Humanidades

Descoberto um microfóssil semelhante a um fungo de 635 milhões de anos que nos salvou de uma era glacial
Uma equipe de cientistas descobriu os restos de um microfóssil semelhante a um fungo que surgiu no final de uma era do gelo há cerca de 635 milhões de anos. É o fóssil terrestre mais antigo já encontrado.
Por Virginia Tech - 28/01/2021


Imagem microscópica dos microfósseis filamentosos semelhantes a fungos. Crédito: Andrew Czaja da University of Cincinnati.

Quando você pensa em fungos, o que vem à mente pode ser um ingrediente crucial em uma receita ou sua incrível capacidade de quebrar a matéria orgânica morta em nutrientes vitais. Mas uma nova pesquisa de Shuhai Xiao, professor de geociências da Virginia Tech College of Science, e de Tian Gan, um Ph.D. visitante. estudante no laboratório de Xiao, destaca ainda outro papel importante que os fungos desempenharam ao longo da história da Terra: ajudar o planeta a se recuperar de uma era do gelo.

Uma equipe de cientistas da Virginia Tech, da Academia Chinesa de Ciências, da Universidade de Educação de Guizhou e da Universidade de Cincinnati descobriu os restos de um microfóssil semelhante a um fungo que surgiu no final de uma era do gelo há cerca de 635 milhões de anos. É o fóssil terrestre mais antigo já encontrado. Para colocá-lo em perspectiva, este microfóssil antecede os dinossauros mais antigos cerca de três vezes.

Suas descobertas foram publicadas na Nature Communications em 28 de janeiro.

O fóssil foi encontrado em pequenas cavidades dentro de rochas dolostonas sedimentares bem estudadas da formação Doushantuo mais baixa no sul da China. Embora a Formação Doushantuo tenha fornecido uma infinidade de fósseis até agora, os pesquisadores não esperavam encontrar nenhum fóssil próximo à base inferior dos dolostones.

Mas contra todas as probabilidades, Gan encontrou alguns filamentos longos e semelhantes a fios - uma das principais características dos fungos.

"Foi uma descoberta acidental", disse Gan. "Naquele momento, percebemos que este poderia ser o fóssil que os cientistas estão procurando há muito tempo. Se nossa interpretação estiver correta, será útil para entender a mudança no paleoclima e a evolução no início da vida."

Esta descoberta é a chave para a compreensão de vários pontos de inflexão ao longo da história da Terra: o período Ediacaran e a terrestrialização de fungos.

Quando o período Ediacarano começou, o planeta estava se recuperando de uma catastrófica idade do gelo, também conhecida como "Terra bola de neve". Naquela época, as superfícies do oceano estavam congeladas a uma profundidade de mais de um quilômetro e era um ambiente incrivelmente hostil para praticamente qualquer organismo vivo, exceto para algumas vidas microscópicas que conseguiam prosperar. Os cientistas há muito se perguntam como a vida voltou à normalidade - e como a biosfera foi capaz de se tornar maior e mais complexa do que nunca.

Com este novo fóssil em mãos, Tian e Xiao estão certos de que esses habitantes microscópicos e discretos das cavernas desempenharam vários papéis no recondicionamento do ambiente terrestre na época de Ediacaran. Uma das funções envolvia seu formidável sistema digestivo.

Os fungos têm um sistema digestivo único que desempenha um papel ainda maior no ciclo de nutrientes vitais. Usando enzimas secretadas no meio ambiente, os fungos terrestres podem quebrar quimicamente as rochas e outras matérias orgânicas duras, que podem ser recicladas e exportadas para o oceano.
 
"Os fungos têm uma relação mutualística com as raízes das plantas, o que os ajuda a mobilizar minerais, como o fósforo. Por causa de sua conexão com as plantas terrestres e ciclos nutricionais importantes, os fungos terrestres têm uma influência motriz no intemperismo bioquímico, no ciclo biogeoquímico global e interações ecológicas ", disse Gan.

