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Esponjas de 890 milhões de anos podem ser os fósseis de animais mais antigos

Os fósseis recém-descobertos de esponjas antigas podem ser os primeiros vestígios conhecidos do corpo de um animal e são anteriores a outros fósseis de esponjas em 350 milhões de anos.

Elizabeth Turner, professora de paleontologia e geologia de sedimentos na Laurentian University em Ontário, provavelmente descobriu as estruturas fossilizadas de esponjas que existiram em recifes há milhões de anos. Eles foram encontrados em amostras de rocha no noroeste do Canadá.

Pouco se sabe sobre os primeiros dias do aparecimento da vida animal na Terra porque o registro fóssil é esparso. Enquanto os cientistas usaram evidências genéticas para sugerir que as esponjas apareceram pela primeira vez entre 541 e 1.000 milhões de anos atrás, no início da era Neoproterozóica, a falta de esponjas fossilizadas criou uma lacuna de conhecimento. A descoberta de Turner pode ajudar a preencher essa lacuna e fornecer informações sobre a vida marinha mais antiga na Terra.

“Eu inesperadamente me deparei com alguns exemplos muito raros de material em minha pesquisa de doutorado não relacionada há muito tempo em recifes microbianos fósseis”, disse Turner. “Quando me tornei professor e tive minhas próprias bolsas, pude voltar a campo e coletar mais materiais, o que me deu um quadro mais sólido para trabalhar”.

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O que ela encontrou nas amostras de rochas antigas foram estruturas fossilizadas que se assemelhavam a esqueletos, como as que existem em esponjas calosas – o tipo usado para uma esponja de banho. Esponjas córneas, também chamadas de demospongs modernas de ceratose, têm um esqueleto com ramos tridimensionais feitos de uma substância orgânica dura chamada esponja.

Redes ramificadas de estruturas tubulares cobertas por um cristal mineral de calcita. Eles também se pareciam com estruturas encontradas em rochas de carbonato de cálcio, que provavelmente foram formadas pela decomposição de esponjas queratinizadas.

“Este esqueleto orgânico é muito distinto e nenhuma estrutura comparável é conhecida”, disse Joachim Reitner, professor do departamento de geobiologia da Universidade Goettingen que revisou a pesquisa de Turner antes da publicação.

Vida como uma esponja antiga

Esponjas antigas viviam em “recantos sombrios” e sob grandes recifes feitos de bactérias que vivem na água que eram fotossíntese ou a conversão de energia luminosa em energia química.

“Eles poderiam se enrolar e viver uma vida doce sem ter que evoluir por várias centenas de milhões de anos”, disse Turner.

O “oásis de oxigênio” e as fontes potenciais de alimento produzidas pela bactéria seriam o local da Cachinhos Dourados para as esponjas.

Essas esponjas surgiram 90 milhões de anos antes dos eventos considerados necessários para apoiar o surgimento e a diferenciação da vida animal.

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Cerca de 800 milhões de anos atrás, os níveis de oxigênio da Terra aumentaram durante o que os cientistas chamam de oxigenação neoproterozóica, quando houve um aumento significativo na quantidade de oxigênio nos oceanos e na atmosfera.

As esponjas podem tolerar baixos níveis de oxigênio, então o que a bactéria fornece pode ser suficiente.

Depois, houve os episódios glaciais criogênicos, durante os quais grande parte da Terra provavelmente experimentou grandes eras glaciais entre 635 e 720 milhões de anos atrás. As esponjas também não foram afetadas.

A descoberta no artigo de Turner “é um marco na compreensão” da árvore genealógica animal e mostra que sua ancestralidade era muito mais antiga do que se pensava, Reitner disse.

Linha do tempo da vida animal

De acordo com David Bottjer, professor de Ciências da Terra, Ciências Biológicas e Pesquisa Ambiental da University of Southern California, muitos fósseis podem ser datados da explosão do Cambriano, 540 milhões de anos atrás, quando a vida animal floresceu no planeta. Bottjer não estava envolvido neste estudo.

