A evolução da atmosfera terrestre

A atmosfera terrestre primitiva era muito diferente da atual - os valores de dióxido de carbono e de vapor de água eram muito  elevados, e o oxigénio estava ausente. O desenvolvimento de formas de vida fotossintéticas (bactérias que realizavam fotossíntese) tornou gradualmente possível a redução dos níveis de dióxido de carbono e o aumento de oxigénio atmosférico. Este aumento permitiu, posteriormente, que alguns dos átomos de oxigénio reagissem entre si, produzindo o  ozono, e formassem a chamada «camada de ozono», filtrando as radiações solares ultravioleta nocivas para a maioria dos seres vivos atuais.

A atmosfera atual é constituída por nitrogénio (78 %) e oxigénio (21 %), apresentando quantidades muito reduzidas de outros gases, nomeadamente de dióxido de carbono e de vapor de água.

A presença de oxigénio na atmosfera permitiu depois a evolução  para formas de vida mais complexas, devido à utilização deste gás  na respiração.

As condições para a vida na Terra

A existência de vida no nosso planeta deve-se a um conjunto de condições que permitiu a formação das primeiras formas de vida e, ao longo do tempo, o desenvolvimento de formas mais complexas:

• A existência de uma fonte de luz e calor, o Sol, é essencial, direta e indiretamente, a todos osseresvivos.

• A distância da Terra ao Sol(cerca de 150milhões de quilómetros) garante temperatura amena, compatível com a vida, e que permite a existência de água nos três estados físicos (sólido, líquido e gasoso).

• A composição da atmosfera permite:

— o efeito de estufa, que possibilita baixa amplitude térmica;

— a proteção da radiação ultravioleta proveniente do Sol, devido à camada de ozono;

— a proteção parcial da superfície terrestre do bombardeamento por meteoritos.

• A dimensão e a constituição da Terra possibilitam a existência da atmosfera, a tectónica ativa e a existência do campomagnético, que evita que a superfície terrestre seja atingida pelos ventos solares, que impossibilitariam a vida.

• A existência de planetas gigantes protege a Terra do impacto de corpos celestes.

• A presença da Lua favorece a estabilidade do clima, fundamental para o desenvolvimento e a evolução das formas de vida

O efeito de estufa na Terra

 

A localização da Terra no Sistema Solar

Atualmente, considera-se que o Sistema Solar, que se terá formado há cerca de 4600 Ma, é constituído pelo Sol e por outros astros de menores dimensões: oito planetas identificados, satélites naturais ou luas, planetas anões, asteroides, cometas, entre outros corpos celestes.

A Terra é o terceiro planeta a contar a partir do Sol e está situada, aproximadamente, a 150 milhões de quilómetros da estrela do Sistema Solar.

Resumo da história da vida

A história evolutiva da vida remonta há mais de 3,8 bilhões de anos. A Terra foi formada há cerca de 4,57 bilhões de anos e após a colisão que formou a Lua, uma grande quantidade de vapores de água foi liberadas pelos vulcões e milhões de anos depois, com o resfriamento gradual da atmosfera terrestre o vapor se condensou e se precipitou na forma de chuva. A evidência mais clara da existência da vida na Terra data de cerca de 3 bilhões de anos, embora existam relatos do fóssil de uma bactéria de 3,4 bilhões de anos e de evidências geológicas da existência de vida há 3,8 bilhões de anos. Alguns cientistas admitem a hipótese da panspermia, onde a vida na Terra tenha iniciado através de meteoritos que abrigavam formas de vida primárias, mas a maioria das pesquisas concentra-se em várias explicações de como a vida poderia ter aparecido de forma independente na Terra.

Esta textura em forma de "pele de elefante" é um vestígio fóssil de um tapete microbiano de não-estromatólitos A imagem mostra a localização, no Leito Burgsvik na Suécia, em que a textura foi identificado pela primeira vez.

