus habitats e climas.
“Quando analisamos o que sai na literatura, grande parte é descrição de achados individuais ou novos táxons”, disse Greg McDonald , paleontólogo regional aposentado do Departamento de Administração de Terras dos EUA, que não participou do estudo, à Carolyn Gramling, da Science News
. O novo trabalho é “mais holístico em termos de análise de um padrão
de longo prazo. Muitas vezes, não temos a chance de dar um passo para
trás e ter uma visão geral do que está acontecendo”.
O panorama geral sugere que, desde o surgimento das preguiças mais
antigas conhecidas — animais terrestres do tamanho de um Dogue Alemão —,
essas criaturas evoluíram para a vida em árvores diversas vezes. Há
cerca de 14 a 16 milhões de anos, no entanto, um período de aquecimento
global chamado Ótimo Climático do Mioceno Médio levou as preguiças a se tornarem menores, uma forma conhecida de os animais responderem ao estresse térmico .
Temperaturas mais altas também podem ter causado mais chuva, o que
teria criado mais habitats florestais ideais para preguiças que vivem em
árvores. Cerca de um milhão de anos depois, porém, as preguiças
terrestres cresceram à medida que a temperatura do planeta esfriava. "O
gigantismo está mais associado a climas frios e secos", disse Daniel Casali , coautor do artigo e pesquisador de evolução de mamíferos na Universidade de São Paulo, a New Scientist . Jake Buehler, da
Uma massa corporal maior teria ajudado os animais a atravessar
ambientes com poucos recursos com mais eficiência, afirma Narducci no
comunicado. De fato, essas grandes preguiças terrestres se espalharam
por diversos habitats e prosperaram em diferentes regiões. A preguiça aquática Thalassocnus até desenvolveu adaptações marinhas semelhantes às dos peixes-boi.
As preguiças-terrestres atingiram seu maior tamanho durante a última
era glacial — logo antes de começarem a desaparecer, há cerca de 15.000
anos. Considerando que os humanos chegaram à América do Norte na mesma
época (embora pesquisas recentes indiquem que podem ter chegado há 20.000 anos
), alguns cientistas afirmam que os humanos são a causa óbvia do
desaparecimento das preguiças. Embora as preguiças que viviam em árvores
estivessem fora do alcance de nossos ancestrais, os grandes e lentos
animais terrestres teriam sido alvos fáceis. Mesmo assim, duas espécies
de preguiças-terrestres no Caribe desapareceram há cerca de 4.500 anos —
também logo após a chegada dos humanos à região, de acordo com o
comunicado.
Embora o estudo se junte a uma série de pesquisas que indicam que os
humanos levaram vários grandes animais da Era Glacial à extinção, “na
ciência, precisamos de várias linhas de evidências para reforçar nossas
hipóteses, especialmente em questões não resolvidas e altamente
debatidas, como a extinção da megafauna”, diz Thaís Rabito Pansani , paleontóloga da Universidade do Novo México que não participou do estudo, à New Scientist .
Lago Toba e Caldeira de Toba em Sumatra, Indonésia.
Missão de Topografia por Radar do Ônibus Espacial (SRTM) da NASA
Nossa
história começa em um dia muito ruim, cerca de 74.000 anos atrás. O
planeta estava começando a sair de uma de suas eras glaciais mais
recentes, embora nos trópicos tenha havido pouca mudança no clima entre
os episódios glaciais da Era Glacial e os episódios interglaciais mais
quentes.
Uma ampla gama de mamíferos do final da Era Glacial habitou o
mundo, incluindo rinocerontes-lanosos e mamutes nas regiões frias da
Eurásia, juntamente com enormes bisões, veados gigantes, cavalos
selvagens e uma variedade de mamíferos menores. Leões gigantes,
tigres-dentes-de-sabre e ursos enormes se alimentavam dessas grandes
presas.
As pessoas viviam em muitas partes do Velho Mundo naquela época, mas
ainda não haviam chegado à Austrália ou às Américas. A maior parte da
população humana era composta por membros arcaicos de nossa espécie, Homo sapiens
, que apareceu pela primeira vez no sul da África há cerca de 100.000 a
300.000 anos. Há 74.000 anos, essas pessoas se espalharam para fora da
África e podem ter ocupado grande parte da Ásia, bem como partes do
sudeste da Europa.
