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sexta-feira, 1 de novembro de 2024

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Impressionante fóssil preservado em ouro de tolo revela espécies recém identificadas com 450 milhões de anos

Esta reconstrução artística retrata Lomankus edgecombei, uma espécie pré-histórica recentemente identificada que viveu há 450 milhões de anos. Crédito: Xiaodong Wang.

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A shimmering ancient fossil unearthed in New York state looks like a piece of finely crafted jewelry, but it’s also a portal into the natural world 450 million years ago.

The striking fossil is a newly identified species of arthropod, a distant relative of modern-day horseshoe crabs, scorpions, and spiders, that slightly resembles a modern-day shrimp. The creature lived on the ocean floor during the Ordovician Period (485 million to 444 million years ago) at a time when life had only a tentative foothold on land.

Named Lomankus edgecombei, the arthropod is a remarkably bright golden color because it’s preserved in three dimensions by iron pyrite — a mineral better known as fool’s gold.
It’s a highly unusual way for a fossil to form.

A espécie, que pertence a um grupo extinto chamado megacheira, recebeu o nome do especialista em artrópodes Greg Edgecombe.

O fóssil, um dos cinco espécimes semelhantes descritos num artigo publicado terça-feira na revista Current Biology, foi encontrado numa área rica em fósseis perto de Roma, no centro do estado de Nova Iorque, conhecida como Beecher's Bed.

O principal autor do estudo, Luke Parry, começou a examinar os fósseis quando era pesquisador de pós-doutorado no Museu Yale Peabody, onde três dos espécimes foram mantidos. Um colecionador doou outros dois espécimes a Yu Liu, coautor e professor de paleobiologia na Universidade de Yunnan, na China. Agora também fazem parte da coleção Peabody.

Como a pirita é tão densa, Parry conseguiu escanear o fóssil usando tomografia computadorizada para revelar detalhes ocultos de sua anatomia. A descoberta esclarece por que os artrópodes desenvolveram apêndices que se projetam para fora de suas cabeças.

“Fiquei muito impressionado com o quão bem preservados eles estavam e por ter trabalhado em tocas piritizadas antes de saber que eles fariam uma tomografia computadorizada muito bem”, disse Parry, agora professor associado de paleobiologia na Universidade de Oxford, por e-mail. “A preservação deste tipo em pirita é extremamente rara. Nos últimos meio bilhão de anos, existem apenas alguns exemplos de lugares onde isso ocorre.”

O espécime foi preservado em pirita, ou ouro de tolo, facilitando a produção de modelos 3D do fóssil por meio de tomografias computadorizadas. Créditos: Luke Parry/Yu Liu/Ruixin Ran (modelos 3D).

'Brilha como ouro'

Lomankus é uma descoberta extraordinária, disse Steve Brusatte, professor de paleontologia e evolução na Escola de Geociências da Universidade de Edimburgo.

Brusatte, que não esteve envolvido no estudo, disse que era “um dos fósseis mais visualmente impressionantes que já vi. Brilha como ouro e parece pertencer a um museu de arte.”

“O ouro dos tolos mostra detalhes finos de muitas partes do corpo deste artrópode, incluindo as pequenas estruturas sensoriais finas que se projetam de sua cabeça”, disse ele. “Normalmente, essas coisas delicadas e diáfanas seriam destruídas quando um animal morresse e fosse enterrado, mas aqui o ouro dos tolos os trancou em pedra.”

A espécie, que pertence a um grupo extinto chamado megacheira, recebeu o nome do especialista em artrópodes Greg Edgecombe, pesquisador de mérito do Museu de História Natural de Londres.

Outros megacheirans usaram seus apêndices para capturar presas. Lomankus, que não tinha olhos, provavelmente usou os apêndices para sentir o ambiente sedimentar oceânico em que vivia, de acordo com o estudo.

A disposição das características na cabeça da espécie era semelhante à dos artrópodes vivos, o que significa que seus apêndices são o equivalente antigo das antenas dos insetos ou do aparelho bucal de escorpiões ou aranhas, disse Parry.

