TOMO LIX PALEOZOICO- PERÍODO SILURIANO - OS PRIMEIROS SOLOS ORGÂNICOS SILÚRICOS

 

Solos Orgânicos Silúricos

1-rocha 2 e 3-solos jovens 4- solo maduro (com camada rica em Húmus).

Durante o Siluriano com a Marcha verde para solo firme, o solo das marguem dos rios e estuários era mais propícia a fixação das novas plantas que não possuíam raízes de formato e função tão precisa quanto as atuais. Conforme foram se desenvolvendo fora obrigado se formar um novo tipo de solo, um que trouxesse boa fixação a planta, a suprisse de alimento e vitaminas adequadas para prosperaram. Para isso um exército de simbiontes se aliou ao "projeto" e formaram as primeira mini florestas do período. sua prosperidade fora rápida e em poucos milhões de anos a terra se cobriu de verde, e com ela um novo mundo aberto para a vida prosperar.

O solo Silúrico

Diferença entre o solo vermelho e o rico em matéria orgânica.

O solo no Siluriano ainda  era bastante avermelhado eque fora mudando próximo ao final deste período. O Solo não registrava grande acumulação orgânica, mas possuia o acúmulo somente de algas e bactérias em tapetes, formando uma paisagem bem subdesenvolvida.

O solo que estava se formando era composto de materiais orgânicos (restos de organismos mortos e em decomposição), além da areia e da argila. Este solo é o que mais favorece o desenvolvimento vida das plantas, O húmus é o resíduo ou composto solúvel originado pela biodegradação da matéria orgânica, que torna disponível para as plantas nutrientes minerais e gasosas como o nitrogênio.

Solo com tapetes de Algas e Fungos.

O novo solo orgânico forneceu novas propriedades físicas e químicas ao solo. As propriedades físicas onde  formam-se grânulos, deixando-o mais leve, menos pegajoso e mais trabalhável. A formação de grânulos também favorece a umidade e aeração do solo, já que se formam espaços vazios entre os grânulos e estes, por sua vez, são preenchido por ar e água. 

As propriedades químicas, se verificam como aumento da sua CTC, a forma de fixar nutrientes minerais e gasosos através de reações químicas e aumenta ou diminuir o pH. Grande quantidade de matéria orgânica no solo pode favorecer ao aumento da acidez potencial, por liberação de H+.

 

Formação do solo orgânico Silúrico.

  

Como se constituíram as camadas do solo:

Superfície do Solo

01-Primeira parte do solo

Fica logo abaixo da superfície, forma-se por materiais orgânicos. Vivem ali bactérias, fungos, invertebrados estas auxiliam comendo os restos orgânicos que caem sobre a terra, entre outros os transformando em excrementos, os quais servem de alimentos para micro-organismos entre outros.

02- Segunda Camada.

São compostas de areia, barro e argila. Contém muita matéria orgânica de animais e vegetais decompostos. Habitam nesta camada atualmente vários seres vivos como os invertebrados (em especial os insetos e anelídeos) entre outros seres como fungos e bactérias. Entre os habitantes a um em especial com o nome de Tardígrados, que vive em fios de água, e na falta desta desidrata e hiberna por vários anos.

03- Camada B

Composta de argila e restos decompostos orgânicos conhecidos como Húmus, bem como raízes.

Habitam já as proto-raízes  as bactérias Rhizobium, que absorvem o nitrogênio fundamental para a vida dos primeiros vegetais, o trocando com as plantas pelo açúcar produzido pela fotossíntese.

 04-Camada C

É composta de rochas desgastadas pela ação da água (chuva, mares) ou ventos, dela se desprendeu as camadas superiores.

Os habitantes desta camada são quase exclusivamente micróbios, mas micro tubos nos extratos superiores são formados por um tipo de fungo chamado micorrizas(Micorrhizae), que fazem a ponte entre as raízes das plantas, onde por meio deles efetuam as trocas de nutrientes entre si.

Evidências fósseis corroboradas por genéticas indicam que todas as plantas terrestres compartilham um único ancestral comum, que parece ter adotado rapidamente a simbiose micorrízica, e a pesquisa sugere que os fungos proto-micorrizas foram um fator chave que permitiu a marcha verde para os continentes. 