Por cerca de 2 bilhões de anos os tapete microbiano, colônias de várias camadas de diferentes tipos de bactérias, eram forma de vida dominante na Terra. A evolução da fotossíntese aeróbica os habilitou a desempenhar um papel importante na oxigenação da atmosfera há 2,4 bilhões de anos. Esta mudança na atmosfera aumentou sua eficácia como berçário da evolução. Enquanto os eucariontes, células com estruturas internas complexas, poderiam estar presentes no início, a sua evolução acelerada quando eles adquiriram a capacidade de transformar o oxigênio a partir de um veneno. Essa inovação pode ser herança dos eucariontes primitivos que transformavam o oxigênio saturado de bactérias através da Endossimbiose e transformando-os em organelos chamados mitocôndria. A evidência mais antiga de complexos eucariontes com organelos como a mitocôndria data de cerca de 1,85 bilhões de anos.

A vida multicelular é composta apenas por células eucarióticas e sua evidência mais antiga é do Grupo fóssil de Francevillian de 2,1 bilhões de anos, embora a especialização das células para diferentes funções aparece pela primeira vez entre 1,43 bilhões de anos (um possível Fungi) e 1,2 bilhões de anos (provavelmente uma alga vermelha. A reprodução sexuada pode representar um pré-requisito à especialização das células, como um organismo multicelular assexuado pode estar em risco de ser tomado por células desonestas que retêm a capacidade de se reproduzir.

Paleontologia vs Arqueologia

Os arqueólogos diferenciam-se dos paleontólogos porque não trabalham com restos de seres vivos - é uma ciência social. Um arqueólogo estuda as culturas e os modos de vida humana do passado a partir da análise de vestígios materiais. Um paleontólogo, entre outras coisas, é um biólogo ou geólogo, e estuda restos ou vestígios de diversas formas de vida (animal, vegetal, etc.) através da análise do que restou delas e da sua atividade biológica: pisadas, coprólitos, bioturbações, fósseis ósseos, etc.

A paleontologia estuda todos os organismos que viveram na Terra, incluindo a evolução primata-homem, mas não o ser humano como o conhecemos hoje, pois o estudo e seguimento da vida antropo-cultural restringe-se a disciplinas ligadas à Arqueologia, à Paleoantropologia, à Biologia e à Medicina. Normalmente, a Paleontologia estuda organismos mortos há mais de 11 000 anos; quando os vestígios ou restos possuem menos de 11 000 anos, podem ser denominados de subfósseis. De uma maneira muito simplificada, um paleontólogo estuda os restos ou vestígios de seres vivos desde o início da vida na Terra até hoje, incluindo os restos de hominídeos.

Divisões da Paleontologia

A paleontologia divide-se, conceitualmente, em diversas áreas, como por exemplo a paleobiologia, uma área que estuda os conceitos evolutivos e ecológicos e foca-se menos na identificação de fósseis. É no seio da Paleobiologia que se insere a paleozoologia, o estudo dos fósseis de animais, e a paleobotânica, o estudo dos fósseis de plantas. Basicamente, qualquer disciplina biológica aplicada aos organismos do passado geológico, por via do estudo dos fósseis, constitui uma subdisciplina paleobiológica: paleoecologia (que estuda os ecossistemas do passado), paleobiogeografia, paleoanatomia, paleoneurologia, paleomastozoologia, etc.

Outras disciplinas paleobiológicas transversais, que não estão limitadas a um dado grupo taxonómico, são, por exemplo:

Micropaleontologia — que estuda os fósseis de organismos ou parte deles que necessitam de microscópio para serem visualizados;

Paleoicnologia — que estuda os vestígios fósseis, por exemplo, pegadas;

Tafonomia — que ainda se divide em Bioestrationomia, Diagênese e Tectônica, estuda a integração da informação biológica no registo geológico, ou seja, a formação dos fósseis e das jazidas fossilíferas e do registo paleontológico;

Biocronologia — que estuda o desenvolvimento temporal (a cronologia) dos eventos paleobiológicos, bem como as relações temporais entre entidades paleobiológicas (os organismos do passado) e/ou tafonómicas (os fósseis);

Sistemática — que estuda a classificação de espécies fósseis.

