Resumos · GeologiaPT · Secundário

Fósseis e história da vida: extinções em massa

Estudam-se os fósseis — a sua formação e os seus tipos (fósseis de idade e de fácies) — como testemunhos da história da vida. Percorrem-se as grandes etapas dessa história, do aparecimento das primeiras células à diversificação atual, e analisam-se as extinções em massa, com destaque para as « big five », as suas causas prováveis e a recuperação da biodiversidade. Os valores de magnitude das extinções são estimativas científicas, apresentadas como tal. Disciplina de opção sem Exame Final Nacional (avaliação interna).

4 secções~13 min de leitura3 competênciasNível Padrão 2 · Aprofundamento 2

T·101010 / 16

Perfil de exame

Distinguir fósseis de idade e fósseis de fáciesDescrever as grandes etapas da história da vidaCaracterizar as extinções em massa e as suas causas prováveis

Operadores:distinguedescrevecaracterizarelacionainterpreta

nível básico

Reconhecer os tipos de fósseis e a existência de extinções em massa.

nível avançado

Interpretar o valor dos fósseis na datação e correlação e analisar criticamente as causas das extinções.

Profundidade

Texto

Conteúdo · 4 secções

Fósseis e história da vida: extinções em massa

Fossilização e tipos de fósseis#

PadrãoAE-geologia-12-tempo

Um «fóssil» é qualquer vestígio ou resto de um ser vivo do passado geológico preservado nas rochas. A «fossilização» é um processo «raro e exigente»: a esmagadora maioria dos organismos decompõe-se sem deixar vestígio. Para fossilizar, favorecem geralmente três condições: possuir «partes duras» (conchas, ossos, dentes, madeira), sofrer «soterramento rápido» (que subtrai o corpo aos agentes de decomposição) e um ambiente que iniba a decomposição (anóxico, por exemplo).

Há vários «tipos de preservação»: a mineralização (substituição das partes duras por minerais, como na petrificação), os moldes e contramoldes (impressões da forma), a conservação em âmbar ou gelo (raríssima, preserva partes moles), e os «fósseis de vestígios» (icnofósseis) — pegadas, galerias, coprólitos —, que registam a «atividade» e não o corpo do organismo.

Para a Geologia, os fósseis têm sobretudo «dois usos», que definem dois tipos funcionais (ver Fig. 1). O «fóssil de idade» (ou estratigráfico) serve para «datar» o estrato: são espécies de «vida curta» (evolução rápida, existência geológica breve) e «ampla distribuição geográfica», que por isso marcam com precisão um intervalo de tempo e permitem correlacionar rochas distantes. Exemplos clássicos: amonites, trilobites, graptólitos.

Fóssil de idade vs fóssil de fácies

Fig. 1Fig. 1 — Os dois usos dos fósseis: datar o estrato (fóssil de idade) e reconstituir o ambiente (fóssil de fácies).

O «fóssil de fácies» (ou de ambiente) serve para «reconstituir o ambiente» de formação: são espécies com «tolerância ecológica estreita» (viviam apenas em condições muito específicas), pelo que a sua presença indica esse ambiente. Exemplo clássico: os corais, que indicam mar quente, límpido e pouco profundo. Um bom fóssil de fácies é, em geral, um mau fóssil de idade (e vice-versa) — as qualidades são quase opostas.

Não confundir os dois é essencial e muito perguntado. O fóssil «de idade» responde a « quando? » (data o estrato); o fóssil «de fácies» responde a « onde/em que condições? » (indica o ambiente). Um mesmo estrato pode conter ambos: as amonites datam-no, os corais dizem que se formou num mar quente e pouco profundo — informações complementares.

Exemplo resolvido

Classificar fósseis e ler a informação

Num estrato encontram-se amonites e corais. Classifica cada fóssil quanto ao tipo e indica que informação fornece.

As amonites
Espécies de vida curta e ampla distribuição — fóssil de idade; datam o estrato (por exemplo, no Mesozoico).
Os corais
Espécies de tolerância ecológica estreita — fóssil de fácies; indicam mar quente, límpido e pouco profundo.
Integrar
As amonites dizem « quando » (a idade); os corais dizem « em que ambiente » — informações complementares.

Resultado: As amonites são fóssil de idade (datam o estrato) e os corais fóssil de fácies (indicam mar quente e pouco profundo).