 Rhynie chert  

Há biota de Rhynie chert fora formado entre  416-410 milhões é um leito fóssil notável por duas razões. Em primeiro lugar, a idade do local ( no divisor entre o siluriano superior e o devoniano Inferior. Isso o coloca em um estágio inicial na colonização da terra.

 

Em segundo lugar, os Cherts são famosos por seu estado excepcional de preservação ultraestrutural des fósseis, evidenciando as paredes celulares individuais facilmente  nos espécimes ali encontrados. Os estômatos foram contados e os remanescentes de lignina detectados no material vegetal. Hifas fúngicas podem ser vistas entrando em material vegetal, atuando como decompositores e simbiontes micorrizos de anos contém um conjunto de plantas fósseis preservadas com detalhes suficientes para que micorrizas arbusculares tenham sido observadas nos caules de Aglaophyton major , dando um limite inferior para o desenvolvimento da simbiose micorriza tardia.

As micorrizas arbusculares, ocorrem em cerca de 80% das espécies de plantas modernas e no final do Siluriano estavam formando os primeiros entrelaçamentos simbiontes com as raízes das plantas, ajudando ajuda as plantas a absorver nutrientes como o fósforo e micronutrientes do solo. .

 

Trigonotarbídeos.

Os primeiros animais a ter sua vida totalmente terrestre surgiram á 420 milhões de anos atrás. Foram artropodes semelhantes á escorpiões e aranhas. Os mais antigos registros desses primeiros habitantes do continente foram os Trigonotarbida, similares com aracnídeos, mas de uma ordem que se extinguiu no permiano, e que possivelmente se alimentavam de plantas ou de algum fungo ou alga que estas portavam. 

 

Aprenderam a retirar oxigenio diretamente do ar atmosférico, e se locomover  no meio seco por terem  apêndices motores (“pernas”), características ou pré-adaptações fundamentais para sobreviver fora da água.

Alguns  aparelhos respiratórios de Trigonotarbidas são observados entres os fósseis de plantas dos Cherts. A partir desse momento começou a se diversificar o enorme grupo que levaria aos insetos, que hoje representa o grupo mais exitoso dos animais do planeta Terra.

 Plantas(da esquerda para a direita) Horneophyton, Aglaophyton major  e Rhynia crescendo em uma superfície de sinterização com restos de plantas, Hifas fúngicas  e tapetes de cianobactérias.

As cianobactérias assim como os fungos são elementos relativamente comuns e diversos da biota Rhynie chert , onde freqüentemente encontrados em partes que deveriam sempre úmidas ou ocasionalmente inundadas do ambiente local. Vários táxons cocóides formadores de colônias foram relatados, mas as cianobactérias filamentosas são mais comuns. Filamentos simples, preservados como tricomas ou bainhas cilíndricas, foram reconhecidos pela primeira vez entre o final do silurico e o Devoniano Inferior (410 e 400 milhões de anos atrás).

 

05-Camada E

Metanogênicos

 A rocha deste tipo de camada em estado bruto nela vive os extremófilos, com sua altíssima resistência a calor e falta de luz, bem altas pressões. 

Os metanogênicos estão também presentes nesta camada com exemplo grupos de extremófilos como Arqueas e bactérias. Entre estes seres anaeróbios obrigatoriamente liberam gás metano, como resíduo metabólico(fermentação). No processo de digestão anaeróbia destacam-se micro-organismos classificados dentro dos domínios "Bactéria" e "arqueia".

Arqueas e bactérias  igualmente habitam outros ambientes como solo, água, e até mesmo o trato gastrointestinal de animais. Elas também participam de processos ambientais bem conhecidos como a fixação de nitrogênio no solo.

  Como podemos confiar, primeiramente o avanço vegetal para terra firme trouxe consequências enormes para a vida do planeta. A rede orgânica cooperativa entre fungos, liguens, bactérias, artrópodes e as plantas gerou uma rede simbiótica que cobriria o planeta e faria evoluir os animais superiores.  Primeiramente os grupos de seres cooperaram entre sie junto formaram uma rede de informação mas logo em seguida com o aumento de oportunidades os novos predadores apararam as arestas e excesso do novo mundo colonizado pela vida.

