TOMO LXIII - PALEOZÓICO - PERÍODO DEVONIANO - A Marcha a Terra Firme Parte -01

 

A MARCHA A TERRA FIRME

 

O infográfico ilustra, de forma sequencial e didática, a transição biológica e geológica do planeta, mostrando como uma superfície rochosa e árida transformou-se gradualmente em um ecossistema terrestre rico e habitável através da coevolução entre plantas, invertebrados e o solo.

 

A transição biológica e geológica do planeta, andam de mãos juntas, as rochas nos evidenciam isso nos mostrando como uma superfície rochosa e árida transformou-se gradualmente em um ecossistema terrestre rico e habitável através da coevolução entre plantas, invertebrados e o solo.  

No Período Ordoviciano com as primeiras plantas e animais logo após se aventurando em ambientes expostos ao ar atmosféricos enfrentaram a rocha nua. A Terra apresenta um ambiente hostil e estéril, as primeiras plantas pioneiras (como musgos e briófitas) começam a ocupar as margens úmidas, e gradualmente se forma o o intemperismo biológico — o processo químico e físico pelo qual essas plantas simples começam a quebrar a rocha superficial.  

Com a chegada dos primeiros Invertebrados a terra firme, estes atraídos pela biomassa vegetal recente, os pioneiros foram os milípedes, escorpiões e pequenos artrópode de diversos grupos. Estes primeiros animais encontram abrigo e alimento nas margens colonizadas, iniciando as primeiras cadeias alimentares terrestres.

  

Os Primeiros solos modernos

Os solos antes da marcha verde para os continentes eram pobres e lixiviados até o advento dos Liquens, fungos e posteriormente das briófitas (formação dos primeiros solos).

Os membros do reino dos fungos e liquens, já em solo firme, tinham uma ação agregadora e seus restos permitiram o surgimento de plantas maiores e mais especializadas como as briófitas (musgos). Vindo atrás de alimento novos desbravadores do novo ambiente, os animais, como vermes, artrópodes e posteriormente vertebrados dão prosseguimento a invasão das terras emersas.

Os solos estavam se tornando um novo nicho ecológico no devoniano e o mundo de muitos animais que estavam na vanguarda da conquista terrestre. A macrofauna edáfica do solo, que é o grupo de invertebrados com diâmetro corporal de 2mm a 20mm, como minhocas, insetos em estado larval e adultos, centopeias, piolhos de cobra, tatuzinhos, colêmbolos, alguns nematoides e aracnídeos primitivos e ácaros. Esses organismos desempenham papel fundamental no solo, atuando como agentes no processo de mineralização e humificação da matéria orgânica, contribuindo para a fertilidade e estrutura do solo.

Os solos antigos eram uma mistura de matéria orgânica acumulada na linha costeira, leito de rios e lagos, com minerais liberados pela erosão das rochas, sendo os mais velhos vermelhos, devido a serem muito argilosos e com altos teores de ferro magnético.

Os principais criadores, agregadores e decompositores de solos são os liquens e os fungos. Eles abriram espaço para os musgos, as plantas sem raiz e posteriormente as com raízes.

 

 Liquens

 Os primeiros perfis de solo surgiram no período Siluriano, e a formação do solo é um processo contínuo que envolve o desgaste das rochas e a ação de organismos, como os fungos e liquens.

Os liquens após a consolidação da camada de ozônio no Ordoviciano, aceleraram o efeito de intempérie nas rochas, liberando mais nutrientes no solo, tornando-o mais fértil e abrindo caminho para que outras formas de vida se mudassem para a o ambiente fora d'agua, portanto os liquens foram decisivos para a colonização da terra pelas plantas.

Os Fungos

 

Os fungos foram um dos primeiros seres vivos na forma macroscópica a adentrarem os continentes. Entre o Ordoviciano e o Siluriano se desenvolveram tanto que chegaram a formar florestas, com exemplares arbóreos.

Mas seu principal avanço em terra firme foi no nível subterrâneo, através da simbiose com as plantas terrestres, e assim, ao invés de crescerem em direção ao céu se espalharam pela superfície do planeta.

