Michael J. Benton
História da vida
S
umário introdução ... 7 caPítulo 1 A origem da vida ... 22 caPítulo 2 A origem do sexo ... 40 caPítulo 3A origem dos esqueletos ... 59 caPítulo 4
A origem da vida na terra ... 78 caPítulo 5
Florestas e voo ... 97 caPítulo 6
A maior extinção em massa ... 112 caPítulo 7
A origem dos ecossistemas modernos ... 134 caPítulo 8
A origem do homem ... 159 índicereMissivo ... 182 listadeilustrações ... 188
i
ntroduçãoA Era dos Répteis terminou porque já tinha durado o suficien-te, e foi, desde o início, um equívoco só.
Will Cuppy, How to Become Extinct [Como tornar-se extinto] (1941)
É difícil entender a história da vida na Terra. Um sem-número de animais e plantas estranhos e extraordinários pos-sivelmente passa diante de nossos olhos quando pensamos na pré-história: homem de Neandertal, mamutes, dinossauros, amonites, trilobitas... e, é claro, uma época em que não havia vida alguma, ou, quando muito, apenas seres microscópicos de extrema simplicidade flutuando no oceano primitivo.
Essas impressões vêm de muitas fontes. As crianças de hoje são desmamadas com livros de dinossauros, e as ima-gens de dinossauros vivos e respirando estão em toda parte, no cinema e nos documentários televisivos. E, assim como as crianças, muitos adultos visitam falésias ou pedreiras e cole-tam seus próprios amonites ou trilobitas fósseis. Esses fósseis comuns, assim como muitos outros exemplos belos e espe-taculares, tais como petrificações de peixes primorosos mos-trando todas as suas escamas – ainda brilhantes após milhões de anos –, podem ser vistos em lojas de fósseis, ou em fotogra-fias abundantes em livros ilustrados e na internet.
A maioria das pessoas sabe que os dinossauros, ape-sar de sua onipresença na cultura moderna, viveram muito
Fósseis
A chave para entender a história da vida são os fósseis (fig. 1). Fósseis são restos de plantas, animais ou micróbios que um dia existiram. Podem ser petrificados, que literalmente signi-fica “transformados em pedra”, e estes são alguns dos exem-plos mais comuns. Os fósseis petrificados podem ser de dois tipos. Primeiro, aqueles que foram literalmente transformados em pedra, nos quais não resta nada do organismo original. A folha ou tronco de árvore, ou concha, ou larva, desapareceu por completo, e a cavidade restante foi substituída por grãos de areia ou lodo, ou, com mais frequência, por minerais em solução que fluíram pelos espaços na pedra que os circunda e, então, se infiltraram no espaço e se cristalizaram.
O segundo tipo de petrificação, e o mais comum, ainda retém parte da matéria original do animal, talvez o carbonato de cálcio que compunha a concha, ou parte da cutícula ou res-tos carbonizados da planta. Nesses casos, grãos de rocha ou minerais meramente preenchem as cavidades. Assim, muitas pessoas podem se surpreender ao perceber que fósseis comuns, como um trilobita de 400 milhões de anos ou um amonite de 200 milhões de anos, são, na verdade, em grande parte cons-tituídos do carbonato de cálcio original de sua concha ou de seu esqueleto externo, tal como em vida. De modo similar, os ossos dos dinossauros, em sua grande maioria, ainda são formados do fosfato de cálcio (apatita) original, o principal elemento mineralizado na época e hoje. Se observarmos aten-tamente a superfície externa desses fósseis, talvez com uma lente de aumento, podemos ver características extremamente definidas, como espinhas e linhas de crescimento na carapaça do trilobita, madrepérolas multicoloridas originais na concha do amonite, e cicatrizes musculares ou marcas de dentes na superfície do osso de um dinossauro. Se as conchas ou ossos fósseis forem cortados transversalmente e examinados no microscópio, veremos que todas as estruturas internas e
cama-Nem toda planta ou animal que já existiu se transfor-mou em um fóssil. De fato, se esse fosse o caso, a superfície da Terra estaria coberta com avalanches de fósseis em toda parte – grandes montes de fósseis de ossos de dinossauro, de trilobitas, de árvores gigantes de florestas carboníferas, de amonites e similares –, que provavelmente chegariam à lua. Ninguém sabe que proporção da vida terminou fossilizada, mas é sem dúvida uma fração minúscula, muito menos de 1%. As plantas ou animais devem ao menos possuir partes
duras, como um esqueleto, uma concha ou um tronco de
madeira enrijecido, para que possam ser prontamente pre-servadas. Ainda assim, a maioria das carcaças de animais e plantas mortas entra na cadeia alimentícia quase imedia-tamente, sendo revirada por animais ou decomposta por bactérias. Organismos mortos só podem se transformar em fósseis se está acontecendo a sedimentação, isto é, se areia ou lodo estão sendo despejados sobre os restos, talvez nas profundezas de um lago, sob um banco de areia em um rio, ou no fundo do oceano, abaixo da zona que é constantemente revolvida por correntes e ondas.
