Cientistas que estudam microfósseis antigos no Brasil descobriram que estruturas antes consideradas vestígios de pequenos animais eram, na verdade, formadas por comunidades de pequenas bactérias e algas. As descobertas desafiam ideias anteriores sobre quando os pequenos animais apareceram pela primeira vez na Terra e sugerem que os níveis de oxigénio nos oceanos antigos podem ainda ter sido demasiado baixos para suportar algumas formas de vida animal há cerca de 540 milhões de anos.
O estudo foca em fósseis encontrados no estado brasileiro de Mato Grosso do Sul e está publicado na revista Pesquisa Gondwana. Estudos anteriores interpretaram os vestígios como evidência de criaturas semelhantes a vermes ou outros pequenos animais marinhos que se moviam através dos sedimentos do fundo do mar durante o período Ediacarano, antes da explosão cambriana.
“Usando técnicas de microtomografia e espectroscópica, observamos que os microfósseis possuem estruturas celulares – e às vezes matéria orgânica bem preservada – consistentes com bactérias ou algas que estavam presentes naquele período. Não são vestígios de animais que possam ter viajado pela área”, disse Bruno Becker-Kerber, primeiro autor do estudo. Ele conduziu essa pesquisa durante seu pós-doutorado no Instituto de Ciências da Terra da Universidade de São Paulo (USP) e no Centro Brasileiro de Pesquisas em Energia e Materiais (CNPEM), com apoio da FAPESP.
Se os vestígios fossem de fato deixados por animais, representariam evidências de uma pequena fauna do período Ediacarano, explicou Becker-Kerber, que atualmente faz pós-doutorado na Universidade de Harvard. A microfauna é um pequeno animal invertebrado, com menos de um milímetro de comprimento. Encontrá-los em rochas tão antigas atrasaria significativamente o registo fóssil destas criaturas.
O antigo oceano antes da explosão cambriana
O Período Ediacarano precedeu a Explosão Cambriana, um importante ponto de viragem evolutiva, quando o aumento dos níveis de oxigénio ajudou organismos complexos a diversificar-se rapidamente nos oceanos da Terra. Evidências fósseis mostram claramente que existia pequena fauna durante o período Cambriano, mas novas descobertas sugerem que podem não ter existido muito antes do que alguns cientistas sugeriram.
O projeto faz parte do estudo “Cráton La Plata e Gondwana Ocidental”, apoiado pela FAPESP e coordenado por Miguel Angelo Stipp Basei, professor do IGc-USP e coautor do artigo.
Outro coautor, Lucas Warren, da Universidade Estadual de São Paulo em Rio Claro (IGCE-UNESP), também recebeu apoio da FAPESP.
Os pesquisadores reexaminaram fósseis coletados em Columba e analisaram novo material de estudo de peixes bonitos na região das Montanhas Bodokna. Ambos os sítios estão localizados na formação geológica Tamengo, no estado de Mato Grosso do Sul.
Estas rochas foram formadas em ambientes marinhos rasos ao longo da plataforma continental durante os estágios finais da formação de Gondwana, antes que o supercontinente finalmente se separasse para formar as regiões da América do Sul e da África.
A equipe de pesquisa descobriu anteriormente aquele que pode ser o fóssil de líquen mais antigo conhecido, também encontrado no Mato Grosso do Sul, e é mais jovem que as bactérias e algas descritas no presente estudo.
Imagens fósseis de alta resolução revelam estruturas ocultas
Para estudar os fósseis com mais detalhes, a equipe utilizou a linha de luz MOGNO do Sirius, acelerador de partículas do CNPEM em Campinas. A técnica permite aos pesquisadores estudar fósseis que variam em tamanho de alguns mícrons a vários milímetros.
Os cientistas usaram técnicas de microtomografia e nanotomografia, que produzem imagens em escalas extremamente pequenas, incluindo micrômetros (milésimos de milímetro) e nanômetros (bilionésimos de metro).
“Quando você tem uma amostra grande e deseja obter imagens de sua estrutura interna, a resolução alcançada muitas vezes não é suficiente”, disse Becker-Kerber. “A linha de luz MOGNO é um dos poucos instrumentos no mundo que realiza a chamada tomografia zoom, onde podemos focar em algo dentro da amostra e analisá-lo em escala nanométrica sem destruir a amostra.”
Ele ressalta que estudos anteriores que interpretaram essas estruturas como vestígios de animais não conseguiram atingir esse nível de tecnologia de imagem.
Os pesquisadores também usam a espectroscopia Raman para examinar a composição química dos fósseis. A técnica identificou material orgânico dentro das paredes celulares do fóssil, reforçando a interpretação de que as estruturas são microrganismos preservados e não vestígios de animais que passam.
Bactérias e algas antigas gigantes
Algumas amostras fósseis contêm pirita, um mineral feito de ferro e enxofre. Com base no formato e na composição química das amostras, os pesquisadores acreditam que algumas delas podem representar bactérias oxidantes de enxofre, organismos que utilizam enxofre em seu metabolismo.
“Este grupo de bactérias é surpreendente. Algumas das maiores bactérias já registradas pertencem a esta categoria. Ao contrário das imagens comuns que temos de bactérias microscópicas, algumas espécies podem atingir diâmetros maiores que um fio de cabelo e são visíveis a olho nu”, disse Becker-Kerber.
Embora os fósseis não tenham preservado detalhes suficientes para identificar as espécies exatas, os investigadores encontraram células bem preservadas, divisões dentro das paredes celulares e vestígios de matéria orgânica em vários locais de recolha. Segundo a equipe de pesquisa, essas características não existiriam se as estruturas fossem simplesmente distúrbios causados pelo movimento de animais.
Os fósseis também apareceram em três faixas de tamanho diferentes, sugerindo que múltiplas espécies podem ter vivido juntas na comunidade microbiana. As formas maiores lembram algas verdes ou vermelhas, enquanto os fósseis menores podem representar algas, cianobactérias ou bactérias oxidantes de enxofre.
Os pesquisadores concluíram: “Existem compartimentos acidentados, filamentos enrolados, células sem sedimentos, mas contendo matéria orgânica. Esta evidência está mais próxima de bactérias ou algas do que apenas vestígios de perturbação causada por animais”.
As descobertas fornecem aos cientistas uma imagem mais clara do mundo antes da explosão cambriana e podem ajudar os investigadores a compreender melhor as condições ambientais que abriram caminho para o surgimento de uma vida animal complexa.