Embora as evidências anteriores afirmassem que as plantas terrestres e os fungos formaram uma relação simbiótica há cerca de 400 milhões de anos, esta nova descoberta recalibrou a linha do tempo de quando esses dois reinos colonizaram a terra.

"É muito importante encorajar a próxima geração de cientistas a ser treinada em uma luz interdisciplinar porque novas descobertas sempre acontecem na interface de diferentes campos",

 Xiao.

"A pergunta costumava ser: 'Haviam fungos no reino terrestre antes do surgimento das plantas terrestres'", disse Xiao, um membro do corpo docente afiliado do Fralin Life Sciences Institute e do Global Change Center. "E eu acho que nosso estudo sugere que sim. Nosso fóssil semelhante a um fungo é 240 milhões de anos mais velho que o registro anterior. Este é, até agora, o registro mais antigo de fungos terrestres."

Agora, novas questões surgiram. Como os filamentos fossilizados foram acompanhados por outros fósseis, Gan partirá para explorar seus relacionamentos anteriores.

"Um dos meus objetivos é restringir as afinidades filogenéticas desses outros tipos de fósseis que estão associados aos fósseis de fungos", disse Gan.

Xiao está entusiasmado em lidar com os aspectos ambientais desses microorganismos. Sessenta anos atrás, poucos acreditavam que microrganismos, como bactérias e fungos, poderiam ser preservados como fósseis. Agora que Xiao os viu com os próprios olhos, ele planeja aprender mais sobre como eles foram virtualmente congelados no tempo.

“É sempre importante entender os organismos no contexto ambiental”, disse Xiao. “Temos uma ideia geral de que eles viviam em pequenas cavidades nas rochas dolostônicas. Mas pouco se sabe sobre como exatamente eles viveram e como foram preservados. Por que algo como fungos, que não têm ossos ou conchas, pode ser preservado no registro fóssil ? "

No entanto, não se pode dizer com certeza se este fóssil é um fungo definitivo. Embora haja uma boa quantidade de evidências por trás disso, a investigação desses microfósseis está em andamento.

"Gostaríamos de deixar as coisas abertas para outras possibilidades, como parte de nossa investigação científica", disse Xiao. "A melhor maneira de dizer é que talvez não tenhamos desaprovado que sejam fungos, mas são a melhor interpretação que temos no momento."

Três grupos e laboratórios distintos na Virginia Tech foram cruciais para a identificação e registro de data e hora deste fóssil. O laboratório de varredura confocal a laser e microscopia do Fralin Life Sciences Institute ajudou Tian e Xiao a realizar uma análise inicial que levou a uma investigação mais aprofundada na Universidade de Cincinnati.

O Massey Herbarium do Departamento de Ciências Biológicas, que abriga mais de 115.000 espécimes de plantas vasculares, fungos, briófitas e líquenes, forneceu espécimes de fungos modernos para comparação com os fósseis.

A equipe chamou técnicos para realizar análises geoquímicas usando espectrometria de massa de íons secundários, que ionizam nanomoles de material de pequenas áreas que são uma fração da espessura de um fio de cabelo, para analisar a abundância isotópica de enxofre-32 e enxofre-34 a fim de compreender o ambiente de fossilização.

A tomografia computadorizada avançada foi crucial para obter a morfologia 3-D dos filamentos, que têm apenas alguns micrômetros de espessura. E uma combinação de Microscopia Eletrônica de Varredura de Feixe de Íons Focados e Microscopia Eletrônica de Transmissão permitiu aos pesquisadores cortar amostras com precisão cirúrgica e olhar ainda mais de perto cada nanômetro dos filamentos.

"Não era uma única pessoa ou mesmo um único laboratório que fazia esse trabalho", disse Xiao.

Xiao também enfatizou a importância da pesquisa interdisciplinar neste estudo e em muitos outros.

"É muito importante encorajar a próxima geração de cientistas a ser treinada em uma luz interdisciplinar porque novas descobertas sempre acontecem na interface de diferentes campos", disse Xiao.

 

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