 

 Os Micorrizas

Os micorrizas são associações simbióticas entre fungos e raízes de plantas, onde ambos os organismos se beneficiam. Os fungos micorrízicos ajudam as plantas a absorver nutrientes e água do solo, enquanto as plantas fornecem carboidratos para os fungos.  Os benefícios são mútuos, enquanto os micorrizas têm filamentos que aumentam a base das plantas e faz com que elas fiquem mais estáveis, além de permitem que elas absorvam nitrogênio e outros nutrientes do solo. Filamentos de micorrizas também penetram as rochas, liberando nutrientes como fósforo, cálcio e ferro e aumentando o volume de solo.

As plantas evoluíram rapidamente criando sistemas radiculares mais profundos que aceleram a fragmentação das rochas, que em conjunto com invertebrados trituradores que decompõem a matéria orgânica surge o "protosolo" — um solo primitivo enriquecido com os primeiros nutrientes.  

Com a passagem de milhões de ambos o acúmulo contínuo de matéria orgânica e a constante reciclagem de nutrientes criam um solo espesso, rico e altamente fértil.   Este solo, profundo sustenta o surgimento de grandes florestas e possibilita uma explosão na biodiversidade terrestre. A pedogênese (formação do solo) não foi um evento isolado, mas sim o resultado direto da sinergia entre o reino vegetal e os invertebrados primitivos, preparando o planeta para a subsequente colonização dos vertebrados terrestres.

A Consolidação dos Solos Modernos

Cooksônia primeira planta terrestre conhecida.

A Marcha para a Terra Firme Continua.

As primeiras plantas terrestres continuavam a formar solos (briófitas e outras  de transição), então começaram a alterar a elas mesmas. As primeiras plantas ajudaram a liberar nutrientes como fósforo e potássio no solo tendo o efeito de fertilizar tanto a terra quanto o mar.

Com o passar do tempo, as plantas evoluíram e viraram estruturas mais complexas, desenvolvendo plantas e sistemas de raízes, completa. Isso trouxe mais matéria orgânica para o solo e ajudou a estabilizá-lo contra a erosão, além de absorver humidade no solo e evitar erosão por enxurradas.

Há cerca de 420 milhões de anos, os invertebrados terrestres estavam em ascensão, e então se iniciou a segunda onda de colonização verde e animal terrestre, e mais uma vez, o solo mudou como consequência disso.

 

Esses invertebrados eram herbívoros, que devoravam os tapetes de algas e líquen que povoavam a terra e devolviam nutrientes para o solo. Eles também começaram a colonizar o solo e a misturar matéria orgânica morta e outros mineiras nas pedras. Essa ação mudou a estrutura do solo e ajudou as plantas a continuarem seu desenvolvimento.

A variedade de organismos vivendo no solo aumentou rapidamente. Novos invertebrados apareceram, incluindo milípedes e ancestrais de aranhas. Há cerca de 360 milhões de anos já no devoniano, os solos já estavam muito parecidos com os atuais. 

O Domínio das Plantas Terrestres

Prototraqueófitas-

O Aglaophyton(centro), um representante ancestral de traqueófitas, chegou a ser contemporânea a traqueófitas basais como o Horneophyton(esquerda) e Rhynia (direita) crescendo em uma superfície de sinterização com restos de plantas e esteiras de cianobactérias.

 

Os Briófitas (Prototraqueófitas) são plantas sem xilema ou lignina como os musgos modernos, que dependem totalmente da umidade como o Aglaophyton. Mas a matéria orgânica desta planta, e sua abundancia iria servir de base na formação dos primeiros solos modernos

Tradicionalmente, por anos, duas espécies emblemáticas do famoso depósito fóssil Rhynie Chert (Escócia): Rhynia gwynne-vaughanii e Rhynia major foram consideradas traqueídes basais. Contudo, estudos posteriores revelaram que a Rhynia major não possuía traqueídes verdadeiros (o tecido condutor era mais semelhante aos hidróides dos musgos).

Assim a Rhynia major que antes fora considerada uma protrotraqueófita com características de traqueófita basal, foi rebatizada como Aglaophyton major e reclassificada num gênero à parte por suas características próprias únicas.  

Ciclo reprodutivo de A. major/L. rhyniensis

 

Estágios de desenvolvimento dos gametófitos dimórficos:

O esporófito maduro (inferior esquerdo) porta esporângios com esporos de dois tipos. Esporos azuis desenvolvem-se em anteridióforos maduros; esporos laranjas desenvolvem-se em arquegoniolóforos.