Erros frequentes

Confundir fóssil de idade (data o estrato) com fóssil de fácies (indica o ambiente) — têm qualidades quase opostas.
Julgar que a fossilização é comum — é rara e exige condições específicas, pelo que o registo é enviesado a favor de seres com partes duras.

Revisão ativa

Num estrato encontram-se amonites e corais. Indica que informação cada um fornece e classifica-os quanto ao tipo.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

As grandes etapas da história da vida#

PadrãoAE-geologia-12-tempo

A história da vida, lida no registo fóssil, é uma sucessão de « grandes saltos » separados por longos períodos (ver Fig. 2). A vida surgiu cedo — os primeiros «procariotas» (bactérias) datam de há ~3500 Ma, no Arcaico —, mas permaneceu microscópica e simples durante milhares de milhões de anos. Os estromatólitos (estruturas construídas por cianobactérias) são o testemunho fóssil mais antigo e abundante desse mundo primordial.

Grandes etapas da história da vida

Fig. 2Fig. 2 — Os grandes marcos da história da vida ao longo do tempo geológico (idades aproximadas, em Ma).

Um acontecimento decisivo foi a «Grande Oxidação» (~2400 Ma): a fotossíntese das cianobactérias libertou oxigénio, que se acumulou na atmosfera, transformando-a. Este oxigénio, inicialmente tóxico para muitas formas de vida, abriu caminho à respiração aeróbia e, mais tarde, ao aparecimento das células «eucarióticas» (com núcleo), há cerca de 1800-2000 Ma — muito mais complexas.

Seguiu-se o aparecimento dos primeiros seres «pluricelulares» e, no final do Pré-Câmbrico, da fauna de Ediacara (organismos moles, ~600 Ma). Mas a grande viragem foi a «explosão câmbrica» (~541 Ma): a diversificação rápida de animais com partes duras, que inaugura o Fanerozoico e o registo fóssil abundante. A partir daqui, a história da vida acelera e diversifica-se.

No Paleozoico deu-se a «conquista do meio terrestre»: primeiro pelas plantas (~430 Ma), depois pelos artrópodes e pelos «tetrápodes» (vertebrados de quatro patas, ~370 Ma), que saíram da água. O Paleozoico termina com a maior extinção de sempre (fim do Pérmico). No «Mesozoico» dominam os répteis, sobretudo os «dinossauros»; surgem também os primeiros mamíferos e as primeiras aves. No «Cenozoico», após a extinção dos dinossauros não avianos, dá-se a grande «diversificação dos mamíferos», culminando, muito recentemente, na linhagem humana.

Duas ideias-chave estruturam esta história. Primeira: a vida e a Terra «coevoluíram» — a vida transformou o planeta (a atmosfera oxigenada é obra da vida) e o planeta moldou a vida (a tectónica, o clima e as extinções redirigiram a evolução). Segunda: a história da vida é «contingente» — pontuada por extinções que abriram oportunidades a novos grupos (sem a extinção dos dinossauros, dificilmente os mamíferos teriam prosperado como prosperaram).

Exemplo resolvido

A Grande Oxidação

Explica por que a Grande Oxidação é um exemplo de como a vida transformou o planeta e condicionou a sua própria evolução.

Origem do oxigénio
As cianobactérias, por fotossíntese, libertaram oxigénio, que se acumulou na atmosfera a partir de ~2400 Ma.
Transformação do planeta
A atmosfera passou de praticamente sem oxigénio a oxigenada — uma alteração planetária provocada pela vida.
Condicionar a evolução
O oxigénio abriu caminho à respiração aeróbia e ao aparecimento de células eucarióticas e, mais tarde, de vida complexa.

Resultado: A Grande Oxidação mostra a coevolução Terra-vida: a fotossíntese oxigenou a atmosfera, que por sua vez possibilitou a evolução de formas de vida mais complexas.

Erros frequentes

Pensar que a vida complexa é tão antiga como a vida — a vida é muito antiga (~3500 Ma), mas manteve-se simples durante milhares de milhões de anos.
Ignorar o papel das extinções como « motores » de diversificação (abrem oportunidades a novos grupos).