Ainda se faz uma subdivisão da paleobotânica e da micropaleontologia constituindo a paleopalinologia, que se dedica ao estudo de pólen e esporos, importantes para a datação.

Importância da Paleontologia

A informação sobre a vida do passado geológico está contida nos fósseis e na sua relação com as rochas e os contextos geológicos em que ocorrem. O mundo biológico que hoje conhecemos é o resultado de milhares de milhões de anos de evolução. Assim, só estudando paleontologicamente o registo fóssil — o registo da vida na Terra — é possível entender e explicar a diversidade, a afinidade e a distribuição geográfica dos grupos biológicos actuais. Este tipo de estudo tornou-se viável através dos trabalhos de Georges Cuvier, que, mediante a aplicação das suas leis da anatomia comparada, comprovou o fenómeno da extinção e da sucessão biótica. Estas leis permitiram as reconstruções paleontológicas dos organismos que frequentemente eram encontrados no registo fossilífero somente de forma fragmentada, ou mesmo, apenas algumas partes fossilizadas. Desta maneira, os resultados dos trabalhos de Georges Cuvier possibilitaram, posteriormente, a elaboração de sequências evolutivas, que foram fundamentais para a defesa do evolucionismo.

Com base no princípio de que "o presente é a chave do passado", enunciado por Charles Lyell, partindo do conhecimento dos seres vivos atuais e ainda do seu estudo biológico, é possível extrapolar-se muita informação sobre os organismos do passado, como o modo de vida, tipo trófico, de locomoção e de reprodução, entre outros, e isso é fundamental para o estudo e a compreensão dos fósseis.

A partir dos fósseis, uma vez que são vestígios de organismos de grupos biológicos do passado que surgiram e se extinguiram em épocas definidas da história da Terra, pode fazer-se a datação relativa das rochas em que ocorrem e estabelecer correlações (isto é, comparações cronológicas, temporais) entre rochas de locais distantes que apresentem o mesmo conteúdo fossilífero. O estudo dos fósseis e a sua utilização como indicadores de idade das rochas são imprescindíveis, por exemplo, para a prospecção e exploração de recursos geológicos tão importantes como o carvão e o petróleo.

Paleontologia

Paleontologia (do grego palaiós= antigo + óntos= ser + lógos= estudo) é a especialidade da biologia que estuda a vida do passado da Terra e o seu desenvolvimento ao longo do tempo geológico, bem como os processos de integração da informação biológica no registro geológico, isto é, a formação dos fósseis. O biológo ou geólogo responsável pelos estudos dessa ciência é denominado de paleontólogo.

A vida na Terra surgiu cerca de 3,8 bilhões de anos e, desde então, restos de animais e vegetais ou indícios das suas atividades ficaram preservados nas rochas. Estes restos e indícios são denominados fósseis e constituem o objeto de estudo da Paleontologia.

A paleontologia desempenha um papel importante nos dias de hoje. Já não é a ciência hermética, restrita aos cientistas e universidades. Todos se interessam pela história da Terra e dos seus habitantes durante o passado geológico, para melhor conhecerem as suas origens. O objeto imediato de estudo da Paleontologia são os fósseis, pois são eles que, na atualidade, encerram a informação sobre o passado geológico do planeta Terra. Por isso se diz frequentemente que a paleontologia é, simplesmente, a ciência que estuda os fósseis. Contudo, esta é uma definição redutora, que limita o alcance da Paleontologia, pois os seus objetivos fundamentais não se restringem ao estudo dos restos fossilizados dos organismos do passado. A Paleontologia não procura apenas estudar os fósseis, procura também, com base neles, entre outros aspectos, conhecer a vida do passado geológico da Terra.

Uma vez que os fósseis são objetos geológicos com origem em organismos do passado, a paleontologia é a disciplina científica que estabelece a ligação entre as ciências geológicas e as ciências biológicas. Conhecimentos acerca da Geografia são de suma importância para a paleontologia, entre outros, através desta pode relacionar-se o posicionamento e distribuição dos dados coligidos pelo globo.