 

Reconstruções e cortes transversais do caule de Aglaophyton major (a e b). Cientistas descrevem o mais antigo registro de paleossolo com rizomas de plantas vasculares e propõem um importante papel para essas estruturas na estabilização dos solos já a 400 milhões de anos.

Fósseis dos ancestrais das plantas vasculares atuais, surgiram de cerca de 420 milhões de anos, do início do Siluriano médio. Essas evidências mostram que a ocupação do ambiente terrestre estava em pleno andamento naquele período. Os ancestrais das primeiras plantas vasculares eram pequenos e estruturalmente muito simples.

Diferente das “briófitas”, o esporófito dos ancestrais das traqueófitas consistia basicamente em um caule dicotomicamente ramificado, sem folhas nem raízes. Era independente do gametófito para a nutrição e, nos ápices dos ramos, tinham esporângios terminais. 

O estado de preservação desse fóssil possibilitou estudar detalhes anatômicos como estômatos, esporos e tecido vascular no caule. Os estudos também permitiram determinar que a espécie vivia sobre substratos ricos em matéria orgânica e com grande umidade ambiental pois essas plantas não possuíam células condutoras de água especializadas (traqueídes) e, portanto, dependiam da pressão de turgor para permanecer eretas, limitando não apenas os ambientes nos quais elas poderiam viver, mas também a sua estatura.

TOMO LXII - PALEOZÓICO - PERÍODO DEVONIANO - TETRÁPODES - ANFÍBIOS parte 02

 

LISSANFÍBIOS DEVONIANOS

No período Devoniano, os Lissamfíbios(tetrápodes não amniotas) mais conhecidos no registro fóssil foram o Ventastega, Tulerpeton Acanthostega, Ichthyostega e Elginerpeton.

Acanthostega

Acanthostega   possuia8 dedos (mãos e pés) que viveu há aproximadamente 380 milhões de anos, durante o período Devoniano.

 

Ponte evolutiva, o mais antigo animal quadrúpede encontrado, entre peixes e animais terrestres. Possuía 1 metro de comprimento lembra uma salamandra gigante. O Acanthostega possuía o Tetrápode basais mais aquáticos do que suposto, anteriormente à presença de um sulco ventral nos ceratobranquias, onde aloja os arcos aórticos branquiais aferentes. Cleitro( com lâmina pós branquial sustenta a parede posterior da câmara opercular.

O Cleitro é uma estrutura óssea membranosa que apareceu como parte do esqueleto em peixes ósseos primitivos.

 

Os peixes de nadadeiras lobadas e os anfíbios primitivos também compartilham esse arranjo,. Nos anfíbios, contudo, o complexo Cleitro/clavícula desprendeu-se do dermatocrânio, permitindo o movimento do pescoço. O cleitro desapareceu cedo na evolução dos répteis e é bem pequeno em amniotas, de modo que pode ser considerado um órgão vestigial. 

 

Elginerpeton

Elginerpeton viveu onde atualmente se encontra o Reino Unido, no período Devoniano a cerca de 375 milhões de anos atrás.

Elginerpeton é conhecido por seus fragmentos ósseos que incluem um ombro e quadril parciais, um fêmur, tíbia (membro posterior inferior) e fragmentos de mandíbula.

O fragmento de mandíbula inferior é estimado em 40 centímetros de comprimento ao total, e que o corpo do animal alcançasse cerca de 1,5 m de comprimento.

 

Uma análise biomecânica da mandíbula do Elginerpeton, nos evidencia que o mesmo possuía um hábito alimentar incomum entre seus parentes tetrápodes. Suas mandíbulas eram finas e foram consideradas as mais suscetíveis a altas tensões, no entanto, a escultura óssea pesada pode ter reduzido essas tensões. Ele também tinha força de mordida. Essas duas características combinadas indicaram que a mandíbula era mais adequada para mordidas rápidas e fortes na caça de presas pequenas, porém rápidas.

 

Parmastega

Parmastega é um gênero extinto de tetrápode tronco do Devoniano á cerca de 372 milhões de anos atrás.