A cabeça fossilizada de Lomankus edgecombei, à esquerda, e um modelo 3D do mesmo espécime girado para que a parte inferior fique visível.

Hoje, existem mais espécies conhecidas de artrópodes do que qualquer outro grupo de animais na Terra. Parry disse que a cabeça e os apêndices adaptáveis, que ele descreveu como um “canivete biológico suíço”, foram uma das razões pelas quais o grupo prosperou por tanto tempo.

“Às vezes vemos fósseis preservados como opalas ou cristais de quartzo ou, neste caso, ouro de tolo”, disse Brusatte.

“É notável, como se todo o corpo deste pequeno artrópode se transformasse numa joia de ouro”, acrescentou. “E isso torna o fóssil não apenas bonito, mas cientificamente importante.”

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O fóssil de ouro do tolo revela segredos evolutivos

A preservação da pirita de um antigo artrópode conecta pinças de boca de escorpião e antenas de insetos a um antigo apêndice

espécime holótipo de Lomankus edgecombei
Luke Parry;

Cerca de 450 milhões de anos atrás, uma criatura semelhante a um camarão com um centímetro de comprimento foi enterrada viva em um deslizamento de terra subaquático. Azar para o pequenino animal, sim, mas as circunstâncias de sua morte foram afortunadas para os paleontólogos: seu corpo estava envolto em sedimentos ricos em ferro e pobres em oxigênio que promoveram a formação do mineral pirita, também chamado de ouro dos tolos, fossilizando o artrópode em moda opulenta. 

Tal imortalização (acima) é rara , dizem os especialistas à CNN, e dá aos paleontólogos a oportunidade de examinar a anatomia da criatura – um artrópode que apelidaram de Lomankus edgecombei – com detalhes incríveis. A pirita preservou finas estruturas sensoriais salientes da cabeça do animal , relata a equipe esta semana na revista Current Biology , que são nitidamente mais finas do que o “grande apêndice” de localização semelhante de seus parentes. Isso sugere que essas estruturas cranianas provavelmente foram usadas para sentir o ambiente profundo e escuro, em vez de capturar presas. 

Os pesquisadores postulam que essas estruturas estão evolutivamente relacionadas às antenas dos insetos e ao aparelho bucal de aranhas e escorpiões, acrescentando peso à noção de que o capacete adaptável dos artrópodes tem uma origem antiga.

quinta-feira, 31 de outubro de 2024

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Este é o escorpião mais antigo conhecido pela ciência

Aracnídeo antigo pode revelar pistas sobre a evolução dos escorpiões e aranhas modernos

 (da esquerda para a direita): fóssil; reconstrução da coluna; interpretação de um escorpião

 

 

Os cientistas revelaram o mais antigo escorpião – e aracnídeo – conhecido na Terra: uma espécie misteriosa com mais de 430 milhões de anos descoberta perto de Waukesha, Wisconsin, cerca de 29 quilómetros a oeste de Milwaukee.

“Qualquer coisa que afaste ainda mais as origens dos aracnídeos é significativo”, escreveu o paleontólogo Jason Dunlop, curador de aracnídeos no Museu de História Natural de Berlim, num e-mail para a Science . Isso porque os aracnídeos são o segundo grupo de animais mais diversificado depois dos insetos e, portanto, poderiam esclarecer a origem das aranhas, carrapatos, ácaros e escorpiões modernos.

Cerca de 450 milhões de anos atrás, a região de Waukesha costumava ser um oceano quente e raso. Com o tempo, o baixo teor de oxigênio e a alta salinidade preservaram os fósseis dos animais que ali percorriam.

Os pesquisadores desenterraram pela primeira vez o que seriam os fósseis de escorpiões mais antigos no início da década de 1980. Mas eles não sabiam o que tinham encontrado e arquivaram a maior parte dos fósseis nas gavetas do Museu de Geologia da Universidade de Wisconsin. Mesmo décadas depois, “não sabíamos que tínhamos escorpiões”, diz Andrew Wendruff, paleontólogo da Universidade Otterbein.

