Rover Curiosity e os microbialitos

A missão Mars Science Laboratory pousou o veículo robótico Rover Curiosity na cratera Gale em Marte, corria o ano de 2012. Entre os vários objetivos da missão, um deles foi a busca de indícios da existência de vida no passado de Marte.  Através da comparação de imagens obtidas pela sonda Curiosity com imagens de ambientes da Terra, os investigadores colocaram  a possibilidade de existência de microbialitos na superfície de Marte e, consequentemente, de vida ao menos em seu passado geológico. Microbialitos são estruturas organossedimentares formadas por comunidades microbianas a partir da formação de tapetes de sedimentos ou precipitação de minerais. Estes microbialitos gerados por filmes microbiais dominados por cianobactérias filamentosas em sedimentos de playa têm características específicas e são conhecidos como microbially induced sedimentary structures (MISS). Esse tipo de depósito foi de fundamental importância ao longo da história da Terra, representando alguns dos principais registros de formas de vida primitivas que viveram em ambientes semi-áridos, sendo encontrados até os dias de hoje.

Microbialitos

A formação de microbialitos é um processo biologicamente mediado e dependente do ambiente já que uma litificação precoce é essencial para a acreção e a preservação dessas estruturas. Portanto, microbialitos não são fósseis sensu stricto, mas sim icnofósseis macroscópicos, visto que são estruturas sedimentares macroscópicas “relíquias de antigos tapetes  microbianos litificadas”, e registram a interação entre tapetes microbiano e o meio ambiente, Foto 1.

Foto 1 – Microbalito – Cracóvia (Polónia). O termo “microbialito” é utilizado atualmente para descrever estromatólitos, trombólitos e estruturas similares cuja ocorrência, preservação está diretamente ligada ao ião CO32-.

Os microbialitos são diferenciados por sua textura : estromatólitos e oncólitos – textura laminada e trombólitos – textura grumosa ou em grumos, sem laminação).

Como se forma um microbialito?

Estes depósitos biossedimentares são formados pelo aprisionamento físico de sedimentos detríticos, pela precipitação mineral nos tapetes microbianos e pelo crescimento das comunidades.  Foram identificados três processos para a formação dos depósitos biossedimentares:

(i) o crescimento dos tapetes microbianos,

(ii) deposição sedimentar e

(iii) a precipitação mineral.

Um requisito primordial para a formação de um microbialito é a colonização de um substrato por uma comunidade fundadora (normalmente bactérias ou cianobactérias). Após a colonização da superfície toda a comunidade continua a se estabilizar no substrato  através da produção de um biofilme (  estruturas polisacarídicas complexas que contem enzimas, lipídios, DNA extracelular, proteínas, ácidos nucléicos). Os biofilmes são estruturas adesivas que junto das comunidades formam o tapete microbiano.

O biofilme possui diversas funções, como, por exemplo, transporte de nutrientes, ser hidrolisada e digerida pela comunidade em períodos de escassez de nutrientes e servem como proteção contra raios UV, formando um filtro para as comunidades. As comunidades não ficam fixas no biofilme, mas movem-se em seu material viscoso, porém são comumente divididas em zonas, de acordo com seus processos de metabolismo.

No topo dos microbialitos, ocorre a zona de crescimento geralmente formada por cianobactérias. São a primeira evidência, no registro fóssil, de organismos capazes produzir oxigénio através de fotossíntese e o consumir através da respiração aeróbica. As cianobactérias são elementos-chave para a formação dos microbialitos. Esses procariontes compõem um denso tapete na interface água/sedimento, pois necessitam da luz solar tanto para a realização de fotossíntese, através da clorofila alpha, quanto para a produção do microfilme, que é responsável pela aderência de sedimentos detríticos em camadas, formando a unidade básica do microbialito: a laminação. Através da muco, as cianobactérias são capazes de deslizar em direção à fonte de luz ou afastar-se dela para proteção; essa movimentação é chamada de movimento fototático. Devido a esse deslizar, as cianobactérias filamentosas enrolam-se, conferindo aos tapetes microbianos uma textura emaranhado. O oxigénio produzido no tapete é utilizado pelas cianobactérias ou por bactérias aeróbicas que habitam essa zona; enquanto que o oxigénio restante é libertado para a atmosfera.

Logo abaixo dos tapetes de cianobactérias, existe a zona intermediária, a qual apresenta espessura de poucos milímetros, composta de bactérias fotossintetizantes não produtoras de oxigénio e microorganismos aeróbicos facultativos. As bactérias na zona intermediária absorvem a luz do sol em comprimento de onda diferente das cianobactérias, cuja absorção da luz solar é realizada pela bacterioclorofila e por outros pigmentos. É nessa zona que a litificação precoce dos estromatólitos ocorre. O oxigénio da zona intermediária é raro, e é consumido em sua totalidade pelos microorganismos aeróbicos facultativos. A zona anóxica é a zona mais basal de um microbialito. Possui centímetros de espessura, e é caracterizada pela presença de bactérias e de arquea-anaeróbicas obrigatórias. Incluem organismos quimiotróficos que reduzem sulfato e produzem metano, o que deixa no registro geológico um sinal isotópico típico desses organismos.

Classificação

Os microbialitos são diferenciados por suas formas macroscópica e mesoscópica. De acordo com modelos atuais, a morfologia macroscópica dos microbialitos tem origem na interação entre o ambiente e as esteiras microbianas.

São três os principais tipos de microbialitos: oncóides, trombólitos e estromatólitos.

