Paleontologia, Evolução e Biologia do Desenvolvimento

     A Paleontologia é a ciência que estuda a vida antiga, através dos fósseis. Esta ciência é dotada de ferramentas adjacentes, as quais quando combinadas permitem a interpretação dos paleoambientes, dos paleoclimas, das extinções e da evolução. Estas ferramentas utilizam quesitos biológicos e geológicos para a obtenção de seus resultados (CASSAB, 2010). 

    A história da Terra é contada em períodos desiguais de tempo, os quais apresentam mudanças físicas e biológicas. Esses períodos estão marcados por evoluções, tanto nas espécies, quanto na geologia do Planeta Terra e estão preservados nas rochas (ALMEIDA et al., 2010). Conforme Ianuzzi et al. (2010), existem diferentes tipos de evolução, os quais podem estar na escala micro ou macro. A escala microevolutiva é de pequenas dimensões e ocasiona pequenas diferenças intraespecíficas. Já a escala macroevolutiva ocorre ao longo de várias gerações, podendo gerar outra espécie, com características evolutivas diferentes. 

    Conforme Ridley (2007), a Biologia do Desenvolvimento estuda a relação entre a evolução e o desenvolvimento, como mudanças no gene do desenvolvimento, mudanças do embrião para o indivíduo adulto, dentre outras. Estas mudanças que ocorreram ao longo de várias gerações podem abrir caminho para a evolução, no ambito da seleção natural. Essas variações podem ser morfológicas ou comportamentais. Conforme o autor, mesmo dentre os vertebrados existem mudanças embrionárias na coluna vertebral, o que está relacionado a mudanças genéticas e evolutivas. Outra mudança citada é referente aos membros locomotores, na qual a atuação genética evoluiu morfológicamente e é expressa de diversas maneiras, podendo originar nadadeiras, nos peixes, ou até os membros posteriores e anteriores dos tetrápodes. Porém, as mudanças evolutivas causadas pelas modificações das sequências de genes podem acarretar na perda ou na aparição de novos mecanismos biológicos, ou seja, há a ocorrencia da microevolução (RIDLEY, 2007). 

  

  Conforme Gilbert (2003), uma mudança evolutiva muito importante foi a do desenvolvimento embrionário por ovos amnióticos, ou seja, uma estrutura que apresenta proteção e alimento para os embriões. Estes vertebrados são conhecidos como Vertebrados Amnióticos, e compostos por répteis, aves e mamíferos.

   Convém informar que as mudanças ligadas a Biologia do Desenvolvimento, possuem limite. As restrições estão ligadas aos fenótipos e podem ser físicas, morfogenéticas ou filéticas. As restrições físicas estão ligados a estrutura física e de sustentação. As restrições morfogenéticas estão ligadas a mudanças evolutivas que beneficiam uma espécie, atuando de forma a tentar manter a mutação, porém sem discrepância. Já a restrição filética atua no sentido de manter o mesmo padrão de caracteres evolutivos no taxon, sem diferenciá-los radicalmente (GILBERT, 2003).

  Conforme Gilbert (2003), mudanças morfológicas em determinados taxons, ocorrem evolutivamente e diversificam os indivíduos. Estas mudanças estão relacionadas a Biologia do Desenvolvimento. 

Bibliografia: 

ALMEIDA, J. A. C.; BARRETO, A. M. F. O Tempo Geológico e Evolução da Vida. In: CARVALHO, I. S. (Coord.). Paleontologia: Conceitos e Métodos. 3ª ed. v.1. Rio de Janeiro, 2010. Cap. 7, p. 93-109.



CASSAB, R. C. T. Objetivos e Princípios. In:__ (Coord.). Paleontologia: Conceitos e Métodos. 3ª ed. v.1. Rio de Janeiro, 2010. Cap. 1, p. 3-12.

GILBERT, S. F. Gastrulação: Reorganizando as células embrionárias. In:__. Biologia do Desenvolvimento. 5ª ed. FUNPEC, 2003. Cap. Cap. 6, p. 209-252. 

 __. Início do desenvolvimento vertebrado: Mesoderma e endoderma. In:__. Biologia do Desenvolvimento. 5ª ed. FUNPEC, 2003. Cap. 9, p. 341-390. 

 __. Mecanismos desenvolvimentais da mudança evolucionária. In:__. Biologia do Desenvolvimento. 5ªed. FUNPEC, 2003. Cap.23, p. 883-918. 

 IANUZZI, R.; SOARES, M. B. Teorias Evolutivas. In: CARVALHO, I. S. (Coord.). Paleontologia: Conceitos e Métodos. 3ª ed. V.1. Rio de Janeiro, 2010. Cap.9, p. 139-162.



RIDLEY, M. Biologia Evolutiva do Desenvolvimento. In:__. Evolução. 3ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. Cap. 20, p. 593-610.

