Amêijoas e caracóis governam as costas de hoje porque seus ancestrais sobreviveram a um cataclismo que destruiu quase toda a vida marinha.
Conchas espalhadas nas praias modernas são pistas de um desastre antigo. As amêijoas e os caracóis são comuns hoje em dia, em parte porque os seus parentes distantes sobreviveram à pior extinção em massa da história da Terra, enquanto muitos dos seus antigos rivais quase desapareceram.
Um novo estudo liderado por Stanford ajuda a explicar porquê.
Cerca de 252 milhões de anos atrás, o evento de extinção Permiano-Triássico destruiu 96% da vida marinha. a espécie e 70% dos animais terrestres. Conhecida como a “Grande Morte”, foi muito mais devastadora do que as catástrofes posteriores que exterminaram os dinossauros não-aviários.
Por que algumas criaturas marinhas desapareceram?
No entanto, a crise não foi igualmente grave para todos os ramos da vida animal. Alguns grupos que dominaram os mares durante milhões de anos sofreram perdas catastróficas, enquanto outros resistiram e eventualmente tomaram o seu lugar.
Os braquiópodes estavam entre as maiores vítimas. Estas criaturas com casca são semelhantes às amêijoas, mas pertencem a um grupo evolutivo completamente diferente. Antes da extinção, eles estavam entre as criaturas mais abundantes no fundo do mar. Os crinóides, ou lírios do mar, e a maioria dos outros habitantes estacionários do fundo também diminuíram acentuadamente.
O metabolismo tornou-se uma questão de sobrevivência
Os moluscos eram bons o suficiente. Cerca de metade das espécies, como amêijoas e caracóis, desapareceram. A sua sobrevivência ajudou a preparar o terreno para os oceanos que conhecemos hoje, onde moluscos, peixes, estrelas do mar e ouriços-do-mar são muito mais proeminentes do que os braquiópodes.
Publicado em Anais da Academia Nacional de CiênciasO estudo concluiu que o metabolismo desempenhou um papel importante na determinação de quais animais sobreviveram. Os grupos mais vulneráveis estavam mal equipados para gerir a combinação do aumento das temperaturas e dos níveis de oxigénio que se espalham pelos oceanos durante as extinções.
“Com este estudo, queríamos basicamente resolver o mistério da razão pela qual, quando vamos à praia, recolhemos amêijoas e conchas de caracóis em vez de braquiópodes”, diz José Andrés Marquez, antigo aluno de doutoramento no laboratório de Eric Anders Sperling em Stanford. “As nossas descobertas mostram que, em diferentes grupos de organismos, as extinções ocorreram em taxas mais elevadas para aqueles mais vulneráveis ao aumento da temperatura da água e à redução da disponibilidade de oxigénio”.
O calor vulcânico rouba o oxigênio do oceano
A crise ambiental começou com um período extraordinário de atividade vulcânica. Erupções massivas libertaram dióxido de carbono, metano e outros gases que aqueceram o planeta e perturbaram a química dos oceanos.
A água quente contém naturalmente menos oxigênio dissolvido do que a água fria. Ao mesmo tempo, o calor acelera as reações químicas dentro do corpo do animal, aumentando a quantidade de oxigênio de que necessita. Assim, os organismos marinhos enfrentaram um duplo golpe perigoso: o fornecimento de oxigénio estava a diminuir à medida que os seus corpos exigiam mais.
“Este estudo é realmente o último prego no caixão do que causou a extinção em massa do Permiano-Triássico”, disse Sperling, professor associado de Ciências da Terra e Planetárias na Escola de Sustentabilidade de Stanford Dow. “A maior extinção em massa de todos os tempos começou numa Terra que era relativamente fria, com oceanos relativamente bem oxigenados como os de hoje, e depois houve uma injeção maciça de dióxido de carbono no sistema terrestre. Compreender como a Terra e a biota da Terra responderam pode dizer-nos o que iria acontecer então.”