Revisão ativa

Explica como a Grande Oxidação, obra de seres vivos, transformou a atmosfera e condicionou a evolução posterior da vida.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

As extinções em massa: as « big five »#

AprofundamentoAE-geologia-12-tempo

Uma «extinção em massa» é o desaparecimento, num intervalo de tempo geologicamente curto, de uma «grande proporção» das espécies existentes, à escala global. Distingue-se da «extinção de fundo» (a extinção « normal », contínua e a baixo ritmo, de espécies isoladas): as extinções em massa são picos de mortalidade que ceifam muitos grupos ao mesmo tempo (ver Fig. 3).

As cinco grandes extinções em massa

Fig. 3Fig. 3 — As « big five »: idades aproximadas e magnitudes estimadas (valores aproximados, com incerteza).

O registo fóssil do Fanerozoico revela «cinco» grandes extinções em massa — as « big five » —, além de muitas menores. Por ordem cronológica: a do «final do Ordovícico» (~445 Ma), a do «final do Devónico» (~372 Ma), a do «final do Pérmico» (~252 Ma), a do «final do Triásico» (~201 Ma) e a do «final do Cretácico» (K-Pg, ~66 Ma). Coincidem, muitas vezes, com os limites das unidades da escala do tempo geológico — não por acaso, pois é a renovação da fauna que define esses limites.

A maior de todas foi a do «final do Pérmico» (« a Grande Morte »): estima-se que tenha desaparecido «cerca de 90 %» (com estimativas que variam entre ~81 % e ~96 %) das espécies marinhas, incluindo os últimos trilobites. Foi tão profunda que marca a fronteira Paleozoico/Mesozoico e obrigou a biosfera a uma reconstrução quase total. A do «final do Cretácico» (K-Pg) é a mais famosa: eliminou os dinossauros não avianos e as amonites, estimando-se o desaparecimento de «cerca de 75 %» das espécies.

É importante frisar que estas «percentagens são estimativas científicas», obtidas a partir do registo fóssil (que é incompleto e enviesado), e por isso vêm associadas a «intervalos de incerteza» — devem ser apresentadas com « cerca de » e nunca como valores exatos. O essencial não é decorar números, mas compreender a «ordem de grandeza» (dezenas de por cento das espécies) e o «significado» de cada evento.

As extinções em massa têm um papel «criativo» inesperado na história da vida: ao eliminar grupos dominantes, «libertam nichos ecológicos» e abrem oportunidades a grupos antes marginais. A extinção K-Pg, ao eliminar os dinossauros, permitiu a grande diversificação dos «mamíferos» no Cenozoico. As extinções são, assim, simultaneamente destruição e « reinício » da evolução.

Exemplo resolvido

Comparar duas extinções

Compara a extinção do final do Pérmico com a do final do Cretácico (K-Pg) quanto à severidade e aos grupos afetados.

Final do Pérmico
A maior extinção conhecida: estima-se ~90 % das espécies marinhas extintas; extinguiram-se os trilobites; marca o limite Paleozoico/Mesozoico.
Final do Cretácico (K-Pg)
Estima-se ~75 % das espécies extintas; eliminou os dinossauros não avianos e as amonites; marca o limite Mesozoico/Cenozoico.
Comparar
A do Pérmico foi mais severa (mais espécies extintas); a K-Pg é mais famosa pelo desaparecimento dos dinossauros e por abrir caminho aos mamíferos.

Resultado: A extinção do final do Pérmico foi a mais severa (~90 % das espécies marinhas); a K-Pg, embora menos severa (~75 %), eliminou os dinossauros e favoreceu os mamíferos.

Erros frequentes

Apresentar as percentagens de extinção como valores exatos — são estimativas com incerteza (usar « cerca de »).
Pensar que a maior extinção foi a dos dinossauros (K-Pg) — a maior foi a do final do Pérmico (~90 % das espécies marinhas).

Revisão ativa

Indica qual das « big five » foi a mais severa e qual eliminou os dinossauros não avianos, apresentando as magnitudes como estimativas.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Causas das extinções e recuperação#

AprofundamentoAE-geologia-12-tempo

As extinções em massa têm «causas diversas», frequentemente «combinadas». Reconhecem-se causas «extraterrestres» (o impacto de um grande asteroide ou cometa) e «terrestres» (vulcanismo maciço, variações do nível do mar, alterações climáticas, anóxia oceânica). Muitas vezes, vários fatores atuaram em conjunto, tornando difícil atribuir a extinção a uma causa única.