No entanto, a Europa ainda era dominada por outra
espécie humana, os neandertais, que se adaptaram à vida na borda da
camada de gelo do norte. Em contraste com o Homo sapiens
arcaico , os neandertais tinham uma constituição mais baixa, mais
robusta e mais musculosa, e membros mais curtos, um tipo de corpo
adequado para atacar presas grandes e adaptado para reduzir a perda de
calor no clima frio. Nos confins da Ásia, os humanos antigos se
espalharam para muitas das ilhas da atual Indonésia e Malásia. Em uma
agora conhecida como Flores, a leste de Java e Bali, eles evoluíram para
uma espécie anã, Homo floresiensis . Agora apelidados de
“hobbits”, essas pessoas tinham apenas cerca de 90 cm de altura, mais
baixas do que qualquer pigmeu adulto moderno (dado o pequeno tamanho do
cérebro, alguns antropólogos questionam se eles estão mesmo em nosso
gênero, Homo ). Flores faz parte do arquipélago (incluindo
Sumatra, Java e muitas ilhas menores do Arquipélago Malaio) que compõe a
maior parte da Indonésia moderna. Essas ilhas são constituídas
inteiramente por vulcões, tanto ativos quanto antigos e adormecidos. Seu
clima é tropical e sua floresta é densa. Tanta vegetação cresce no rico
solo vulcânico que, muitas vezes, é difícil reconhecer sinais de
vulcões ali.
A cerca de 1.930 quilômetros a noroeste de Flores, no norte de
Sumatra, existem inúmeros vulcões que entraram em erupção nos últimos
milhões de anos. Naquele dia terrível em questão, um vulcão em
particular, agora conhecido como Monte Toba, estava ativo há muito
tempo. Ele havia se expandido gradualmente até atingir quase 910 metros
acima da selva. Ao redor dessa cúpula monstruosa, rachaduras se
formaram. Fontes termais e fumarolas expeliam vapor com cheiro de ovo
podre devido ao enxofre presente na mistura. Terremotos, grandes e
pequenos, abalaram toda a ilha de Sumatra por um ano antes que o Monte
Toba começasse a lançar algumas pequenas erupções de vapor e cinzas que
cobriam a selva circundante. Essas erupções provavelmente eram
aterrorizantes para os animais e pessoas locais, mas logo foram
esquecidas assim que se acalmaram. Após alguns anos de chuvas tropicais e
da selva em rápido crescimento, o manto de cinzas havia desaparecido.
No entanto, recentemente, a frequência de erupções menores, que
liberavam vapor e cinzas, começou a aumentar. Logo, as encostas do
vulcão ficaram áridas e rochosas, enquanto cinzas incandescentes e bolas
de pedra-pomes escaldantes queimavam toda a selva próxima.
A fascinante história real da
explosão do supervulcão do Monte Toba — a maior erupção da Terra nos
últimos 28 milhões de anos — e seu impacto duradouro na Terra e na
evolução humana.
Este era o estado das coisas quando aquele dia fatal, há cerca
de 74.000 anos, amanheceu. Os eventos realmente começaram a acontecer
quando a enorme cúpula ribombou com uma vibração profunda que abalou
toda Sumatra. Jatos de vapor e cinzas dispararam um após o outro do
cume. Então veio uma explosão mais alta do que qualquer som já ouvido
pela humanidade em toda a sua evolução. Para efeito de comparação,
quando o vulcão Krakatau (ou Krakatoa), também na Indonésia, entrou em
erupção em 1883, ele criou um estrondo sônico que pôde ser ouvido a
8.000 quilômetros de distância e que deu a volta ao mundo sete vezes.
Essa explosão, 5.000 vezes mais poderosa que a explosão da bomba nuclear
de Hiroshima, foi a maior explosão ouvida nos últimos tempos. No
entanto, a erupção do Monte Toba liberou a energia de um milhão de
toneladas de explosivos, 40 vezes maior do que a maior bomba de
hidrogênio que os humanos já construíram, mais de 1.000 vezes mais
poderosa do que o Krakatoa e 3.000 vezes mais poderosa do que a erupção
do Monte Santa Helena em 1980. Portanto, o estrondo sônico do Toba deve
ter sido ensurdecedor para animais e pessoas por muitos quilômetros ao
redor e deve ter ricocheteado na Terra repetidamente, superando qualquer
outro som produzido na Terra nos 28 milhões de anos anteriores.