Vida no Cenozoico II Plantas e Invertebrados

    Com o fim do Supercontinente Pangea, no Mesozoico os continente foram separados em Gondwana e Laurásia. No Cenozoico, os continentes continuaram a separação até a forma atual. Podemos inferir que a geografia dos continentes afeta o clima, o qual influencia o nicho da flora e fauna, portanto, a evolução dos animais e plantas cenozoicas estão ligadas às alterações paleogeograficas e paleoclimaticas que ocorreram no período (POUGH et al., 2008).

    No início do Cenozoico a temperatura era razoavelmente quente e úmida, e estas características estavam bem distribuída na Terra (ROSE, 2006). Ainda conforme o autor a distribuição continental e paleogeográfica foi o fator principal da dispersão dos mamíferos durante o Cenozoico. Uma vantagem para os mamíferos foi a grande variedade de flora que o Planeta apresentava. Segundo Pough et al. (2008), esta flora abundante, surgiu após a extinção do final do Mesozoico e fez com que as florestas dominassem os ambientes terrestres, servindo de alimento para os mamíferos.

    No Cenozoico, as regiões temperadas e de grandes latitudes tornaram-se frias e secas. Neste período também houve o aparecimento da tundra e da taiga nas regiões árticas, dos desertos nas regiões temperadas e tropicais, e dos campos, os quais serviram de alimento para a diversificação de mamíferos. No final do Cenozoico o clima era mais frio e seco em relação ao início. Esta alteração restringiu as florestas tropicais às regiões equatoriais, com a ocorrência de campos no Mioceno. No plioceno apareceram as savanas (POUGH et al., 2008).

    A vegetação cenozoica era composta de folhas muito grandes, as quais não existem mais. Estas folhas eram adaptadas para absorver o máximo de luz (POUGH et al., 2008). Durante o Paleoceno e o Eoceno o Planeta estava repleto de florestas paratropicais e florestas perenes com folhas largas e palmeiras, além de coníferas nos pólos (ROSE, 2006).

    Vale ressaltar que após a extinção K/Pg, a flora cenozoica foi dominada por pteridófitas, por que estas possuem uma rápida dispersão. Posteriormente, as angiospermas dominaram os ambientes terrestres Cenozoicos (ROSE, 2006).

    Segundo Carvalho (2011), a fauna de microfósseis aquáticos do Cenozoico é composta de ostracodas, de foraminíferos, de radiolários, de diatomáceas, de dinoflagelados. Já os invertebrados Cenozóicos são os poríferos, com registros fósseis conhecidos desde o Cambriano; os briozoários, com registros fósseis a partir do Ordoviciano; os cnidários, com registros fósseis a partir do Ediacarano; os braquiópodes, os quais foram abundantes entre o Ordoviciano e o Devoniano; os anelídeos; os artrópodes, com registros fósseis do Ediacarano; os moluscos, com registros fósseis do Cambriano; e os equinodermos, com registros fósseis do Cambriano e que de acordo com Enay (1993) são os invertebrados mais diversos e dominantes, se considerado sua quantidade numérica e capacidade de ocupar novos ambientes.

Bibliografia:

CARVALHO, I. S. Paleontologia: Microfósseis e Invertebrados. 3ª ed. Vol. 2. Rio de Janeiro. Editora Interciência, 2011.

ENAY, R. Triploblastic Deuterostomian Epithelioneural Coelomates: Graptolites and Echinoderms. In:__. Paleontology of Invertebrates. Springer Verlag ,1993. Cap.8, p. 203-245.

POUGH, F. H.; JANIS, C. M.; HEISER, J. B. Geografia e Ecologia na Era Cenozóica. In: __. A vida dos Vertebrados. 4ª ed. Atheneu editora São Paulo, 2008. Cap 19, p. 509-518.

ROSE, K. D. Introduction. In:__. The Beginning of the Age of Mammals. The Johns Hopkins University Press, 2006. Cap. 1, p. 1-22.

Vida no Cenozoico I Mamíferos

     O grupo de amniotas que inclui os mamíferos e os répteis mamaliformes é denominado de sinapsida. Este grupo mostra diferenças cranianas e osteológicas em relação a outros amniotas. Uma diferença é a presença de uma frenestra temporal mais baixa, o que dava maior força e espaço na mandíbula. Embora seja característica dos mamíferos os pelos e as glândulas mamárias, estes atributos não estão preservados nos fósseis (POUGH et al., 2008).