Epílogo do Siluriano

Os organismos sobreviventes da glaciação do final do Ordoviciano se adaptaram ao frio das águas profundas ou das altas latitudes. Consequentemente, os mares do Siluriano foram povoados por organismos de baixa diversidade. Somente no final deste período é que a vida se recuperou da crise sofrida no final do Ordoviciano, criando novos nichos e  ecossistemas, que se tornaram mais complexos que os anteriores.

TOMO LIX PALEOZOICO- PERÍODO SILURIANO - A CONQUISTA VERDE DA TERRA PARTE V

 Licófitas

 

          

Licófitas atuais.

As Licopodiofitas (frequentemente designadas por licófitas) são uma das várias classes de plantas vasculares que formaram a vanguarda na Terra entre os períodos Siluriano e Devoniano. São a linhagem de traqueófitas vivas mais antiga que se conhece com representantes bem desenvolvidos, como o gênero Baragwanathia, já há 425 milhões de anos atrás.

Baragwanatia.

Um fóssil do siluriano australiano de Baragwanatia mostra inúmeras peculiaridades para o período Siluriano. A presença de uma planta tão complexa, com folhas e um sistema vascular totalmente desenvolvido, mostravam já um grande desenvolvimento para o esperado desta época, então certamente plantas vasculares com certeza teriam se originado ainda no período Ordoviciano.

 

Fóssil de Baragwanathia

 A Baragwanathia, como qualquer espécie desbravadora, encontrou novas oportunidades que exigiam novas soluções e uma vez superados os desafios estas licófitas prosperaram quase sem concorrência. Enquanto nos oceanos daquele tempo o oxigênio, a água e nutrientes se encontravam misturados numa amalgama de substancias pós extinção do Ordoviciano-silúrico.

 Os benefícios ofertados pela terra dispunham de uma estrutura em camadas com água e minerais no solo e abundante radiação solar. A radiação era mais intensa que a encontrada dentro do mar, e poderia proporcionar mais energia, mas também um grande risco em danos genéticos.

Sem água, a dessecação profunda torna-se um fato, e mais estruturas são necessárias para resistir ao peso resultante da ação da gravidade sem o sustento parcial do meio líquido.

Muitas das adaptações das licófitas podem ser explicadas como respostas a essas condições as quais elas foram pioneiras em sanar.

 

As Lycopodiophyta atingiram a sua máxima diversidade no Carbonífero Superior, particularmente os gêneros Lepidodendro e Sigilaria, que dominavam as zonas úmidas tropicais.

 

As Licófitas continuaram o seu desenvolvimento e especializaram raízes para extrair nutrientes do solo e desenvolveram apêndices caulinares semelhantes a folhar (microfilos) para fotossíntese e trocas de gases com a atmosfera e desenvolvendo estruturas vasculares no caule para transporte. Uma cutícula encerada ajuda a reter umidade, e estômatos permitem a respiração. O vulnerável gametófito meiótico é protegido da radiação pelo seu reduzido tamanho e pelo uso de micro rizoma subterrâneo para sua fonte de energia no lugar da fotossíntese.

Diferentes das plantas arbóreas modernas, as folhas cresciam por toda superfície dos troncos e ramos, mas caíam à medida que a planta crescia, deixando somente um pequeno conjunto de folhas no topo. Diferente dos primeiros exemplares e das plantas atuais, alguns licófitas extintos cresciam muito, chegando por vezes a 50 metros de altura.

Marcas fósseis de onde brotavam e se prendiam as folhas das Licófitas.

 

Os seus remanescentes orgânicos formaram muitos dos depósitos de carvão mineral fóssil, onde os caules apresentam marcas semelhantes a cicatrizes em forma de diamante nos locais onde as folhas brotavam dos caules.

Licófitas modernas.

 

O Lycopodium surgiu no período siluriano da Austrália, à cerca de 420 milhões de anos atrás.