Examinando a fisiologia de antigos grupos de animais
Para compreender porque é que alguns animais eram mais vulneráveis, os investigadores olharam para além dos fósseis e examinaram como os representantes vivos de antigos grupos marinhos respondiam ao calor e ao baixo teor de oxigénio.
O metabolismo inclui os processos químicos que um organismo usa para produzir energia e sobreviver. Durante o período Paleozóico, que terminou com a Grande Morte, muitas criaturas marinhas comuns tinham metabolismo lento. Eles viviam no fundo do mar, moviam-se pouco ou nada e coletavam alimentos filtrando partículas da água circundante.
Braquiópodes, crinóides (relacionados aos lírios do mar, estrelas do mar) e alguns corais e anêmonas do mar se enquadram nesse padrão geral. O seu estilo de vida de baixo consumo de energia funcionou bem em condições estáveis, mas novas experiências sugerem que se tornam uma séria desvantagem à medida que os oceanos aquecem.
Como os animais ativos ganharam vantagem
Os animais que se tornaram dominantes após a extinção eram mais móveis, musculares e metabolicamente ativos. Os peixes são os exemplos mais óbvios, mas a mudança também favorece os caracóis, os ouriços-do-mar e os bivalves, como as amêijoas, ostras e mexilhões.
Os bivalves geralmente têm corpos pesados e uma “perna” musculosa que lhes permite rastejar, cavar ou ancorar. Os braquiópodes requerem mais força do que seus corpos relativamente simples para suportar o tecido extra.
“É por isso que comemos sopa de mariscos e não comemos sopa de braquiópodes”, disse Sperling. “Os braquiópodes quase não têm carne.”
Fraqueza inesperada do metabolismo lento
Esta diferença pode parecer contra-intuitiva porque os animais activos necessitam de mais oxigénio mesmo em condições normais. No entanto, os investigadores descobriram que os seus corpos também estavam mais bem preparados para aumentar a ingestão de oxigénio quando a temperatura subia.
A equipe coletou fauna representando comunidades marinhas paleozóicas e modernas, incluindo braquiópodes, das ilhas de San Juan, no estado de Washington. Na estação de campo e no laboratório de Stanford de Sperling, os pesquisadores colocaram os animais em câmaras e mediram a quantidade de oxigênio que eles absorveram à medida que a temperatura da água mudava.
Os experimentos revelaram uma compensação inesperada. Os braquiópodes e outros animais de metabolismo lento podem sobreviver em águas com baixo teor de oxigênio, o que sufocaria muitas espécies marinhas modernas. Mas à medida que a água aquece, os seus benefícios desaparecem.
À medida que a temperatura aumenta, a necessidade de oxigênio aumenta muito. Seu metabolismo lento e estruturas musculares e respiratórias limitadas não conseguiam fornecer oxigênio suficiente para manter a velocidade.
Um oceano quente é construído para sobreviver
Os animais modernos começaram com maiores necessidades de oxigénio, mas os seus músculos e guelras mais fortes deram-lhes uma maior capacidade de resposta quando o aquecimento aumentou ainda mais essas necessidades.
Por outras palavras, os animais paleozóicos eram altamente eficientes em condições frescas e estáveis, mas tinham pouco espaço para se adaptarem quando o seu ambiente mudava. Animais mais ativos gastam mais energia, mas também possuem as ferramentas biológicas necessárias para sobreviver em oceanos em rápido aquecimento.
“A perda de calor e oxigênio são os principais impulsionadores”, diz Sperling.
Preenchendo uma lacuna crítica na pesquisa sobre extinção
O trabalho é construído sobre Estudo de 2018 por pesquisadores de Princeton e Stanford, incluindo Sperling e o coautor John Payne. O estudo utiliza simulações climáticas, padrões fósseis e modelos fisiológicos para mostrar que o aquecimento e o esgotamento do oxigénio podem explicar grande parte da intensidade e do padrão geográfico da Grande Morte.
