Cientistas que estudam microfósseis antigos no Brasil descobriram que estruturas que antes se acreditava serem vestígios deixados 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 ainda eram demasiado baixos para suportar certas formas de animais 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 Pesquisa Gondwana. Estudos anteriores interpretaram as marcas como evidência de criaturas semelhantes a vermes ou outros pequenos animais marinhos movendo-se através de sedimentos marinhos durante o período Ediacarano, que ocorreu pouco antes da explosão cambriana.
“Através de técnicas de microtomografia e espectroscopia, notamos que os microfósseis apresentam estruturas celulares – às vezes com material orgânico preservado – consistentes com bactérias ou algas que existiam naquele período. Não são vestígios de animais que poderiam ter passado pela região”, disse Bruno Becker-Kerber, primeiro autor do estudo. Ele realizou a pesquisa durante o pós-doutorado no Centro Brasileiro de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) com apoio do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (USP) e da FAPESP.
Baker-Kerber, que agora realiza uma pesquisa de pós-doutorado na Universidade de Harvard, explicou que se os vestígios fossem de fato deixados por animais, representariam evidências da meiofauna durante o período Ediacarano. A meiofauna são pequenos invertebrados com menos de um milímetro de comprimento. Encontrá-los nessas rochas antigas atrasaria significativamente o registro fóssil desses organismos.
Oceanos antigos antes da explosão cambriana
O período Ediacarano ocorreu antes da 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 Cambriano, mas novas descobertas sugerem que ela não estava presente tão cedo quanto alguns cientistas sugeriram.
O projeto faz parte do estudo “Cráton do Rio da Prata e Gondwana Ocidental”, apoiado pela FAPESP e coordenado por Miguel Angelo Stip Besei, professor do IGc-USP e coautor do artigo.
Outro coautor, Lucas Warren, da Universidade Estadual Paulista de Rio Claro (IGCE-UNESP), também recebeu apoio da FAPESP.
Os pesquisadores reexaminaram os fósseis coletados em Coromba e também analisaram material recém-estudado em Bonito, na região da Serra da Bodocena. Ambos os sítios estão localizados no Mato Grosso do Sul, dentro da formação geológica Tamengo.
Estas rochas formaram-se num ambiente marinho raso ao longo de uma plataforma continental durante os estágios finais da formação de Gondwana, o supercontinente que eventualmente se dividiu em América do Sul e África.
O mesmo grupo de pesquisa identificou anteriormente o que podem ser os fósseis de líquenes mais antigos conhecidos, também descobertos no Mato Grosso do Sul, e mais jovens que as bactérias e algas descritas no presente estudo.
Imagens fósseis de alta resolução revelaram estruturas ocultas
Para investigar os fósseis com mais detalhes, a equipe utilizou a linha de luz MOGNO no Sirius, acelerador de partículas do CNPEM em Campinas. A tecnologia permite aos pesquisadores estudar fósseis de apenas alguns micrômetros a alguns milímetros de tamanho.
Os cientistas têm utilizado tanto a microtomografia quanto a nanotomografia, técnicas capazes de produzir imagens em escalas extremamente pequenas, incluindo micrômetros (milésimos de milímetro) e nanômetros (bilionésimos de metro).
“Quando você tem uma amostra grande e deseja visualizar uma estrutura dentro dela, a resolução obtida muitas vezes é insuficiente. A linha de luz MOGNO é uma das poucas no mundo que realiza a chamada tomografia zoom, onde focamos algo dentro da amostra e analisamos em nanoescala sem destruir a amostra”, diz Becker-Kerber.
Ele observou que estudos anteriores que interpretaram as estruturas como marcações de animais não tiveram acesso a este nível de tecnologia de imagem.
Os pesquisadores também usaram a espectroscopia Raman para examinar a composição química do fóssil. A técnica detectou material orgânico dentro das paredes celulares fósseis, reforçando a interpretação de que as estruturas foram preservadas e não vestígios deixados por animais que passaram pelos corpos microbianos.
Bactérias e algas antigas gigantes
Alguns espécimes fósseis continham pirita, um mineral feito de ferro e enxofre. Com base no tamanho e na química da amostra, os pesquisadores acreditam que algumas podem representar bactérias oxidantes de enxofre, organismos que utilizam enxofre em seu metabolismo.
“Este grupo de bactérias é incrível. Algumas das maiores já registradas pertencem a esta categoria. Ao contrário da nossa imagem habitual 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 preservem detalhes suficientes para identificar as espécies exatas, os investigadores encontraram células preservadas, divisões entre paredes celulares e vestígios de matéria orgânica em múltiplas coleções. Segundo a equipe, essas características não existiriam se as estruturas fossem simplesmente perturbadas pelo movimento de animais.
Os fósseis também aparecem em três faixas de tamanho diferentes, sugerindo que várias 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.
“Existem divisórias côncavas e convexas, filamentos enrolados, células sem sedimentos mas com matéria orgânica. Esta evidência está muito mais próxima de bactérias ou algas do que sinais de perturbação causada por animais”, concluíram os investigadores.
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 uma vida animal complexa.