Vida "semeada" de outro lugar

A ideia de que a vida na Terra foi "semeada" de outras partes do universo data pelo menos do século quinto AEC. No século vinte foi proposto pelo químico físico Svante Arrhenius, pelos astrónomos Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe, e pelo biólogo molecular Francis Crick e pelo químico Leslie Orgel. Há três versões principais para a hipótese de "sementeira de outro local": vindo de outro lugar do nosso Sistema Solar via fragmentos lançados para o espaço por um impacto de um meteoro de grandes dimensões, sendo a única fonte credível Marte; por visitantes extra-terrestres, possivelmente por contaminação acidental com microorganismos que trouxeram com eles; e de fora do Sistema Solar mas por meios naturais.

Evidências mais antigas da vida na Terra

Os organismos mais antigos que já foram identificados eram diminutos e com relativamente poucas características, e os seus fósseis parecem-se com pequenos bastonetes, que são difíceis de diferenciar de estruturas que surgem através de processos físicos abióticos. A evidência mais antiga indisputável da vida na Terra, interpretada como bactérias fossilizadas, data de há 3 mil milhões de anos. Outras descobertas em rochas datadas em cerca de 2,5 mil milhões de anos têm sido também interpretadas como bactérias, com evidências geoquímicas aparentemente mostrando a presença de vida há 3,8 mil milhões de vida. Contudo estas análises foram escrutinadas cuidadosamente, e foram encontrados processos não-biológicos que poderiam produzir todos estes "sinais de vida" que foram relatados. Embora isto não prove que as estruturas encontradas tenham uma origem não-biológica, elas não podem ser tomadas como evidências claras para a presença de vida. Assinaturas geoquímicas de rochas depositadas há 3,4 mil milhões de anos foram interpretadas como evidências de vida, embora estas afirmações não tenham sido examinadas pormenorizadamente por críticos.

História inicial da Terra

Os mais antigos fragmentos de meteorito encontrados na Terra têm cerca de 4,54 bilhões de anos de idade; isto, junto principalmente com a datação de depósitos de chumbo antigos, colocou a estimada idade da Terra por volta deste tempo. A Lua tem a mesma composição da crosta terrestre mas não contém um núcleo planetário rico em ferro como o da Terra. Muitos cientistas pensam que cerca de apenas 40 milhões de anos depois um planetoide atingiu a Terra, lançando para o espaço material da crosta que acabou por formar a Lua. Uma outra hipótese é que a Terra e a Lua começaram a coalescer ao mesmo tempo, mas a Terra, tendo uma gravidade muito mais forte, atraiu quase todas as partículas de ferro na área.

Até recentemente, as rochas mais antigas encontradas na Terra foram estimadas possuírem cerca de 3,8 bilhões de anos de idade, levando cientistas a acreditar durante décadas que a superfície da Terra estava fundida até essa altura. De acordo com isto, nomearam esta parte da história da Terra de éon Hadeano, significando "infernal". No entanto, análises de zircons formados entre 4,0 a 4,4 bilhões de anos indicam que a crosta solidificou cerca de 100 milhões de anos depois da formação do planeta e que o planeta rapidamente adquiriu oceanos e uma atmosfera, que podem ter sido capazes de suportar vida.

Evidências recolhidas da lua indicam que a partir de 4,0 a 3,8 bilhões de anos sofreu um Intenso bombardeio tardio por detritos que sobraram da formação do Sistema Solar, e a Terra deveria ter sofrido um bombardeamento ainda mais intenso devido à sua maior gravidade. Apesar de não haver evidência direta das condições na Terra há 4,0 - 3,8 bilhões de anos, não há razões para pensar que a Terra não foi afectada por este intenso bombardeamento tardio. O evento poderá ter removido qualquer atmosfera e oceanos anteriores; neste caso gases e água resultantes de impactos de cometa podem ter contribuído para a sua substituição, apesar de que a desgaseificação vulcânica na Terra teria contribuído pelo menos metade.

História evolutiva da vida

A história evolutiva da vida na Terra traça os processos pelos quais organismos vivos e fósseis evoluíram. Engloba a origem da vida na Terra, que se pensa ter ocorrido há 4,1 bilhões de anos, até aos dias de hoje. As semelhanças entre todos os organismos atuais indicam a presença de um ancestral comum a partir do que todas as espécies divergiram por um processo de evolução.