Após a explosão, uma gigantesca nuvem de cinzas quentes em forma de
cogumelo subiu milhares de metros na estratosfera. Enquanto isso, cinzas
e gases superaquecidos, com temperaturas de até 910 °C, fluíram pelas
encostas da montanha em nuvens gigantescas e turbulentas, viajando a até
320 km/h. Elas incineraram tudo na selva por muitos quilômetros. Uma
densa camada de cinzas e pedra-pomes cobriu não apenas Sumatra, mas
também a maioria das ilhas próximas, causando morte e devastação onde
quer que se instalasse. A queda de cinzas também se espalhou pelo sul da
Ásia, deixando um depósito espesso até mesmo na Índia, a mais de 2.900
km de distância. A camada de cinzas na Índia tinha, em média, cerca de
15 cm de espessura; nos anos seguintes à erupção, ela se misturou com
outras camadas e se moveu encosta abaixo, formando depósitos secundários
de cinzas com vários metros de espessura (como aconteceu na erupção do
Monte Santa Helena em 1980).
As chuvas tropicais transformaram as cinzas em lama com a textura de
cimento úmido, o que transformou rios e trilhas em pântanos
intransitáveis e derrubou galhos de árvores e, às vezes, até árvores
inteiras sob seu peso. Pequenas cabanas também provavelmente foram
esmagadas sob milhares de quilos de cinza úmida. Os níveis do mar
estavam mais baixos naquela época, mas é provável que um tsunami
desencadeado pela atividade sísmica associada à erupção tivesse matado
muitas pessoas que viviam ao longo da costa. As pessoas e os animais da
selva encontraram seu mundo em completa ruína, e a maioria dos
sobreviventes locais deve ter morrido de fome logo em seguida, enquanto
outros morreram por inalar cinzas secas e empoeiradas. Partículas de
cinza vulcânica são cacos microscópicos de vidro e cortam o interior dos
pulmões, que cicatrizam e depois entopem com fluido.
Esses foram os efeitos sobre a vida nas selvas a poucos milhares de
quilômetros do vulcão em erupção. Mas áreas além da queda de cinzas mais
densa também foram afetadas. Nuvens se espalharam pelo mundo, deixando
um manto de cinzas no fundo do oceano em muitos lugares a milhares de
quilômetros da erupção. O vulcão expeliu cerca de 11 bilhões de
toneladas de ácido sulfúrico e 6,6 milhões de toneladas de dióxido de
enxofre, que se combinaram com a água na atmosfera para formar ácido
sulfúrico. O ácido sulfúrico foi devastador para a vida em muitas partes
do globo e pode ser detectado até mesmo na camada de gelo da
Groenlândia.
O impacto de maior alcance da erupção, no entanto, foi causado pelos
1.920 quilômetros cúbicos de partículas de detritos vulcânicos do
tamanho de poeira que foram injetadas na estratosfera, a mais de 9,6
quilômetros acima do nível do mar. Nessa altitude, elas foram captadas
pela corrente de jato, e logo uma pluma de cinzas começou a circular o
mundo. Quando algo assim acontece, a quantidade de luz solar que atinge o
nosso planeta é reduzida, resultando em um resfriamento anormal. Quando
o Krakatoa entrou em erupção em 1883, o enorme volume de cinzas que foi
lançado na estratosfera bloqueou a luz solar, e as temperaturas médias
globais caíram cerca de 2°C a 4°C por mais de um ano. Os padrões
climáticos foram erráticos por anos, e as temperaturas só voltaram ao
normal em 1888. O céu ficou escurecido, até mesmo escurecido, por meses
após a erupção, e a grande quantidade de material particulado na
estratosfera mudou de cor, produzindo, por exemplo, espetaculares pores
do sol vermelho-alaranjados, como o retratado em O Grito (1893), de
Edvard Munch. Como Munch escreveu em seu diário em 22 de janeiro de
1892: "De repente, o céu ficou vermelho-sangue... Fiquei ali tremendo de
medo e senti um grito sem fim percorrendo a natureza." Efeitos
atmosféricos raros, incluindo uma lua azul literal, um anel do bispo (um
tênue halo marrom ao redor do sol) e luz roxa vulcânica ao crepúsculo,
também foram vistos ao redor do mundo.