 

As licófitas vivas são geralmente plantas pequenas que crescem em ambientes úmidos a úmidos encharcados ou em galhos de outras plantas. Os licófitas não possuem sementes; possuem folhas e raízes simples, tecido vascular e utilizam esporos para se reproduzir.

 

Reprodução das Licófitas atuais.

 

  

 

sábado, 15 de julho de 2023 TOMO LIX PALEOZOICO- PERÍODO SILURIANO - A CONQUISTA VERDE DA TERRA PARTE IV

 

Riniófitas

Reconstrução de Aglaophyton, ilustrando eixos bifurcados com esporângios terminais e rizoides.

 

Uma Riniófita muito importante nos registros fósseis classificada como Aglaophyton, possui vários aspectos morfológicos e anatômicos de maior que possui origem incerta, se mesmo no siluriano. Em especial note a presença dos tecidos que formam o feixe vascular. 

No centro do caule, as células mais escurecidas (mais lignificadas) formam o xilema e as mais claras em seu redor formam o floema. O primeiro é responsável pelo transporte da água e minerais nela dissolvidos enquanto que o segundo distribui os produtos da fotossíntese a todo organismo.

 

Cooksonia

 

A primeira planta vascular (com xilema e floema) a surgir completa no registro fóssil pertence ao gênero Cooksonia, composto de plantas pequenas, de poucos centímetros de comprimento, constituídas por um caule prostrado, desprovidos de folhas, ramificados dicotomicamente e com estruturas reprodutivas denominadas de esporângios, onde eram produzidos esporos.

Essas plantas possuíam alternância de gerações, com o desenvolvimento de plantas produtoras de gametas (gametófitos) a partir da germinação de esporos haploides (n) e finalmente de plantas esporófitos, produtoras de esporos e portanto, diploides, ou seja, portadoras da carga genômica completa do táxon (2n).

 

Espécies de Cooksonia.

 As maiorias dos fósseis de plantas silurianas foram do gênero Cooksonia, já indicavam vascularização. Eram espécimes pequenos, de poucos centímetros de altura, com estrutura bastante simples. Não possuíam folhas, flores ou raízes, ainda que se acredite que elas desenvolvessem um tipo de rizoma que não foi preservado em registro fóssil.

 As Cooksonias possuíam uma haste simples que se ramificava dicotomicamente algumas vezes, onde nas extremidades se encontravam um esporângio ou uma cápsula contendo esporos.

  

 Em sua descrição original do gênero, o esporângio era "achatado, com esporângios terminais que são curtos e largos" e que a espécie Cooksonia Pertoni era consideravelmente mais larga do que alta.

Foram um dos maiores representantes do reino vegetal chegando a um pouco mais e um metro de altura.

As relações entre as espécies conhecidas de Cooksonia e as plantas modernas permanecem pouco claras. Parecem representar plantas que estão próximas da ramificação entre Rhyniophyta e Lycopodiopsida. É considerado provável que Cooksonia não é um clado monofilético, mas sim parafilético.      

Zosterophyllum

O Zosterophyllum foi uma  planta típica do Siluriano – Devoniano.

 

Estas plantas foram um pouco maiores do que os musgos que crescem hoje e provavelmente cresciam em grupos. A origem desta planta data de fósseis silurianos de 419 milhões de anos atrás ( foto no canto superior esquerdo).

o Zosterophyllum foram um gênero de plantas terrestres vasculares com dez ou mais centímetros de altura, com muitos galhos em eixos ramificados nus nos quais esporângios geralmente em forma de rim estavam dispostos em posições laterais. É o gênero tipo para o grupo conhecido como Zosterophylls, pensado para ser parte da linhagem a partir da qual as licófitas modernas evoluíram. Mais de 20 espécies foram descritas.   

                       

Riniófitas

 

A partir do Siluriano, por volta de 425 milhões de anos atrás, á um exponencial evidenciado por macro fósseis vegetais terrestres.