A extinção «K-Pg» (~66 Ma) é a mais bem compreendida (ver Fig. 4). A prova-chave é uma camada global de argila «enriquecida em irídio» (elemento raro na crosta, mas abundante em asteroides), associada à cratera de «Chicxulub» (na península de Iucatão, México). O impacto de um asteroide de ~10 km lançou para a atmosfera enormes quantidades de poeira e aerossóis, que «bloquearam a luz solar», colapsando a fotossíntese e, com ela, as cadeias alimentares. Um vulcanismo maciço contemporâneo (as « Traps do Decão », na Índia) terá agravado a crise.

Cadeia causal da extinção K-Pg

Fig. 4Fig. 4 — A cadeia causal proposta para a extinção K-Pg: impacto (e vulcanismo) → poeira → bloqueio da luz → colapso da fotossíntese e das cadeias alimentares.

A extinção do «final do Pérmico» está fortemente associada a um vulcanismo colossal — as « Traps da Sibéria » —, que terá libertado gases (CO₂, SO₂) provocando aquecimento global, acidificação e anóxia dos oceanos. É um « aviso » geológico poderoso sobre os efeitos de uma alteração rápida e maciça da composição da atmosfera e dos oceanos — com evidente atualidade.

Após cada extinção segue-se uma «recuperação» da biodiversidade, que demora, tipicamente, «milhões de anos». A recuperação não « repõe » os grupos extintos: pelo contrário, os sobreviventes diversificam-se e ocupam os nichos vagos, dando origem a novas faunas e floras. A biosfera « reinventa-se » — a vida recupera a diversidade, mas com uma composição diferente da anterior.

O estudo das extinções passadas tem uma «lição contemporânea» sublinhada pela ciência: muitos investigadores consideram que a Terra atravessa hoje uma «sexta extinção», desta vez de causa «humana» (destruição de habitats, sobre-exploração, poluição, alterações climáticas). Compreender as extinções do passado — os seus mecanismos e os seus tempos de recuperação — é essencial para avaliar e enfrentar a crise atual da biodiversidade.

Exemplo resolvido

Explicar a extinção K-Pg

A partir da camada global de irídio e da cratera de Chicxulub, explica a cadeia de acontecimentos que conduziu à extinção do final do Cretácico.

A prova
A camada global de irídio (raro na crosta, abundante em asteroides) e a cratera de Chicxulub apontam para o impacto de um grande asteroide (~10 km).
O efeito imediato
O impacto lançou enormes quantidades de poeira e aerossóis para a atmosfera, bloqueando a luz solar durante meses/anos.
O colapso ecológico
Sem luz, a fotossíntese colapsou; com ela, as cadeias alimentares, levando à extinção de ~75 % das espécies (incluindo os dinossauros não avianos). O vulcanismo do Decão terá agravado a crise.

Resultado: O impacto de Chicxulub (registado pelo irídio) bloqueou a luz solar e colapsou a fotossíntese e as cadeias alimentares, causando a extinção K-Pg, possivelmente agravada pelo vulcanismo do Decão.

Erros frequentes

Atribuir a extinção K-Pg a uma causa única — o impacto foi provavelmente agravado por vulcanismo maciço (Decão).
Pensar que a recuperação « repõe » os grupos extintos — os sobreviventes diversificam-se, gerando faunas novas, ao longo de milhões de anos.

Revisão ativa

Explica, passo a passo, como o impacto de um asteroide pode ter provocado a extinção em massa do final do Cretácico.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Referências e fontes

Fontes

Direção-Geral da Educação (DGE)

Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano

Fósseis e história da vida: extinções em massa

4 secções~13 min de leitura3 competênciasNível Padrão 2 · Aprofundamento 2

Fósseis e história da vida: extinções em massa

Pontos-chave

Classificar fósseis e ler a informação

Pontos-chave

A Grande Oxidação

Pontos-chave

Comparar duas extinções

Pontos-chave

Explicar a extinção K-Pg

Fontes

Fósseis e história da vida: extinções em massa

Pontos-chave

Classificar fósseis e ler a informação

Pontos-chave

A Grande Oxidação

Pontos-chave

Comparar duas extinções

Pontos-chave

Explicar a extinção K-Pg

Fontes