A descoberta de microfósseis que redefine a evolução da vida

Microfósseis encontrados na Austrália Ocidental indicam um grande salto na complexidade da vida durante o Grande Evento de Oxidação, indicando a evolução inicial de organismos complexos como as algas.

Os microfósseis da Austrália Ocidental podem captar um salto na complexidade da vida que coincidiu com um aumento do oxigénio na atmosfera e nos oceanos da Terra, de acordo com uma equipa internacional de cientistas.

Os resultados foram publicados na revista GeologiaEsta imagem fornece uma rara janela para o Grande Evento de Oxidação, ocorrido há cerca de 2,4 mil milhões de anos, quando a concentração de oxigénio na Terra aumentou, alterando fundamentalmente a superfície do planeta. Os cientistas acreditam que este evento levou a uma extinção em massa e abriu a porta à evolução de formas de vida mais complexas, mas havia poucas evidências diretas no registo fóssil antes dos novos microfósseis serem descobertos.

A primeira evidência direta que liga a mudança ambiental à vida complexa

“O que mostramos é a primeira evidência direta que liga a mudança do ambiente durante um grande evento de oxidação ao aumento da complexidade da vida”, disse a autora correspondente Erica Barlow, professora associada de pesquisa no Departamento de Ciências da Terra da Penn State. “Isso é algo que foi levantado como hipótese, mas há pouco no registro fóssil que não tenhamos sido capazes de testar.”

Comparado com organismos modernos e algas

Quando comparados aos organismos modernos, os microfósseis se assemelham mais a um tipo de alga do que à vida procariótica mais simples – organismos como bactérias, por exemplo – que existiam antes do grande evento de oxidação, disseram os cientistas. As algas, como todas as outras plantas e animais, são eucariontes, que são organismos mais complexos cujas células contêm um núcleo ligado a uma membrana.

Os cientistas disseram que é necessário mais trabalho para determinar se os microfósseis foram deixados por organismos eucarióticos, mas esta possibilidade teria implicações importantes. Isso atrasaria o registro de microfósseis eucarióticos em 750 milhões de anos.

“Os microfósseis têm uma notável semelhança com uma família moderna chamada Volvocaceae”, disse Barlow. “Isto sugere que o fóssil pode ser um fóssil eucariótico primitivo. Esta é uma grande afirmação e algo que precisa de mais trabalho, mas levanta uma questão emocionante que a comunidade pode desenvolver e testar.”

Barlow descobriu a rocha que contém os fósseis enquanto conduzia sua pesquisa de graduação na Universidade de Nova Gales do Sul (USNW), na Austrália, e conduziu o trabalho atual como parte de seu trabalho de doutorado na UNSW e, em seguida, enquanto trabalhava como pesquisadora de pós-doutorado na Penn State.

Implicações e pesquisas futuras

“Estes fósseis específicos estão notavelmente bem preservados, o que permitiu um estudo combinado da sua morfologia, composição e complexidade”, disse Christopher House, professor de ciências da terra na Penn State e co-autor do estudo. “Os resultados fornecem uma janela fascinante sobre a evolução da biosfera há milhares de milhões de anos.”

Os cientistas analisaram a composição química e a composição isotópica do carbono dos microfósseis e determinaram que o carbono foi criado por organismos vivos, confirmando que as estruturas eram de facto fósseis biológicos. Eles também revelaram informações sobre o habitat, a reprodução e o metabolismo dos microrganismos.

Barlow comparou as amostras com microfósseis antes do grande evento de oxidação e não conseguiu encontrar organismos semelhantes. Ela disse que os microfósseis que encontrou eram maiores e tinham arranjos celulares mais complexos.

“O registo parece revelar uma onda de vida – há um aumento na diversidade e complexidade desta vida fossilizada que estamos a encontrar”, disse Barlow.

Comparados aos organismos modernos, os microfósseis têm semelhanças claras com as colônias de algas, disse Barlow, incluindo a forma, o tamanho e a distribuição da colônia e das células individuais e das membranas ao redor da célula e da colônia.

“Eles têm uma semelhança notável e, por este método de comparação, podemos dizer que estes fósseis eram relativamente complexos”, disse Barlow. “Não há nada parecido no registro fóssil, no entanto, tem semelhanças impressionantes com as algas modernas.”

Implicações mais amplas para a compreensão da vida na Terra e além

Os cientistas dizem que as descobertas têm implicações no tempo que levou para a vida complexa se formar na Terra primitiva – a mais antiga evidência incontroversa de vida tem 3,5 mil milhões de anos – e no que a pesquisa pode revelar sobre a vida noutras partes do sistema solar.

“Acho que encontrar um fóssil relativamente grande e complexo, relativamente cedo na história da vida na Terra, faz você pensar – se encontrarmos vida em outro lugar, pode não ser apenas vida bacteriana procariótica”, disse Barlow. . “Pode haver uma chance de que haja algo mais complexo preservado – mesmo que ainda seja microscópico, pode ser algo de ordem um pouco superior.”

Referência: “Microfósseis distintos apoiam o surgimento paleozóico de organização celular complexa” por Erica V. Barlow, Christopher H. House, Ming-Chang Liu e Maxwell T. Witherington e Martin J. Van Kranendonck, 6 de outubro de 2023, Geologia.
doi: 10.1111/gbi.12576

Maxwell Witherington, cientista da Penn State, também contribuiu; Ming Chang Liu, cientista do Laboratório Nacional Lawrence Livermore; e Martin Van Kranendonck, professor da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália.

Conselho Australiano de Pesquisa, NASA A National Science Foundation forneceu financiamento para este trabalho.