“O registro fóssil da vida animal é algo que interessa a muitas pessoas, especialmente quando os animais evoluíram pela primeira vez na Terra”, disse ele. “A grande discussão era se havia vida animal pré-cambriana no pré-cambriano ou não.”

Os pesquisadores estão usando duas fontes de dados para resolver esses problemas, disse ele. Um deles é o registro fóssil. Depois, há relógios moleculares que ajudam os cientistas a estimar como a evolução aconteceu em diferentes organismos ao longo do tempo. A questão é que o DNA evolui nos organismos a uma taxa constante e a evidência genética pode preencher lacunas onde o registro fóssil é esparso ou completamente nu.

“Esta abordagem do relógio molecular diz que os animais estavam na Terra muito antes do Cambriano”, disse Bottjer.

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Anteriormente, muitos cientistas acreditavam que as espículas – a estrutura do esqueleto mineralizada das esponjas – eram necessárias para demonstrar a existência das esponjas. Mas algumas esponjas não têm esqueletos mineralizados.

Se fósseis complexos e diversos aparecem antes e antes do registro rochoso do período cambriano, isso sugere que os animais devem ter evoluído antes, disse Turner.

Também sugere uma época em que os animais existiam, mas não estavam bem ou não eram preservados – na frente de esqueletos, conchas e um exoesqueleto, disse Turner. Ela entende que a linha do tempo anterior sugerida por sua pesquisa “pode ​​ser um pouco perturbadora para alguns pesquisadores”.

É um fragmento tridimensional de um esqueleto de esponja feito de uma esponja de banho moderna.

Bottjer acredita que Turner é o autor de “uma obra muito bem fundamentada”. Ela também admite que suas descobertas certamente geram debates entre os cientistas.

“Digo aos meus alunos que todos os fósseis pré-cambrianos estão sendo questionados por alguém porque é uma evolução muito inicial”, disse Bottjer. “Esses animais geralmente não têm todas as características que evoluem posteriormente, então pode ser um pouco complicado. Mal posso esperar para ver a resposta, mas acho que é um argumento muito forte. ”

Não surpreendentemente, os primeiros animais evolucionários eram provavelmente semelhantes a esponjas, disse Turner. As esponjas são animais simples e básicos com uma longa história no registro fóssil, e pesquisas anteriores sugerem que elas provavelmente apareceram nessa época.

Estudo do passado distante

Agora Turner quer investigar quando as esponjas realmente apareceram, se elas estavam presentes 890 milhões de anos atrás.

“A evolução inicial dos animais permanece obscura, seja o que for que eu tenha a oferecer neste artigo”, disse ela. “É preciso muito trabalho concentrado em rochas cuidadosamente selecionadas da mesma idade, bem como em rochas mais jovens e mais velhas, para encontrar outras possíveis evidências físicas dos primeiros animais – esponjosos e possivelmente outros tipos de animais mais complexos.”

Também sugere manter a mente aberta durante a pesquisa. Quando se trata do início da vida dos animais, os cientistas realmente não têm ideia do que encontrarão.

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Turner também disse que o atual padrão acadêmico e o sistema de bolsas de pesquisa apóiam menos o tipo de trabalho demorado, muitas vezes resultando em descobertas não publicadas que serão necessárias para compreender e estudar completamente os registros rochosos da evolução animal inicial.

“Se descobrirmos que estamos procurando por algo que pareça familiar, animal, falharemos porque o familiar é muito complexo para os primeiros animais”, disse ela. “Nós realmente precisamos analisar a alma, como pode ter sido a proteção inicial dos animais.”

Esses estudos podem até ajudá-lo a encontrar vida fora de nosso planeta. Enquanto o rover Perseverance procura evidências de vida microbiana em Marte, no leito de um lago antigo, registros de rochas antigas na Terra podem ajudar os cientistas a localizar alvos intrigantes.

“Se vamos encontrar coisas em outros planetas, é provável que seja mais pré-cambriano do que algo que tem um milhão de anos e tem ossos de mamute”, disse Bottjer.

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