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Paleobio Origem da vida e Cambriano

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by

Paulo Asfora

on 27 April 2017

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Transcript of Paleobio Origem da vida e Cambriano

Prof. Paulo Asfora
Disciplina de Paleobiologia

paulo.asfora@gmail.com
Da origem da vida à irradiação do Cambriano
Fanerozóico
Pré-Cambriano
Éon Hadeano (4600-4000 ma)
Éon Arqueano (4 a 2,5 b.a.)
Éon Proterozoico (2500 a 542 m.a.)
http://www.ucmp.berkeley.edu/vendian/critters.html
Paleozóico (542-251 ma)
Cambriano
542-488 ma
Adam Sedgwick (1785-1873)
Quimiofósseis
em grafita: 3,8 b.a. - Groelândia
Estromatólitos
e
microfósseis
: 3,5 b.a. - Austrália e África
- Bactérias, cianobactérias e arqueobactérias (procariotos)
- Unicelulares e coloniais, anaeróbicos ou aeróbicos facultativos, reprodução assexuada, evolução morfológica lenta e muitos extremófilos.
Fósseis mais antigos:

Originadas de invaginações de membranas procarióticas

Permitem células mais complexas

Possibilitam compartimentalização de funções

Aumentam a complexidade e facilitam o surgimento de novas funções fisológicas
Endomembranas
Hipóteses para a origem da multicelaridade em Metazoa
:

1.Hipótese ciliada sincicial: ancestral=protista ciliado (J.Hadzi e E.D.Hanson, 1950)
2.Hipótese flagelada colonial: ancestral=protista flagelado (Ernst Haeckel, 1874)
3.Hipótese da origem polifilética: derivados independentemente de mais de um grupo de organismos unicelulares
[O2]
Tempo
2 a 1,4 b.a.
650 m.a.
514 m.a.
Primeiros eucariotos
Multicelularidade
Explosão Cambriana
Origem da vida animal:
Verdadeira natureza desconhecida: corpo mole e sem registros
Estudos fósseis, morfológicos e moleculares comparados permitem inferir sobre este ancestral
Protistas
O Metazoário ancestral
[O2]
[O2]
0
10
20
Tempo
3,5 b.a.
2,0 a 1,4 b.a.
4,5 b.a.
Formação da Terra
Primeiros procariotos
Primeiros eucariotos
Protistas
[O2]
3,0 a 2,0 b.a.
Formações Ferríferas bandadas (BIF)
Arqueano
Proterozoico
BIFs
Grypania
: primeiro eucarioto fóssil
2,1 bilhões de anos
Período Ediacariano
Fauna Tamotiana
Fauna de Burgess
Fauna de Chengjiang
"Snowball Earth"
Cambriano Superior
Período Criogeniano, 790 a 635 m.a.
Temperatura média global = -50°C
No equador ~ -20°C
“Por enquanto, o problema permanece inexplicável, insolúvel, e pode servir de sério argumento contra os pareceres emitidos aqui...” (Darwin, 1859)
Como explicar a falta de registros fósseis complexos pré-cambrianos?

- corpo mole
- modo de vida planctônico
- tamanho muito pequeno
O que desencadeou a “explosão”
1)
Mecanismos Extrínsecos
- Mudanças geológicas
(“snowball Earth”)
- Aumento no nível de O2
2)
Mecanismos Intrínsecos
- Evolução dos genes HOX
- Exploração de novos nichos
- Evolução da macrofagia
Filo ARTHROPODA
Subfilo TRILOBITOMORPHA
Classe TRILOBITA


“O subfilo Trilobitomorpha é o mais primitivo de todos os grupos de artropodes e, do ponto de vista evolutivo, representa o começo ideal para o estudo das diversas classes de artropodes” (Barnes 1990)

