Cientistas que estudam microfósseis antigos do Brasil descobriram que estruturas que antes se pensava serem pegadas deixadas por pequenos animais eram, na verdade, formadas por comunidades de bactérias microscópicas 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 certas formas de vida animal há cerca de 540 milhões de anos.
A pesquisa se concentrou em fósseis encontrados no estado brasileiro de Mato Grosso do Sul e foi publicada na revista Estudos de Gondwana. Estudos anteriores interpretaram estes rastros como evidência de criaturas semelhantes a vermes ou outros pequenos animais marinhos movendo-se através dos sedimentos do fundo do mar durante o período Ediacarano, que ocorreu pouco antes da explosão cambriana.
“Usando as técnicas de microtomografia e espectroscopia, notamos que os microfósseis apresentam estrutura celular – às vezes com material orgânico preservado – de acordo com as bactérias ou algas que existiam na época. Não se trata de vestígios de animais que poderiam ter passado pela área”, diz Bruno Becker-Kerber, primeiro autor do estudo. Realizou pesquisas durante seu doutorado no Instituto de Ciências da Terra da Universidade de São Paulo (USP) e no Centro Brasileiro de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) com apoio da FAPESP.
Becker-Kerber, que atualmente faz doutorado na Universidade de Harvard, explica que se os rastros fossem realmente deixados por animais, seriam uma evidência da existência de uma meiofauna durante o período Ediacarano. Meiofauna são pequenos invertebrados com menos de um milímetro de tamanho. Encontrá-los em rochas tão antigas avançaria enormemente o registro fóssil desses organismos.
Oceanos antigos antes da explosão cambriana
O período Ediacarano precedeu a explosão cambriana, um importante ponto de viragem evolutivo, quando o aumento dos níveis de oxigénio ajudou organismos complexos a diversificar-se rapidamente nos oceanos da Terra. Evidências fósseis mostram claramente que a meiofauna existia durante o período Cambriano, mas novas descobertas sugerem que pode não ter existido antes do que alguns cientistas pensavam.
O projeto faz parte da pesquisa “Cráton do Rio da Prata e Gondwana Ocidental”, apoiada pela FAPESP e coordenada por Miguel Angelo Stipe Basei, professor do IGc-USP e coautor do artigo.
Outro coautor, Lucas Warren, da Universidade Estadual de São Paulo (IGCE-UNESP) em Rio Clara, também recebeu apoio da FAPESP.
Os pesquisadores reexaminaram os fósseis coletados em Corumbá e também analisaram material recém-estudado em Bonita, na região do Cerro da Badaqueña. Ambos os sítios estão localizados no Mato Grosso do Sul, dentro da formação geológica Tamenga.
Estas rochas formaram-se num ambiente marinho raso ao longo da plataforma continental durante os estágios finais da formação de Gondwana, antes do supercontinente finalmente se romper para formar as regiões que se tornaram a América do Sul e a África.
A mesma equipe de pesquisa identificou anteriormente aquele que pode ser o fóssil de líquen mais antigo conhecido, também encontrado no Mato Grosso do Sul e mais jovem que as bactérias e algas descritas no presente estudo.
Imagens de fósseis em alta resolução revelaram estruturas ocultas
Para estudar o fóssil com mais detalhes, a equipe utilizou a linha de luz MOGNO do Sirius, acelerador de partículas do CNPEM em Campinas. A tecnologia permitiu aos pesquisadores estudar fósseis que variam em tamanho de alguns micrômetros a alguns milímetros.
Os cientistas usaram tanto a microtomografia quanto a nanotomografia, técnicas capazes de produzir imagens em escalas muito pequenas, incluindo micrômetros (um milésimo de milímetro) e nanômetros (um bilionésimo de metro).
“Quando você tem uma amostra grande e deseja obter imagens da estrutura dentro dela, a resolução resultante geralmente é insuficiente. A linha de luz MOGNO é uma das poucas no mundo que realiza a chamada tomografia em grande escala, onde focamos em algo dentro de uma amostra e analisamos em nanoescala sem destruir a amostra, “diz Becker-Kerber.
Ele observa que pesquisas anteriores que interpretavam as estruturas como rastros de animais não tinham acesso a esse nível de tecnologia de imagem.
Os pesquisadores também usaram espectroscopia de espalhamento combinado para estudar a composição química dos fósseis. A técnica identificou material orgânico nas paredes celulares dos fósseis, reforçando a interpretação de que as estruturas eram corpos preservados de micróbios, e não rastros deixados por animais que passavam voando.
Bactérias e algas antigas gigantes
Algumas amostras fósseis continham pirita, um mineral composto de ferro e enxofre. Com base nos formatos 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.
“Esse grupo de bactérias é surpreendente. Algumas das maiores já registradas se enquadram nesta categoria. Em contraste com a imagem usual das bactérias microscópicas, algumas espécies podem atingir diâmetros maiores que um fio de cabelo e são visíveis a olho nu”, diz Becker-Kerber.
Embora os fósseis não preservem detalhes suficientes para identificar as espécies exatas, os investigadores encontraram células preservadas, divisões dentro das paredes celulares e vestígios de matéria orgânica em vários locais de recolha. Segundo a equipe, essas características não existiriam se as estruturas fossem simplesmente perturbações criadas pelo movimento de animais.
Os fósseis também vêm em três tamanhos diferentes, sugerindo que múltiplas espécies podem ter vivido juntas em comunidades microbianas. As formas maiores lembram algas verdes ou vermelhas, enquanto os fósseis menores podem representar algas, cianobactérias ou bactérias oxidantes de enxofre.
“São divisórias côncavas e convexas, fios enrolados, células sem sedimentos, mas contendo matéria orgânica. Essas evidências estão muito mais próximas de bactérias ou algas do que de simples vestígios de perturbações causadas por animais”, conclui o pesquisador.
As descobertas dão 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 vida animal complexa.