   Segundo Rafferty (2011), os primeiros mamíferos que apareceram na Terra eram pequenos e surgiram no continente Pangea, durante a era Mesozoica e conforme Pough et al. (2008), grande parte da evolução dos mamíferos ocorreu no Mesozoico, no qual os mamíferos eram morfologicamente parecidos, porém taxonomicamente diversos. Conforme aponta Rafferty (2011), no período Triássico apareceram os répteis mamaliformes, também denominados terapsídeos, porém este grupo foi extinto no final do Triássico. Durante o Mesozoico existiram outros grupos de mamíferos, os quais foram extintos no Triássico ou Jurássico (RAFFERTY, 2011).  Os mamíferos mesozoicos eram divididos conforme a localidade, um destes grupos era composto pelos Boreosfenídeos, localizados na Laurásia o outro grupo era composto pelos Australosfenídeos, localizado na Gondwana (POUGH et al., 2008). Na extinção K/Pg, ocorrida no final do Cretáceo os mamíferos foram pouco atingidos (SCHULTZ, 2010). Conforme aponta Cifelli et al. (2004), após a extinção K/Pg houve uma irradiação biogeográfica de mamíferos multituberculados e eutérios. Segundo Rose (2006), os multituberculados eram mamíferos de pequeno porte e foram abundantes no Mesozoico e no inicio do Cenozoico, no entanto, atualmente não existem representantes. Já os eutérios, conforme Poole (1985) são os mamíferos com placenta.

  Os mamíferos modernos apareceram apenas no Cenozoico, eram altamente diversificados e com vários estilos de vida, além disto, os mamíferos já possuíam pelos e glândulas mamárias. No Cenozoico ocorreram mudanças geográficas e climáticas. Esta mudança na distribuição dos continentes e nos climas contribuiu para a evolução dos mamíferos, isolando grupos em locais específicos e irradiando espécies que posteriormente arcariam com a vicariância. A diversidade de mamíferos cenozoicos pode ser melhor observada quando comparada junto à biogeografia e os padrões de distribuições. (POUGH et al., 2008).

   No final do Cenozoico, no período Plioceno, a América do Norte conectou-se com a do Sul, através do Panamá. Isto possibilitou um intercambio de faunas por dispersão. Este evento é conhecido como Grande Troca Interamericana. O intercâmbio foi intensificado devido a glaciações posteriores, no Pleistoceno, as quais beneficiaram os mamíferos (POUGH et al., 2008). Segundo Graham (1998), migraram da América do Sul para a América do Norte as preguiças gigantes, os gambás, os tamanduás e os roedores. No entanto, uma glaciação no final do Pleistoceno foi a principal causa da extinção da Megafauna, que era composta por mamíferos de grande porte (POUGH et al., 2008).

  Os mamíferos cenozoicos são classificados em aloterios (multituberculados extintos), prototérios (monotremados), metatérios (marsupiais) e eutérios (placentários) (POUGH et al., 2008). Conforme Poole (1985), os prototérios atualmente são representados por uma única classe, os monotremados. Os monotremados são os mamíferos que produzem ovos. Os metatérios são uma subclasse dos mamíferos e são representadas por gambás, por cangurus, por coalas, os quais são denominados de marsupiais. A terceira subclasse de mamíferos são os eutérios, representada pelos placentários. A placenta permite nutrir o embrião por mais tempo, com isso, o embrião nasce mais desenvolvido.    

                               

Bibliografia:

CIFELLI, R. L.; EBERLE, J. J.; LOFGREN, D. L.; LILLEGRAVEN, J. A.; CLEMENS, W. A. Mammalian Biochronology of latest Cretaceous. In: WOODBURNE, M. O. Late Cretaceous and Cenozoic Mammals. New York, Columbia University Press, 2004. Cap. 2, p.21-42.

 

GRAHAM, R. W. The Pleistocene Terrestrial Mammal fauna of North America. In: JANIS, C. M.; SCOTT, K. M.; JACOBS, L. L. Evolution of Tertiary Mammals of North America: Terrestrial Carnivores, Ungulates, and Ungulatelike Mammals. 1ª ed. Cambridge University Press, 1998. Cap. 3, p.66-72.

 

POOLE, T. B. Introduction. In:__. Tertiary Level Biology: Social Behaviour in Mammals. 1ª ed. Blackie & Son, 1985. Cap. 1, p. 1-9.

 

POUGH, F. H.; JANIS, C. M.; HEISER, J. B. Características e Diversidade dos Mamíferos. In: __. A vida dos Vertebrados. 4ª ed. Atheneu editora São Paulo, 2008. Cap. 20, p.519-552.

 

___. Geografia e Ecologia na Era Cenozóica. In: __. A vida dos Vertebrados. 4ª ed. Atheneu editora São Paulo, 2008. Cap 19, p. 509-518.

 

__. Os Synapsida e a Evolução dos Mamíferos. In: __. A vida dos Vertebrados. 4ª ed. Atheneu editora São Paulo, 2008. Cap 18, p. 487-508.

 

RAFFERTY, J. P. The Mesozoic Era: Age of Dinosaurs. 1ª ed. Britannica Educational Publishing, 2011.

 

ROSE, K. D. Synopsis of Mesozoic Mammal Evolution. In:__. The Beginning of the Age of Mammals. The Johns Hopkins University Press, 2006. Cap. 4, p. 48-71.

 

SCHULTZ, C. L. Extinções. In: CARVALHO, I. S. (Coord.). Paleontologia: Conceitos e Métodos. 3ª ed. V.1. Rio de Janeiro, 2010. Cap. 10, p. 163-180.