Trilobitas
Archaeocyatha
Haikouella lanceolata
(primeiro craniata – proximo aos primeiros peixes agnatos)
Criptozoico
Estromatolitos
• Depósitos bentônicos laminados
• Laminação tipicamente convexa
• Tipicamente calcáreos
• Estruturas biossedimentares:
- Comunidades microbianas em ambientes rasos (luz)
- Processos sedimentológicos
Surgem as primeiras evidências diretas de vida multicelular,
A "Fauna de Ediacara" contém impressões de animais de corpo mole, sem conchas ou exoesqueletos,
Invertebrados marinhos suspensivoros e detritívoros,
Primeira evidência de muitos filos modernos: Porífera, Cnidária, Mollusca, Echinodermata
A “Fauna” de Ediacara é encontrada em ~40 sítios em todo o mundo
Fauna ou Jardim de Ediacara?
A "Explosão" Cambriana
Diversos filos com esqueleto apareceram “rapidamente” no registro fossilífero!
"explosão cambriana" pode ter demorado 40 a 30 Ma
A "revolução agronômica" do Criptozoico / Fanerozóico
Observações
:
• Exploração do substrato passa de horizontal para vertical
• Somem os biofilmes microbianos que recobriam os sedimentos pré-cambrianos

Interpretação
:
• Surgiram pastadores
• Água com oxigênio penetra no substrato anóxico
• O substrato torna-se habitável

Novas oportunidades:
• Nova fonte de alimentação
• Ancoragem
• Proteção
• Remobilização do substrato
525 - 520 milliões de anos
O
2
Atmosfera de cinzas, amônia, CO, metano e vapor de água.
Multicelularidade
Tempo
635 a 542 m.a.
Rangeomorfos
Éon Proterozoico (2500 a 542 m.a.)
Aprox. 10.000 fósseis,
Pouco mais de 100 spp.

Formas ancestrais de bilateria, fungos, etc?

Reino Vendobionta?
582 gêneros
Kimberella
Ciclomedusas
Porífera
Extensos mares rasos, clima quente, algas abundantes
Grande diversificação de animais com partes duras
"Explosão Cambriana"
Quase todos os filos atuais já presentes no final do Cambriano, por exemplo, moluscos, artrópodes, equinodermatas, esponjas e cordados.
Os Archaeocyatha (esponjas primitivas) formavam recifes nos mares cambrianos.
Os trilobitas, atualmente extintos, eram os animais mais abundantes e diversificados no Cambriano.
SSF - "small shelly fossils"
Explosão em duas fases!
Microdyscton
Colúmbia Britânica - Canadá
Marrella splendens
(Artropoda)
Hallucigenia sparsa
( Onicóforo)
Opabinia regalis
(desconhecido)
Anomalocaris canadensis
(proto artropode)
Wiwaxia corrugata
(desconhecido)
Pikaia gracilens
(cordado)
Sanctacaris uncata
(Quelicerado)
Anomalocarídeos
Anomalocarídios de Burguess Shale e Chengjiang. De cima para baixo e da esquerda para direita:
Anomalocaris canadensis
,
Peytoia nathorsti
(
Laggania cambria
),
Amplectobelua symbrachiata
e
Hurdia victoria.
Yunnanozoon lividum
Haikouichthys ercaicunensis
vida
Período Criogeniano, 790 a 635 m.a.
Alguns destaques...
Natação
Macrofagia/carniceiros
Predação
Os mares no Cambriano
RESUMO
Marca o aparecimento da maior parte dos grupos (filos) modernos;

Há duas interpretações da chamada “explosão cambriana”: a de antiguidade (pavio filogenetico) e a realista (surgimento rápido de inovações anatômicas);

O ponto mais importante é explicar como ocorreu a explosão de diversidade (mecanismos intrínsecos x extrínsecos)

Os fósseis mostram planos estruturais estranhos e indicam que a diversidade atual já aparece em meados do Cambriano, inclusive os vertebrata

Embora alguns planos corporais possam ser considerados como "ancestrais" dos filos modernos, várias formas não se enquadram em nenhum filo conhecido
Antiguidade (pavio longo)
x
Realidade (registro fóssil)
Próxima aula:
Evolução dos vertebrados
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