Vermes e dinossauros penados: preservação excepcional
Outros fósseis podem ser preservados em condições um tanto raras e, ocasionalmente, fornecer esclarecimentos úni-cos e inesperados sobre a vida primitiva. É a chamada
preser-vação excepcional. Fósseis preservados excepcionalmente
podem apresentar estruturas brandas, como carne, olhos, conteúdos do estômago, penas, pelos e similares. Os sítios de preservação fóssil excepcional são às vezes chamados de “janelas” para a vida do passado. Nesses sítios, os
paleon-tólogos – os cientistas que estudam os fósseis – podem
desses sítios de excepcional preservação. Essas rochas têm 505 milhões de anos e, portanto, documentam alguns dos animais mais primitivos. Sem o folhelho Burgess, e sítios similares mais ou menos da mesma idade na Groenlândia e na China, os paleontólogos só saberiam sobre organis-mos dotados de conchas e esqueletos, como os braquiópo-des, os trilobitas e as esponjas. O folhelho Burgess ampliou nosso conhecimento da vida durante o Cambriano de muitas maneiras: revelou clãs inteiros de seres semelhantes a ver-mes, alguns relacionados aos vermes aquáticos e subterrâ-neos, outros aparentemente únicos e difíceis de associar com os animais modernos. O folhelho Burgess também mostra as pernas cobertas de penas e as brânquias dos trilobitas, suas bocas, tripas e órgãos sensoriais, e revela estranhos animais aquáticos similares a girinos que têm espinhas dorsais primi-tivas e, portanto, são próximos de nossos próprios ancestrais.
Igualmente famosos são os sítios de excepcional preser-vação na província de Liaoning, no Nordeste da China. Estes remontam a 125 milhões de anos, e produziram fósseis espe-taculares de aves (e dinossauros) com penas e órgãos internos, mamíferos com pelos, peixes com brânquias e tripas, e um sem-número de vermes, águas-vivas e outros seres de corpo mole que habitavam esses lagos chineses antigos (fig. 2).
Há dezenas de outros sítios como esse espalhados de modo bastante aleatório no tempo e no espaço. Mas por que eles existem, e como essas estruturas moles são preservadas? A maioria desses sítios vem de épocas e lugares em que o oxigênio era limitado. Lagos e oceanos profundos às vezes perdem o conteúdo normal de oxigênio das águas, se, por exemplo, ocorre um crescimento drástico de algas e outras
Os experimentos demonstram que, em condições
anó-xicas, isto é, pobres em oxigênio, os tecidos moles – até
mesmo músculos, intestinos e globos oculares – podem ser invadidos por minerais oriundos dos fluidos corpóreos dos animais, ou dos sedimentos à sua volta. Estes são processos típicos de mineralização muito rápida, em que as fibras de um músculo, ou os tecidos complexos de uma brânquia ou de um estômago, são invadidos e substituídos em horas ou, no máximo, em dias. Uma vez mineralizadas, as réplicas de tecidos moles podem sobreviver até os dias de hoje.
Zepelins vivos? Qualidade do registro
Como a maioria dos paleontólogos, às vezes me sento na cama durante a noite e me pergunto se o registro fós-sil é informativo ou não. Charles Darwin escreveu sobre a “imperfeição do registro geológico”, e ele estava bem ciente
2. Espécime de dinossauro pequeno – o Microraptor – excep-cionalmente bem preservado, pertencente ao Cretáceo Inferior, encontrado na província de Liaoning, na China.
50%, 90% ou 99,99999%? Isso, é claro, nunca poderá ser determinado. Uma pergunta mais sensata seria: quão ade-quado é o registro fóssil?
Os paleontólogos especulam que pode haver setores inteiros de vida extinta dos quais não sabemos nada a res-peito. E se houvesse uma classe diversa de animais flutuan-tes, constituídos de materiais extremamente leves e dotados de grandes bexigas que se encheriam de gases mais leves que o ar? Esses seres poderiam ter tido muitos metros de com-primento, talvez fossem tão compridos quanto aeronaves dirigíveis, às vezes chamadas zepelins durante a Segunda Guerra Mundial. Esses animais dirigíveis, sendo tão grandes, poderiam muito bem ter dominado a Terra, e ainda assim ter escapado totalmente da fossilização. O tecido de seu corpo poderia ter sido tão leve que apodreceria após sua morte. Suas bexigas de gás estourariam e desapareceriam durante a queda. Além disso, viver no ar significa que, em geral, suas carcaças teriam caído sobre a superfície da Terra, e por isso raras vezes teriam sido cobertas com sedimentos.
Os paleontólogos não têm como detectar tais animais extintos hipotéticos. Entretanto, pode-se presumir que existi-ram outros seres de corpo mole. Por exemplo, hoje há muitos
filos, ou grupos principais, de seres semelhantes a vermes
– nematódeos, platelmintos, gastrotrichas, sipunculídeos e outros – que não têm representantes fósseis conhecidos. E ainda assim, uma vez que eles existem na atualidade, e que podemos determinar sua relação evolutiva com outros orga-nismos que possuem concha ou esqueleto, sabemos a exten-são de seus registros fósseis faltantes. Se um grupo de vermes de corpo mole é o parente mais próximo de outro ser