No entanto, as medidas anatômicas disponíveis na época provinham principalmente de peixes e crustáceos modernos. Esses animais comercialmente importantes eram pouco adequados para representar os braquiópodes, crinóides e outros grupos que sofreram as perdas mais devastadoras.
“No nosso novo estudo, preenchemos esta lacuna na fisiologia da fauna paleozóica para ver se conseguimos explicar não só a biogeografia das extinções, mas também a seletividade taxonómica das extinções”, disse Sperling.
Como reconstruir a grande vida marinha agonizante
As descobertas fornecem uma explicação biológica para uma das maiores mudanças na história da vida animal.
Antes da Grande Morte, os braquiópodes superavam os bivalves. Hoje, restam cerca de 400 espécies de braquiópodes, enquanto cerca de 10.000 a 15.000 espécies de bivalves habitam ambientes marinhos e de água doce.
Sperling compara a transição à extinção dos dinossauros não-aviários, há 65 milhões de anos, “onde os mamíferos basicamente assumiram o controle e não abandonaram esse nicho para os répteis”.
O Grande Mar Moribundo fez algo semelhante. Isto removeu muitos dos animais que definiam o fundo do mar Paleozóico e abriu espaço ecológico para moluscos e outros sobreviventes. Evidências fósseis indicam que esta mudança de comunidades dominadas por braquiópodes para comunidades dominadas por moluscos ocorreu em torno da fronteira Permiano-Triássico e ajudou a formar ecossistemas marinhos modernos.
Antigas mudanças oceânicas trazem um aviso moderno
A acidificação dos oceanos poderá agravar a crise. O dióxido de carbono que entra na água do mar altera a sua química e torna difícil para alguns animais construir e manter conchas. Os investigadores concluíram que a acidificação provavelmente contribuiu para a extinção, mas não foi tão devastadora como os efeitos combinados do esgotamento do calor e do oxigénio.
A equipe de Stanford planeja agora testar grupos marinhos adicionais e investigar como o aquecimento, o esgotamento do oxigênio e a acidificação interagem. Todas as três pressões estão a aumentar em algumas partes do oceano moderno.
A comparação com o presente não está correta. A Grande Morte ocorreu ao longo de milhares de anos e envolveu atividades vulcânicas que não ocorrem hoje. Ainda assim, o problema biológico subjacente é familiar: a água mais quente transporta menos oxigénio, ao mesmo tempo que força os animais a utilizarem mais.
Quão perto pode chegar o calor de hoje?
“A má notícia é que estamos no pior cenário com os níveis de aquecimento do Permiano-Triássico”, disse Sperling.
A temperatura subiu 8-12 graus Celsius (14,4-21,6° Fahrenheit) durante a Grande Morte. Esse crescimento ocorreu ao longo de milhares de anos. As projecções modernas indicam que as temperaturas poderão subir 1,5–4° Celsius (2,7–7,2° F) acima dos níveis pré-industriais até 2100, o que comprimiria uma grande mudança ambiental para apenas 100–200 anos.
“A boa notícia é que ainda estamos num ponto em que podemos mudar as coisas e fazer algo a respeito”.
Referência: “Diferenças na tolerância fisiológica ao aquecimento global causaram a transição Permiano-Triássica entre a fauna paleozóica e moderna” J. Andres Marquez, Justin L. Penn, Richard G. Stockey, Thomas H. Bogue, Murray I. Duncan, Kira N. McClough, Kayand McClure, Kayand F. Christopher P. Knoll, Curtis Deutsch, Jonathan L. Payne e Eric A. Sperling, 6 de julho 2026, Anais da Academia Nacional de Ciências.
DOI: 10.1073/pnas.2533086123
O financiamento foi fornecido pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA, NASAAssociação Paleontológica e Instituto Stanford Woods para o Meio Ambiente.
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