Fóssil
O termo fóssil é proveniente do latim fossilis, que significa “tirado da terra”. Os fósseis são restos de seres vivos ou de evidências de suas atividades biológicas preservados em diversos materiais. Essa preservação ocorre principalmente em rochas, mas pode ocorrer também em materiais como sedimento, gelo, piche, resina, solo e caverna, e os exemplos mais citados são ossos e caules fossilizados, conchas, ovos e pegadas. A Paleontologia é a principal disciplina científica que utiliza fósseis como objeto de estudo, instaurada com a aceitação dos trabalhos de Georges Cuvier. Nessa área do conhecimento, os fósseis fornecem dados importantes quanto à evolução biológica, datação e reconstituição da história geológica da Terra.
Os fósseis são classificados em dois tipos: restos (ou somatofósseis) e vestígios (ou icnofósseis).
Esses diferentes tipos de fósseis - restos e vestígios - formam-se a partir de distintos processos de fossilização ou diagênese. Após os eventos de morte do organismo, transporte de material orgânico e soterramento, estudados pela bioestrationomia, ocorre o processo de fossilização que reúne os processos físicos e químicos que alteram tais restos, sendo que os mais frequentes são as mineralizações (incluindo as permineralizações), os moldes e as incarbonizações. A Tafonomia é a área do conhecimento que engloba os estudos de diagênese e a bioestrationomia, ou seja, ela estuda os processos de formação dos fósseis, desde o momento em que um dado resto ou vestígio biológico é produzido até que o encontramos, fossilizado, no registo fóssil. A lista a seguir cita alguns exemplos de processos de fossilização:
Mumificação ou conservação
A mumificação é o mais raro processo de fossilização. Pode ser: Este processo, também denominado de petrificação, consiste literalmente na substituição gradual dos restos orgânicos de um ser vivo por matéria mineral, rocha, ou na formação de um molde desses restos, mantendo com alguma perfeição as características do ser. Ocorre quando o ser vivo é coberto rapidamente por sedimento após a morte ou após o processo inicial de deterioração. O grau de deterioração ou decomposição do ser, quando recoberto, determina os detalhes do fóssil, alguns consistem apenas em restos esqueléticos ou dentes; outros fósseis contêm restos de pele, penas ou até tecidos moles. Uma vez coberto com camadas de sedimentos, as mesmas compactam-se lentamente até formarem rochas, depois, os compostos químicos podem ser lentamente trocados por outros compostos. Ex.: carbonato por sílica.
Moldes e traços de fósseis
Um molde de fóssil é formado por fluidos infiltrados que dissolvem os restos de um ser vivo, criando um buraco na rocha. Se esse buraco for preenchido com mais minerais, é chamado de molde fóssil. Se o enterro do resto biológico ocorre rapidamente, são grandes as chances de que até mesmo as impressões de tecidos moles permaneçam. Traços fósseis são os restos de caminhos, enterros, pegadas, ovos, conchas, ninhos e fezes. Estes últimos, chamados coprólitos, podem fornecer uma ideia do comportamento alimentício do animal, tendo assim, grande importância.
Âmbar é o nome dado aos fósseis conservados em resina e são um exemplo de mumificação (ou conservação). Animais menores, como insetos, aranhas e pequenos lagartos, quando presos em resina segregada por certas árvores, ficam praticamente intactos por milhões de anos. A produção de resinas remonta ao Paleozóico, no período Carbonífero, mas a partir do Triássico encontra-se maior abundância de âmbar no registro geológico. Além disso, estes fósseis podem ser encontrados em rochas sedimentares, assim como os demais tipos de fósseis. O âmbar representa uma preservação de ótima qualidade relevante para estudos sobre evolução dos seres vivos. Por exemplo, podem apresentar informações sobre o ser vivo, o ambiente em que viveu, eventos relacionados a seu ciclo de vida e até mesmo possibilitam extração de DNA.
Estromatólitos são estruturas biossedimentares formados por meio de atividades microbianas, por exemplo cianobactérias, nos ambientes aquáticos, porém sua definição exata ainda é um assunto controvertido. São considerados as mais antigas evidências da vida na Terra, principalmente datados do Pré-Cambriano. Existem várias aplicações para esse tipo de fóssil das quais podemos destacar: identificação de regiões que ocorreram as primeiras atividades biológicas na Terra, da localização de microfósseis, interpretações sobre ambientes e suas respectivas mudanças ambientais que ocorreram no passado, além de serem atrações para turistas pela beleza e atração educativa.