 Os fósseis de Parmastega, em contraste com fósseis posteriores conhecidos, são consideravelmente mais jovens, cerca de 30 milhões de anos, do que as primeiras pegadas de tetrápode registradas, o que representava um mistério que a morfologia mais recentemente descrita do Parmastega ajudou a esclarecer.

Um mistério que permanece é o que exatamente ele caçava. Havia grandes invertebrados em terra, mas eles não eram necessariamente comuns. É remotamente possível que ele caçasse outros anfíbios primitivos que viviam na costa, mas isso é mais especulativo. Também é possível que ele caçasse escorpiões marinhos, que se sentiam confortáveis ​​tanto em terra quanto no mar.

  

Hynerpeton

O Hynerpeton fora um tetrápode que viveu nos rios e lagoas onde atualmente é o estado Americano da Pensilvânia, durante o período Devoniano Superior, entre 365 e 363 milhões de anos atrás. 

A única espécie conhecida de Hynerpeton é a H. bassetti, conhecido por ser o primeiro tetrápode do Devoniano descoberto nos Estados Unidos, além de ser possivelmente um dos primeiros a ter perdido brânquias internas (semelhantes às dos peixes) para viver uma vida anfíbia.

 

 

 Ventastega

Ventastega é um tetrapodomorfo que viveu no fim do período Devoniano á 365 milhões de anos, em lagos e regiões pantanosas onde atualmente é a Letônia.

 Aparentemente o animal já possuía membros e não barbatanas medindo cerca de 2,7 metros de comprimento. O animal preenche a lacuna entre o Tiktaalik, a forma intermediária entre peixes tradicionais e os primeiros tetrápodes, e o Acanthostega.

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 Tulerpeton

 

Tulerpeton viveu há aproximadamente 365 milhões de anos, no período Devoniano Superior

O fóssil do Curtum Tulerpeton inclui um cinto peitoral quase completo, do antebraço e perna, fragmentos do crânio (pré-maxilar e vômer) ossos dos membros inferiores e superiores. Talvez a mais famosa característica Tulerpeton é o número de dedos, seis, em cada membro. Achados similares nos Acanthostega e Ichthyostega sugerem que os cinco dedos se tornariam padrão somente mais tardiamente nas demais linhagens de labirintodontes, que foram adiante após a extinção do final do devoniano.

Os dedos são relativamente alongados e delgados, que sugerem um hábito mais terrestre. No entanto, as articulações dos tornozelos e as estruturas músculo fixação do fêmur, indicam que as patas traseiras foram mais adequadas para remar que o rastejamento.

Os ossos do ombro são mais robustos do que o Acanthostega, sugerindo que foi um pouco menos aquático. Além disso, a cintura escapular carecia de uma lâmina de pós branquial, indicando que Tulerpeton não possuía brânquias internas. Por outro lado, mantém a parte superior do peitoral, que foi perdido no Ichthyostega e Hynerpeton, mas está presente em Acanthostega. A anatomia da superior do úmero sugere uma relação mais estreita com os anfíbios do Carbonífero como os Anthracosaurios tetrápodes anfíbios semelhantes a répteis.

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Ichthyostega

O Ictiostega fora um anfíbio de aproximadamente um metro de comprimento pesando cerca de 20kg que viveu entre a cerca de 360 milhões de anos atrás, durante o período Devoniano.

O Ictiostega se alimentava de pequenos crustáceos, moluscos, peixes e insetos, vivia em pântanos e em lagos pobremente oxigenados. Os membros eram bem desenvolvidos e acredita-se que este anfíbio foi um dos primeiros tetrápodes, ou seja, os que possuíam 4 membros. Possuía também Ictiostega 5 dedos nas patas dianteiras e 7 nas traseiras, as quais eram posicionadas mais para nadar por entre vegetação aquática dos pântanos onde atualmente se encontra a Groelândia, onde viviam, do que para andar em terra, o que os tornavam inaptos ao ambiente terrestre e possuindo um estilo de vida parecido com o das atuais salamandras.

As quatro patas palmadas indicam que caminhava e estava adaptado à vida terrestre, mas é provável que não passasse muito tempo em terra firme. Tinha os movimentos limitados pelas pequenas dimensões e pela rigidez dos membros e coluna. Deslocava-se laboriosamente, içando-se sobre as patas anteriores e arrastando as traseiras. As patas serviam principalmente para trepar às plantas dos cursos de água em que vivia.