Oncóides

São estruturas laminadas de forma subesférica, ovoide, lobada ou achatada, com laminação concêntrica. Crescem soltos e móveis na interface água/sedimento e na coluna de água. A rocha constituída pelo acúmulo de oncóides é chamada de oncólito.

Trombólito

O termo “trombólito” vem da junção das palavras gregas thrombos, que significa “grumos” e lithos, que significa “rocha”. São depósitos microbianos bentónicos com forma macroscópica semelhante a estromatólitos, porém sem laminação interna, caracterizados por uma textura grumosa.

Estromatólitos

São estruturas laminares resultantes da ação de organismos do Reino Monera, cianobactérias, em mares quentes e pouco profundos, Foto 2. Os organismos construtores de estromatólitos atuais incluem grande variedade de cianobactérias, algas eucarióticas, bactérias fotossintetizantes, bactérias heterotróficas, fungos entre outros, formando comunidades complexas. Pelo conteúdo microfossilífero presente em estromatólitos silicificados, os estromatólitos eram formados basicamente por organismos procariontes (bactérias e cianobactérias).

Foto 2 – Estromatólitos (Angola). A forma de crescimento dos estromatólitos pode ser variada em função do organismo e do ambiente em que ele se forma. O estilo de laminação nos estromatólitos também reflete fatores biológicos, físicos e sedimentológicos.

Fotografias de rochas do Membro Gillespike Lake (MGL) em Marte, com idades estimadas para cerca de 3.7 Ga, revelaram similaridades a afloramentos conhecidos como microbially induced sedimentary structures (MISS) na Terra de idades similares. O MGL é composto por uma sequência de camadas de arenitos estratificados formados em ambiente fluvio-lacustre em clima semi-árido, com velocidades de fluxo compatíveis com a formação de mantos microbiais. Diversas estruturas não-usuais foram encontradas nas fotografias e classificadas como possíveis MISS devido a grande similaridade das fotos a exemplos encontrados na Terra.

Bibliografia

Hofmann, H.J. (1969) Attributes of stromatolites. Geological Survey Canadian Paper. 69-39, 58 p.

Noffke, N. (2015) Ancient Sedimentary Structures in the <3.7 Ga Gillespie Lake Member, Mars, That Resemble Macroscopic Morphology, Spatial Associations, and Temporal Succession in Terrestrial Microbialites. Astrobiology, 15, 169-192. https://doi.org/10.1089/ast.2014.1218

Schopf, J.W. (1992). Archean Paleobiology. New York: Cambridge University Press, p. 195-218.

Fauna Ediacara

A história geológica da Terra é pontuada pelos ciclos dos supercontinentes, envolvendo a fragmentação e a aglutinação de grandes massas continentais. O Neoproterozoico registra um ciclo de supercontinente através da quebra de Rodínia e posterior aglutinação de Gondwana.

Rodínia ter-se-á formado por acreção e colisão de  fragmentos de placas litosféricas essencialmente resultantes de massas continentais constituintes de um supercontinente ainda mais antigo, a Colúmbia. Durante a fragmentação da Rodínia ocorreram também mudanças importantes nos subsistemas terrestres com o registo a nível da Biosfera da fauna de Ediacara que floresceu nos ambientes de praias rasas formadas pela fragmentação do supercontinente. Além disto, esta foi uma Era com drásticas mudanças climáticas e ambientais, com o registro de dois eventos panglaciais e repetidas perturbações no ciclo do carbono.

Na Austrália, em Ediacara Hills, no ano de 1947, descobriu-se uma jazida de fósseis, com organismos multicelulares de idade proterozóica. A datação radiométrica permitiu atribuir a esta jazida uma idade entre 680 e 700 Ma. Estes fósseis Ediacarianos do Neoproterozoico não tinham conchas ou esqueletos de qualquer tipo  que hoje fôssemos capazes de reconhecer.

Com ampla distribuição global e considerados por muito tempo como ancestrais do filo dos metazoários, os organismos que constituem a Fauna Ediacara clássica, Foto 1, não possuem relação com qualquer ser existente, em qualquer período da história da Terra. Além das bizarras formas de folhas ou penas-do-mar, da sua falta de esqueletos biomineralizados, um grupo de geólogos propôs a criação de um novo Reino –Vendobionta.

Foto 1 –  Segundo o geólogo Dolf Seilacher, os Vendobiontes tiveram uma estrutura pneumática acolchoada que lhes endureceu os corpos e permitiu-lhes alcançar um tamanho razoável de corpo. São representantes deste grupo as (A) Dickinsonia (D) Charnia. Fotos no Nature Education Center – Cracóvia (Polónia).

Os “Ventobiontes” como lhes chamou Seilacher, foram interpretados como uma diversificação independente de animais, tendo resolvido problemas estruturais de forma muito diferentes de quaisquer seres hoje habitando a Terra. Esta Fauna de Ediacara desapareceu quase totalmente.  

Há cerca de 540 Ma as Faunas Ediacara extinguiram-se, mas  o seu desaparecimento não deixou a Terra carecida de vida. Na verdade um dos grandes acontecimentos da história da vida estava prestes a chegar – A Explosão do Câmbrico.

 Texto adaptado de:

http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/11772

SEILACHER, A. 1992. Vendobionta and Psammocorallia: lost constructions of Precambrian

evolution. Journal of the Geological Society, 149: 607-613.

SEILACHER, A.; MESCHEDE, M.; BOLTON, E. W.; LUGINSLAND, H. 2000. Precambian “fossil” Vermiforma is a tectograph. Geology, v. 28, n°5, pp. 235-238.

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