Wendruff e sua equipe começaram a trabalhar com os fósseis de Waukesha por volta de 2016, enquanto Wendruff terminava seu doutorado. Depois de percorrer todo o acervo, que inclui principalmente artrópodes e vermes, os pesquisadores notaram o que pareciam ser dois escorpiões. As criaturas exibiam sete seções no tórax – ou placas abdominais – diz Paul Selden, paleontólogo da Universidade do Kansas, em Lawrence, que não esteve envolvido na pesquisa. Os fósseis de escorpiões mais jovens têm apenas seis dessas placas, e os escorpiões de hoje têm cinco.

Os cientistas também notaram que a anatomia interna dos animais antigos estava bem preservada, o que é raro em fósseis desta idade. Quando compararam a anatomia dos dois fósseis com a dos escorpiões modernos, encontraram semelhanças impressionantes nas estruturas circulatórias e respiratórias. “Isto sugere que partes da anatomia interna dos escorpiões não mudaram muito em quase 440 milhões de anos”, diz Dunlop. Os pesquisadores conhecem as idades dos fósseis graças a outros fósseis de animais bem datados no local.

Os cientistas batizaram a nova espécie de Parioscorpio venator (latim para "escorpião progenitor caçador") e a descrevem em detalhes hoje em Relatórios Científicos .

Um fóssil de um antigo escorpião.

Esses dois exemplares do venator Parioscorpio permaneceram sem identificação por mais de 35 anos em uma gaveta do museu.

Museu de Geologia da Universidade de Wisconsin

Uma das grandes questões restantes é se o P. venator vivia na água ou na terra. Os aracnídeos estiveram entre os primeiros animais a se tornarem terrestres, mas os cientistas não sabem se um único ancestral comum chegou à terra e depois se ramificou nos diferentes grupos de aracnídeos que conhecemos hoje, nem se alguns grupos chegaram à terra de forma independente. “Tem havido muita controvérsia [sobre] se esses primeiros escorpiões eram aquáticos ou não”, diz Selden.

Wendruff e seus colegas argumentam que, como a estrutura interna do P. venator é tão semelhante à dos escorpiões modernos, é muito provável que ele pudesse ter vivido na terra e respirado ar. No entanto, como os espécimes foram encontrados entre outros fósseis marinhos num depósito marinho raso perto da costa, também é possível que fosse aquático. Nenhum dos dois fósseis mostrou qualquer evidência de guelras ou pulmões antigos, ou qualquer outra estrutura anatômica que pudesse revelar de forma decisiva seu antigo lar. “Infelizmente, não há realmente nenhuma evidência que indique que isso pode ser feito de uma forma ou de outra”, diz Selden.

Wendruff e sua equipe levantam a hipótese de que P. venator vivia na água, mas era capaz de se aventurar em terra, como fazem os caranguejos-ferradura modernos para acasalar e desovar. Segundo Dunlop, também é possível que os primeiros escorpiões tenham desembarcado em busca de suas presas, principalmente insetos primitivos, milípedes e outros aracnídeos, que também começaram a aparecer no registro fóssil nesse período.

Fósseis de escorpiões mais antigos e bem preservados poderiam ajudar a resolver o debate. “Em algum momento, alguém encontrará um escorpião mais velho”, diz Wendruff. “Mas agora, esta é definitivamente a base da árvore do escorpião da vida.”

O venador Parioscorpio (esquerda) tinha um sistema cardiovascular pulmonar semelhante ao dos escorpiões modernos. Os tórax dos escorpiões modernos (centro e direita) foram usados ​​para interpretar a anatomia interna dos fósseis. (Da esquerda para a direita): Andrew Wendruff; Christian Wirkner; André Wendruff

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sábado, 23 de maio de 2020

Este escorpião foi uma das primeiras formas de vida a andar na Terra

Dois espécimes fósseis de Parioscorpio venator, desenterrados em Wisconsin. Este escorpião foi uma das primeiras formas de vida mais antiga a andar na Terra. (Wendruff et al., Scientific Reports, 2020)
Dois espécimes fósseis de Parioscorpio venator, desenterrados em Wisconsin. Este escorpião foi uma das primeiras formas de vida mais antiga a andar na Terra. (Wendruff et al., Scientific Reports, 2020)
Segundo o estudo, o que permitia que esses pequenos predadores pudessem respirar tanto na terra quanto no mar, eram seu ‘seios pulmo-pericárdicos’.  