Os chamados "pseudofósseis" (do grego pseudós, falso + fóssil) não são fósseis, não devem ser tratados como fósseis, nem incluídos em classificações paleontológicas ou em textos sobre fósseis. São designados "pseudofósseis" (ou seja, literalmente, "falsos fósseis") apenas por serem objetos geológicos que fazem lembrar estruturas orgânicas fossilizadas. O exemplo mais típico de pseudofósseis são as dendrites, precipitações inorgânicas de minerais que fazem lembrar fósseis de plantas.
"Fóssil vivo" era um termo informal, frequentemente utilizado em textos não científicos (de divulgação) e em manuais escolares, para designar seres pertencentes a grupos biológicos atuais que são os únicos representantes de grupos que foram bem mais abundantes e diversificados no passado geológico da Terra. Existe a recomendação científica para o abandono do termo, por se tratar de conceito intuitivo e de simples morfologia de determinadas características da espécie (como a anatomia e aspecto geral do corpo), que são ressaltados de maneira arbitrária. O conceito de “fóssil vivo” também ignora as novidades evolutivas recentes, exclusivas. Estas razões são apontadas para justificar o abandono da expressão, inaplicável diante dos conceitos de sistemática moderna. Os seres apelidados de "fósseis vivos" apresentam, frequentemente, aspectos morfológicos muito similares aos dos seus parentes mais antigos preservados sob a forma de fósseis no registro geológico. Entretanto, os "fósseis vivos" não devem ser entendidos como espécies que não evoluíram, pois não são seres "parados no tempo". Seriam seres distintos do passado, pertencendo a espécies distintas das representadas no registro fóssil, mas com as quais são diretamente aparentados e, portanto, morfologicamente muito similares.
Réplicas de fósseis são cópias de fósseis produzidas a partir de fósseis ou de outras réplicas. São um recurso didático capaz de transmitir o mesmo conteúdo incluído em um fóssil original, estando revestidas da mesma importância. Deve-se fazer o máximo para preservar o fóssil, por isso são feitas cópias do fóssil e geralmente as copias devem ser expostas em museus. Esta técnica permite que um fóssil possa ser exposto em vários museus, além de preservar o original. Também é bom fazer uma cópia matriz que será usado como base para fazer futuras cópias. Antigamente as cópias eram feitas de gesso, e os moldes eram feitos de borracha. Hoje se costuma usar silicone como molde e as cópias são feitas de poliuretano.
Reunir fósseis data pelo menos até o início da história registrada. Os próprios fósseis são chamados de registro fóssil. O registro fóssil foi uma das primeiras fontes de dados subjacentes ao estudo da evolução e continua a ser relevante para a história da vida na Terra. Os paleontologistas examinam o registro fóssil para entender o processo de evolução e a forma como as espécies em particular evoluíram.
Antes de Darwin
Muitas explicações iniciais dependiam de contos populares ou mitologias. Na China, os ossos fósseis de mamíferos antigos, incluindo o Homo erectus, eram frequentemente confundidos com "ossos do dragão" e usados como remédios e afrodisíacos. No Oeste, as criaturas marinhas fossilizadas nas montanhas ficaram vistas como prova do dilúvio bíblico. Em 1027, a Avicena persa explicou a dureza dos fósseis no Livro da Cura:.mw-parser-output .flexquote{display:flex;flex-direction:column;background-color:#F1F1F1;border-left:3px solid #C7C7C7;font-size:100%;margin:1em 4em;padding:.4em .8em}.mw-parser-output .flexquote>.flex{display:flex;flex-direction:row}.mw-parser-output .flexquote>.flex>.quote{width:100%}.mw-parser-output .flexquote>.flex>.separator{border-left:1px solid #C7C7C7;border-top:1px solid #C7C7C7;margin:.4em .8em}.mw-parser-output .flexquote>.cite{text-align:right}@media all and (max-width:600px){.mw-parser-output .flexquote>.flex{flex-direction:column}}@media screen{html.skin-theme-clientpref-night .mw-parser-output .flexquote{background-color:transparent}}@media screen and (prefers-color-scheme:dark){html.skin-theme-clientpref-os .mw-parser-output .flexquote{background-color:transparent}}
Linnaeus e Darwin
Os primeiros naturalistas entenderam bem as semelhanças e diferenças de espécies vivas levando Linnaeus a desenvolver um sistema hierárquico de classificação ainda em uso hoje. Darwin e seus contemporâneos ligaram pela primeira vez a estrutura hierárquica da árvore da vida com o então fóssil muito escasso. Darwin descreveu com eloquência um processo de descida com modificação ou evolução, pelo qual os organismos se adaptam às pressões ambientais naturais e em mudança, ou perecem. Quando Darwin escreveu sobre a Origem das Espécies por Meios de Seleção Natural, ou a Preservação de Raças Favoritas na Luta pela Vida, os fósseis animais mais antigos eram aqueles do Período Cambriano, agora conhecidos por cerca de 540 milhões de anos. Ele preocupou-se com a ausência de fósseis mais antigos devido às implicações na validade de suas teorias, mas expressou a esperança de que tais fósseis fossem encontrados, observando que: "apenas uma pequena porção do mundo é conhecida com precisão". Darwin também refletiu a aparição súbita de muitos grupos (ou seja, filos) nos mais antigos estratos fossilíferos Cambrianos conhecidos.