Sessenta e oito anos antes, quando o Monte Tambora (também na
Indonésia) entrou em erupção em 1815, ele injetou tanta poeira na
estratosfera que os padrões climáticos da Terra mudaram. Como as cinzas
bloquearam a luz solar, o resfriamento resultante levou a perdas de
safra, fome de gado e doenças generalizadas (incluindo uma epidemia de
tifo) e fome em populações humanas ao redor do mundo. O seguinte "Ano
sem Verão" (1816) viu meses de verão frios, escuros e chuvosos na
América do Norte e na Eurásia: mesmo em junho, nevou em Nova York, Nova
Inglaterra e muitas cidades europeias. Naquele mês, Percy e Mary Shelley
estavam hospedados na vila de Lord Byron perto do Lago Genebra, na
Suíça, e eles contaram um ao outro histórias de terror gótico para
passar as longas horas passadas em ambientes fechados. Aquele verão
úmido e sombrio inspirou Mary Shelley a escrever Frankenstein , ou O Prometeu Moderno .
A erupção do Toba, há cerca de 74.000 anos, foi mil vezes maior que a
do Tambora ou do Krakatoa. Não desencadeou apenas um ano sem verão ou
uma curta onda de frio que durou vários anos: as temperaturas globais
caíram de 5°C a 9°C, para uma média mundial de apenas 60°C após três
anos, e levaram uma década inteira para se recuperar aos níveis
pré-erupção. A linha das árvores e a linha da neve caíram 3.000 metros
abaixo de onde estão hoje, tornando a maioria das altitudes elevadas
inabitáveis. Núcleos de gelo da Groenlândia mostram evidências desse
resfriamento drástico em cinzas aprisionadas e bolhas de ar antigas.
What happened to people and animals during this terrible time? As we
shall see in the rest of this book, many geneticists and archaeologists
believe that the Toba catastrophe nearly wiped out the human race;
afterward, they argue, only about 1,000 to 10,000 breeding pairs of
people survived worldwide. Supporting this idea are both geologic
evidence of Toba’s size and atmospheric effects and indications of a
human genetic bottleneck that happened around the time of the eruption. A
genetic bottleneck occurs when the number of individuals in a
population drops so low that its genetic diversity is greatly reduced,
and all descendants of that population carry the rare genes of the
handful of survivors.
Vários estudos encontraram gargalos com tempo semelhante nos genes de piolhos humanos e da bactéria intestinal Helicobacter pylori
, que causa úlceras; de acordo com os relógios moleculares desses
organismos, que mostram quanto tempo se passou desde que uma alteração
genética ocorreu, ambos os gargalos remontam à época de Toba. Os
relógios moleculares de vários outros animais, incluindo tigres e
pandas, indicam que eles também passaram por um gargalo nessa época. Em
suma, Toba foi a maior erupção desde que os humanos modernos surgiram na
Terra e quase exterminou completamente as pessoas, juntamente com
muitos outros animais.
A erupção do Toba foi uma das maiores catástrofes geológicas que já
atingiram o nosso planeta. Foi maior do que qualquer erupção vulcânica
nos últimos 28 milhões de anos e centenas a milhares de vezes maior do
que erupções posteriores, como a do Tambora, a do Krakatoa e a do Monte
Santa Helena. O Toba pode até ter sido um desastre na mesma escala
daquele que exterminou os dinossauros e muitas outras criaturas há 65
milhões de anos, e pode ter tido efeitos semelhantes a outros eventos de
extinção em massa na história do nosso planeta.
No entanto, a incrível história da erupção do Toba e suas
consequências é algo que poucas pessoas (e até mesmo poucos cientistas)
ouviram. Somente no final da década de 1990 os pesquisadores perceberam
que a catástrofe havia ocorrido; naquele momento, muitos cientistas,
trabalhando em diversos tipos de problemas em geologia, genética e
outras áreas, acabaram reconhecendo que estavam todos descobrindo
evidências do mesmo grande desastre. A história da descoberta do Toba é
de surpresa, acaso e controvérsia constante.
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