O sistema respiratório e circulatório do escorpião são quase idênticos aos escorpiões modernos que conhecemos, mas operavam de forma semelhante ao de um caranguejo-ferradura, que vive principalmente na água, mas que é capaz de fazer incursões curtas na terra.
Um fóssil de Parioscorpio venator (a) comparado a uma imagem microscópica de Centruroides exilicauda (b) e Hadogenes troglodytes (c), ambos escorpiões modernos. "bl" significa pulmões de livros, uma estrutura respiratória, e "pc" representa pericárdio, uma estrutura que envolve o coração. As barras de escala são de 1 milímetro para aeb e 1 centímetro para c. (Wendruff et al., Scientific Reports, 2020)
Um fóssil de Parioscorpio venator (a) comparado a uma imagem microscópica de Centruroides exilicauda (b) e Hadogenes troglodytes (c), ambos escorpiões modernos. “bl” significa pulmões de livros, uma estrutura respiratória, e “pc” representa pericárdio, uma estrutura que envolve o coração. As barras de escala são de 1 milímetro para aeb e 1 centímetro para c. (Wendruff et al., Scientific Reports, 2020)

O antigo escorpião tinha capacidade de respirar fora da água, mas isso significa que ele o fazia?

O fóssil do Parioscorpio venator foi encontrado em um ambiente de águas rasas e provavelmente viveu no mar, mas seu sistema respiratório os permitia viver fora da água. Os ‘seios pulmo-pericárdios’ conectavam os órgãos respiratórios da criatura com o seu sistema circulatório, assim como os escorpiões que caçam pela Terra atualmente, entretanto este é um fóssil muito antigo e não foram encontradas evidências de pulmões ou guelras, portanto seria precipitado afirmar com certeza que esses escorpiões viveram na terra ou no mar. É apenas uma possibilidade, e ela entusiasmante.
Um fóssil do Parioscorpio venator , um escorpião de 437 milhões de anos que se assemelha a espécies modernas. b mostra sua pinça esquerda; c mostra seus olhos compostos; d e e mostram suas estruturas respiratórias e circulatórias; f mostra o final de sua cauda. (Wendruff et al., Scientific Reports, 2020)
Um fóssil do Parioscorpio venator , um escorpião de 437 milhões de anos que se assemelha a espécies modernas. b mostra sua pinça esquerda; c mostra seus olhos compostos; d e e mostram suas estruturas respiratórias e circulatórias; f mostra o final de sua cauda. (Wendruff et al., Scientific Reports, 2020)

Há 440 milhões de anos uma outra forma de vida já dominava a Terra

Embora o escorpião seja o animal mais antigo a emergir dos mares para a terra até agora, quando ele chegou lá estava longe de estar sozinho, pois uma outra forma já havia se estabelecido nos solos antigos: Os Tortotubus.
Filamento principal de T. protuberans com ramos primários e ramos secundários nascentes. (verisimilus / CC BY 3.0)
Filamento principal de T. protuberans com ramos primários e ramos secundários nascentes. (verisimilus / CC BY 3.0)
Um estudo publicado no Botanical Journal da Linnean Society, demonstrou como os fungos fossilizados, chamados Tortotubus, viviam há cerca de 440 milhões de anos atrás.


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Entenda como são feitas as datações de fósseis

Fósseis não vêm com certidão de nascimento, mas ainda assim eles trazem muitas informações que podem nos ajudar a reconstruir sua trajetória. Muitas pessoas ainda tem dúvidas sobre como são feitas as datações e se elas são concisas, por isso é importante esclarecer como como os cientistas determinam as idades destas estruturas petrificadas. Existem dois métodos principais usados para fazer as datações de fósseis e rochas, são eles a datação relativa e a datação absoluta.