Outras descobertas
Desde o tempo de Darwin, o registro fóssil foi ampliado para entre 2,3 e 3,5 bilhões de anos. A maioria desses fósseis pré-cambrianos são bactérias microscópicas ou microfósseis. No entanto, os fósseis macroscópicos são agora conhecidos do Proterozóico tardio. A Biota ediacarana (também chamada de biota de Vendian) que data de 575 milhões de anos atrás coletivamente constitui uma assembleia ricamente diversificada de eucariotas multicelulares precoce. O registro fóssil e a sucessão faunística são a base da ciência da bioestratigrafia ou determinam a idade das rochas com base em fósseis embutidos. Nos primeiros 150 anos de geologia, biostratigrafia e sobreposição foram o único meio para determinar a idade relativa das rochas. A escala de tempo geológico foi desenvolvida com base nas idades relativas dos estratos de rocha, conforme determinado pelos primeiros paleontologistas e estratigrafos.
Modernidade
O registro fóssil é o épico evolutivo da vida que se desenvolveu ao longo de quatro bilhões de anos à medida que as condições ambientais e o potencial genético interagem de acordo com a seleção natural. A paleontologia juntou-se à biologia evolutiva para compartilhar a tarefa interdisciplinar de delinear a árvore da vida, o que inevitavelmente leva o tempo para a vida microscópica pré-cambriana, quando a estrutura celular e as funções evoluíram. O tempo profundo da Terra no Proterozoico e ainda mais profundo no Arqueano é apenas "relatado por fósseis microscópicos e sinais químicos sutis". Os biólogos moleculares, que utilizam filogenética, podem comparar a proteína de aminoácidos ou a homologia da sequência de nucleótideos (isto é, a similaridade) para avaliar taxonomia e distâncias evolutivas entre os organismos, com limitada confiança estatística. O estudo de fósseis, por outro lado, pode identificar de forma mais específica quando e em que organismo uma mutação apareceu pela primeira vez. A filogenia e a paleontologia trabalham juntos no esclarecimento da visão ainda escassa da ciência sobre a aparência da vida e sua evolução.
Exemplo de desenvolvimento moderno
A análise tomográfica de raios X do síncrotron dos microfósseis embrionários bilaterais precoce do Cambriano produziu novos conhecimentos sobre a evolução dos metazoários nas primeiras etapas. A técnica de tomografia fornece resolução tridimensional previamente inalcançável nos limites da fossilização. Os fósseis de dois biláteros enigmáticos, o Markuelia sem fim e um protostomo primitivo, os Pseudo-orides, fornecem uma olhada no desenvolvimento embrionário da camada germinativa. Esses embriões de 543 milhões de anos apoiam o surgimento de alguns aspectos do desenvolvimento de artrópodes antes do que se pensava no Proterozóico tardio. Os embriões preservados da China e da Sibéria foram submetidos a fosfatização diagénetica rápida, resultando em uma preservação requintada, incluindo estruturas celulares. Esta pesquisa é um exemplo notável de como o conhecimento codificado pelo registro fóssil continua a contribuir com outras informações inatingíveis sobre o surgimento e o desenvolvimento da vida na Terra. Por exemplo, a pesquisa sugere que Markuelia tem maior afinidade com os vermes priapulídeos e é adjacente à ramificação evolutiva de Priapulida, Nematoda e Arthropoda.