As fases iniciais da evolução das plantas tornam-se conhecidas e mostram a presença de tecidos vasculares em plantas, algumas parecidas com musgos, além de outras plantas ainda mais primitivas e desprovidas de tecidos(acima) de transporte de água e solutos.

  A riniófita Aglaophyton major, surgira no final do Siluriano e era bem comum nos registros do Devoniano. Observe em A-C geração dominante (esporófito diploide, 2n), caracterizado por eixos prostrados e eixos eretos desprovidos de folhas, com ramificação dicotômica e esporângios terminais (local de produção de esporos) indicados por C. Em B e C observe a simplicidade do eixo em corte transversal. A planta gametófito (produtora de gametas) é ilustrada em D. Em E observe o caule em corte transversal, com destaque ao feixe vascular composto de xilema (mais interior) e floema (mais exterior). O parênquima, que envolve o feixe vascular, é um tecido de suporte assim como de acúmulo de substâncias.

 

História de vida sugerida de Aglaophyton major/Lyonophyton rhyniensis mostrando estágios no desenvolvimento dos gametófitos dimórficos.

O esporófito maduro (canto inferior esquerdo, sem escala) carrega esporângios com esporos de dois tipos. Esporos azuis (a cor é arbitrária) desenvolvem-se em anteridióforos; esporos de laranja se desenvolvem em arquegonióforos.

 

A Baragwanathia fora um gênero de plantas extintas da divisão das Licófitas, que existiram entre  423-398 milhões de anos atrás.

 

TOMO LIX PALEOZOICO- PERÍODO SILURIANO - A CONQUISTA VERDE DA TERRA PARTE III

 Plantas vasculares

 Talvez o mais surpreendente de todos os eventos biológicos no Siluriano (443,8 a 419,2 milhões de anos atrás), foi à evolução das plantas vasculares, estas plantas primitivas são conhecidas como Psilophytales e Lycophytales.  O desenvolvimento de vegetais de tecidos especializados de transporte foi de enorme importância na evolução das plantas terrestres (vascularização), relacionando-se com o aparecimento e o sucesso de plantas de grande porte.

 Registros de plantas a desenvolverem surgem no registro fóssil á cerca de 420 milhões de anos atrás no período Siluriano, na Austrália. A ausência de fósseis anteriores ao Siluriano pode ser apenas um hiato no processo de conservação, pois tudo indica que o processo de vascularização teria surgido no Ordoviciano.

A invasão do ambiente terrestre proporcionou uma série de alterações ecológicas, como maior estabilidade do solo devido às raízes e o aumento da umidade local devido a transpiração.

  

Licofilos e Eulofilos se diferenciam apenas pela forma de vascularização.

O Siluriano foi um momento de eventos importantes na história da evolução, incluindo muitos “primeiros”, que provariam altamente consequentes para o futuro da vida na Terra. Sucesso evolutivo das plantas deve-se à sua adaptação ao meio terrestre, através de mudanças estruturais, verificando-se, ao longo do tempo, um aumento de complexidade e, consequentemente, de diversidade.

Efetivamente, enquanto num meio aquático os organismos fotossintéticos encontram dissolvidos na água, todos os materiais de que necessitam para a fotossíntese, no meio terrestre, a acessibilidade à água torna-se crítica, sendo necessário criar sistemas de transporte específicos.

 As Psilophytales eram plantas pequenas, sem folhas verdadeiras e com caules finos e ramificados, que se reproduziam através de esporos. As Lycophytales, por sua vez, eram semelhantes às Psilophytales em tamanho e forma, mas tinham folhas verdadeiras e estruturas reprodutivas mais complexas.

Entre as espécies mais conhecidas de plantas vasculares do período Siluriano estão as Psilophyton e as Cooksonia. Essas plantas foram importantes porque foram as primeiras a evoluir tecidos especializados para transporte de água e nutrientes, permitindo que crescessem maiores e mais complexas do que as plantas não vasculares que as precederam.

Polisporangiófitos

Infográfico de como teriam surgidos os clados das plantas terrestres

Os polisporangiófitos, são plantas terrestres ou semiaquáticas em que a geração portadora de esporos ( esporófito ) tem hastes ramificadas (eixos) que carregam esporângios . O nome significa literalmente muitas plantas de esporângios. O clado inclui todas as plantas terrestres como os embriófitos (menos as briófitas, musgos e Hepáticas).