Biofilmes de bactérias e archaea coexistentes foram a forma de vida dominante no início do Arqueano e pensa-se que muitos dos principais passos nos primórdios da evolução tiveram lugar dentro deles. A evolução de fotossíntese com oxigênio, há cerca de 3,5 bilhões de anos, eventualmente levou à oxigenação da atmosfera, começando por volta de há 2 400 milhões de anos.[Enquanto que células eucariotas podem ter estado presentes anteriormente, a sua evolução foi acelerada quando começaram a usar o oxigénio no seu metabolismo. A evidência mais antiga de eucariotas complexos com organelos, data de 1,85 bilhões de anos. Mais tarde, por volta de há 1 700 milhões de anos, começaram a aparecer organismos multicelulares, com células diferenciadas a realizar funções especializadas.

As primeiras plantas terrestres datam de há cerca de 450 milhões de anos, apesar de evidências sugerirem que algas formaram-se em terra tão cedo com há 1,2 bilhões de anos. Plantas terrestres foram tão bem sucedidas que se pensa que elas contribuíram para a extinção do Devoniano. Os animais invertebrados apareceram durante o Ediacarano, enquanto que os vertebrados surgiram há cerca de 525 milhões de anos, durante a explosão do Cambriano.

Durante o Permiano, os sinápsidos, incluindo os ancestrais de mamíferos, dominaram a terra, mas a porém com a extinção do Permiano-Triássico há 251 milhões de anos, este fato esteve perto de dizimar toda a vida complexa. Durante a recuperação desta catástrofe, os Archosauria tornaram-se os vertebrados terrestres mais abundantes, substituindo os therapsida em meados do Triássico. Um grupo de archosauria viveram quando os dinossauros, dominaram o Jurássico e Cretácico, enquanto os ancestrais dos mamíferos sobreviviam como pequenos insectívoros. Depois da extinção Cretáceo-Paleogeno há 65 milhões de anos ter morto os dinossauros não-avianos os mamíferos aumentaram rapidamente em tamanho e diversidade.Tal extinção em massa pode ter acelerado a evolução ao fornecer oportunidades para novos grupos de organismos de diversificar.

Evidências fósseis indicam que as plantas com flor apareceram e rapidamente diversificaram no princípio do Cretácico, entre há 130 milhões a 90 milhões de anos, provavelmente pela coevolução com insectos polinizadores. Plantas com flores e fitoplâncton marinho são ainda os produtores de matéria orgânica dominantes. Insectos sociais apareceram por volta da mesma altura que as plantas com flor. Apesar de ocuparem apenas uma pequena parte da "árvore da vida" dos insectos, agora formam cerca de metade da massa total dos insetos. Os humanos evoluíram a partir de uma linhagem com diferentes espécies de hominideos cujos fósseis mais antigos datam de há mais de 6 milhões de anos. Apesar dos membros mais antigos desta linhagem terem cérebros do tamanho semelhante ao de um chimpanzé, há sinais de um aumento constante do tamanho do cérebro após 3 milhões de anos.

Reencontradas 17 espécies de plantas consideradas extintas, uma delas nativa de Portugal

Dezassete espécies europeias de plantas consideradas extintas foram reencontradas na natureza ou preservadas em colecções, segundo um estudo publicado na revista científica Nature Plants. A informação foi divulgada em comunicado pela Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, que dá conta que as 17 espécies agora redescobertas são nativas sobretudo da bacia do Mediterrâneo, e que três das espécies foram encontradas na natureza, duas preservadas em jardins botânicos europeus e bancos de sementes, e as restantes reclassificadas “através de uma extensa revisão taxonómica”.