Como são feitas as datação relativas de fósseis

A datação relativa é usada há muito tempo, antes do surgimento dos métodos mais precisos desenvolvidos há algumas décadas. Consiste em se observar a posição das rochas sedimentares. Por exemplo; se uma camada de sedimentos foi datada anteriormente para aproximadamente 200 milhões de anos, então sabemos que o fóssil lá encontrado também tem cerca de 200 milhões de anos. Esse método não oferece uma data numérica, mas nos ajuda a entender em qual período a criatura descoberta viveu.
Até hoje os métodos de relativa são amplamente utilizados, devido a sua praticidade e baixo custo. Um deles consiste em verificar a camada de sedimentos em que os fósseis foram encontrados. (Imagem: Damares / Redação SoCientífica)
Até os dias atuais os métodos de datações relativas são usados como uma primeira abordagem para datar fósseis antes de atribuir uma idade numérica ou absoluta.

A datação absoluta

A datação absoluta determina a idade precisa de uma rocha ou fóssil através de métodos de datação radiométrica usando minerais radioativos que são encontrados em rochas e fósseis, eles servem como um relógio biológico. Muitas vezes, as camadas de rochas vulcânicas – rochas vulcânicas normalmente contêm minerais naturalmente radioativos – acima e abaixo das camadas que contêm os fósseis podem ser datadas para fornecer um intervalo de datas para as rochas onde estão os fósseis.
Um feldspato mineral naturalmente radioativo, visto ao microscópio. Minerais radioativos funcionam como relógios naturais que ajudam a fazer as datações de fósseis e rochas. (Erin DiMaggio, Penn State University)
Um feldspato mineral naturalmente radioativo, visto ao microscópio. Minerais radioativos funcionam como relógios naturais que ajudam a fazer as datações de fósseis e rochas. (Erin DiMaggio, Penn State University)
Usando técnicas baseadas no decaimento radioativo de isótopos podemos chegar a idade de um fóssil. Medindo-se a razão entre a quantidade do isótopo original (isótopo pai) e a quantidade dos isótopos em que que ele se divide, (isótopos filhos) a idade do fóssil pode então ser determinada.
A taxa desse decaimento radioativo é chamada meias-vidas. Se um isótopo radioativo tem uma meia-vida de 5.000 anos, isso significa que, depois de 5.000 anos, exatamente metade dele terá decaído do isótopo pai para os isótopos filhos. Depois de outros 5.000 anos, metade do isótopo pai restante terá decaído.

Carbono-14 e potássio-40

Embora as pessoas estejam muito mais familiarizadas com a datação por carbono, ela raramente é aplicável aos fósseis. Isso por que o isótopo radioativo do carbono usado na datação por carbono, tem uma meia-vida de 5730 anos, por isso decai muito rapidamente. Por isso a datação por carbono só pode ser usada para datar fósseis com menos de 50.000 anos. 
Já o potássio-40, tem meia vida de 1,25 bilhão de anos e é comum em rochas e minerais. Isso o torna ideal para datar rochas e fósseis muito mais antigos. Como é o exemplo de um escorpião de 443 milhões de anos, que é considerado o animal terrestre mais antigo já descoberto.
Dois espécimes fósseis de Parioscorpio venator, desenterrados em Wisconsin. Este escorpião foi uma das primeiras formas de vida mais antiga a andar na Terra. (Wendruff et al., Scientific Reports, 2020)
Dois espécimes fósseis de Parioscorpio venator, desenterrados em Wisconsin. Este escorpião foi uma das primeiras formas de vida mais antiga a andar na Terra. (Wendruff et al., Scientific Reports, 2020)

Outros métodos de datações de fósseis

Atualmente os cientistas já tem uma grande quantidade de ferramentas à sua disposição, mas, ainda assim, algumas rochas e fósseis são difíceis de serem datadas. As inovações nos métodos de datação existentes estão eliminando essas barreiras. Por exemplo, as revisões de um método chamado ressonância de rotação eletrônica permitem que os cientistas datem fósseis raros, porque podem datar diretamente o fóssil sem danificar visivelmente a amostra.
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