 Todos os polisporangiófitos vivos também possuem tecido vascular, ou seja, são plantas vasculares ou traqueófitas. São conhecidos polisporangiófitos extintos que não possuem tecido vascular e, portanto, não são traqueófitas.

  

Psilophyta

 

Psilophytopsida Fóssil

 

Estudos paleontológicos mostram que os primeiros organismos fotossintetizantes a ganhar o  ambiente  terrestre foram  pertencentes  as psilófitas que eram plantas vasculares sem folhas. A maioria dos paleobotânicos agora considera que psilófitas não são um grupo taxonômico coerente, e os classificam separadamente de acordo com ancestrais de fetos e Lycopodiopsidas.

Na evolução da vascularização a absorção de água e nutrientes só tornou-se possível graças a estruturas que penetram que percorriam o solo, o rizoma, com rizoides que penetravam no solo e  puxavam  os elementos essenciais. Os rizoides das psilófitas, são semelhantes aos encontrados em briófitas e os rizomas eram apenas um ramo caulinar prolongado que  penetrava  ao  solo  fixando  a  planta  em  um  local. 

 

 

Então as pressões seletivas e evolutivas que atuaram internamente ao solo eram distintas daquelas expostas a superfície, permitindo seguirem caminhos evolutivos diferentes e diversos. Assim como nas briófitas, a condução era feita através do processo de difusão. 

 Posteriormente as plantas  terrestres  semelhantes  as  Rhynia, a  água  era  absorvida  pelos  rizoides,  passada célula  a  célula  através  do  parênquima  cortical  chegando  as  delicados  xilemas  e  subindo  pelo  caule  ereto obedecendo o gradiente de concentração.

Psilophyta

 

Estruturas como os rizoides foram fundamentais para o surgimento das raízes primitivas. Nas plantas terrestres a perda de água  excessiva  foi  evitada  através  da  produção  de  substancias  impermeabilizantes  como  a  cutícula, adaptações fundamentais para a sobrevivência, uma cera que reveste as partes mais delicadas da planta. Apesar de a cutícula evitar a perda  excessiva  de  água  ela  também  impede  a  troca  de  gases  realizada  pela  planta então surgira os  estômatos, que são estruturas que permitem a troca de gases feita pela planta.

  

Eohostimella heathana

 

Eohostimella heathana é uma "planta" primitiva, proto-terrestre, do início do Siluriano, comparada com uma hepática., conhecida a partir de fósseis de compressão  do início da idade siluriana (á cerca de 440 a 430 milhões de anos atrás ).

 

A química de seus fósseis é semelhante à das plantas vasculares fossilizadas, em vez de algas. Sua anatomia consiste em tubos cilíndricos eretos, com um córtex externo espesso, que pode conter vestígios de lignina ou um composto semelhante, embora nenhum traqueídeo ou vasos semelhantes tenham sido encontrados; o composto semelhante à lignina estava presumivelmente associado ao seu espesso córtex externo. Ramificou-se  dicotomicamente e pode ter suportado pequenos espinhos. Provavelmente foi associado aos riniófitos ou um antepassado destes.

Psilófitas

 As primeiras plantas terrestres conhecidas a partir de fósseis detalhados são psilófitas. Asteroxylon mackiei cresceu a uma altura de 1 m e a  E. Rhynia, a 50 cm.

 

Psilophyta ou Psilófitas fora uma divisão extinta do Reino das plantas, onde teria sido um grupo de plantas vasculares fósseis, primitivas, que viveu entre o período Siluriano superior e Devoniano. Alguns paleobotânicos incluem o Rhynia(Rinófitas) e Psilophyton(devônico), no grupo das psilófitas. Estes espécimes, as quais não possuem raízes verdadeiras e folhas, mas têm um sistema vascular dentro de um caule com ramificação cilíndrica. A maioria dos paleobotânicos  os classificam separadamente como ancestrais de fetos e Lycopodiopsidas.