David Draper, um dos autores do estudo, investigador do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais e do Museu Nacional de História Natural e da Ciência da Universidade de Lisboa, disse à agência Lusa que uma das plantas é originária de Portugal, mas precisou que nesse caso ainda são necessários mais estudos de confirmação. A espécie em causa é a Armeria arcuata, uma espécie endémica do Litoral Sudoeste de Portugal cujos últimos registos datam do final do século XIX. Através do estudo, os investigadores encontraram a espécie preservada no Jardim Botânico da Universidade de Utrecht, na Holanda.

Cauteloso, o investigador disse que é agora preciso fazer estudos genéticos para confirmar a redescoberta, porque há 150 anos que a planta estava desaparecida e pode haver “uma má identificação”. David Draper explicou que é um processo moroso, tanto mais que em tempos de pandemia de covid-19 os laboratórios estão fechados.

Caso se confirme que se trata da Armeria arcuata, e questionado se será devolvida ao seu habitat natural, o investigador explicou que o ideal seria devolvê-la à natureza, mas adiantou que como existem apenas “três ou quatro pés” é preciso primeiro um trabalho longo de recuperação, nomeadamente através da sua dispersão, primeiro, por vários jardins botânicos. Em termos gerais a descoberta agora anunciada vai permitir lançar programas de conservação para várias das espécies, consideradas raras ou sob ameaça de uma extinção definitiva.

A investigação “exigiu um trabalho minucioso de detective, especialmente para verificar informações, muitas vezes imprecisas, reportadas de uma fonte para outra, sem as devidas verificações”, disse David Draper citado no comunicado. A investigação foi liderada por Thomas Abeli e Giulia Albani Rocchetti, investigadores da Universidade Roma Tre (Itália). Foram analisadas 36 espécies endémicas europeias cujo estatuto de conservação era “extinto” na lista da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN, na sigla em inglês).

Além de monitorização contínua na natureza, envolvendo universidades, museus, jardins botânicos e bancos de sementes, foram usadas técnicas avançadas para estudar a variabilidade das espécies. Nas declarações à Lusa, David Draper salientou ainda que os investigadores confirmaram que as restantes 19 espécies analisadas se perderam para sempre. Poderão algumas destas espécies ainda ser reencontradas também? “Pode acontecer, mas é cada vez mais difícil”, disse o investigador. David Draper considerou fundamental prevenir extinções de plantas, mais fácil do que procurar depois “ressuscitar” espécies, pelo que é preciso investigar e criar condições para que não se chegue ao ponto de extinção.

https://www.publico.pt/2021/03/10/ciencia/noticia/reencontradas-17-especies-plantas-consideradas-extintas-nativa-portugal-1953779

Heracleum mantegazzianum, a terrível planta que pode provocar ferimentos graves

Esta planta, com cinco metros de altura, larga furocumarinas, um produto químico tóxico que modifica a estrutura das células da pele e a torna mais sensíveis aos raios ultravioletas. Em 24 horas, e num prazo máximo de 48 horas, a pele desenvolve queimaduras e irritações que podem provocar cicatrizes permanentes e bolhas. E se esse composto químico chegar aos olhos, pode levar à cegueira.

Numa reportagem emitida pelo canal BBC, Oskars Mezhniyeks, dono de uma fazenda na Letónia trava uma batalha constante contra a planta. “Se eu não a matar aqui, ela vai tomar conta da minha plantação”, explica. “Elas têm um valor nutricional consideravelmente alto e, por isso, foram cultivadas como potencial alimento para o gado. Mas devido aos efeitos que causaram nos humanos foi abandonada rapidamente, só que continuaram a espalhar-se, já que uma só planta pode produzir muitas sementes”, acrescenta Pior Rzymski, investigador da Universidade de Poznan, na Polónia.

A planta é natural da Ásia, muito comum na Rússia e Geórgia, mas veio para os jardins europeus por causa das flores brancas que exibe. É comum encontrá-la também junto aos rios ou estradas no norte da Europa. Em Portugal não há registos da existência da planta. Há forma de limitar os efeitos caso a seiva encoste na pele. “Deve lavar a pele com sabão e água fria e evitar a exposição ao Sol”, aconselha Rzymski.

https://greensavers.sapo.pt/heracleum-mantegazzianum-a-terrivel-planta-que-pode-provocar-ferimentos-graves/