Talento

Algas fossilizadas raras, descobertas inesperadamente, preenchem lacunas evolutivas
A descoberta preenche parcialmente a lacuna evolutiva entre as algas e a vida mais complexa, fornecendo restrições de tempo críticas para a evolução eucariótica.
Por Geological Society of America - 23/03/2021


A equipe de campo faz uma pausa para o almoço após uma manhã de caça aos fósseis nas montanhas Wernecke do Território Yukon, no Canadá. O cume em que estão assentados é feito de xistos da Formação Dolores Creek, onde Maloney e seus colegas coletaram algas fossilizadas. Crédito: K. Maloney

Quando a estudante de geobiologia Katie Maloney caminhou pelas montanhas do remoto território Yukon do Canadá, ela esperava encontrar fósseis microscópicos do início da vida. Mesmo com planos de campo detalhados, as chances de encontrar as pedras certas eram baixas. Longe de sair de mãos vazias, porém, ela caminhou de volta com alguns dos fósseis mais significativos para o período.

A vida eucariótica (células com um núcleo contendo DNA) evoluiu há mais de dois bilhões de anos, com algas fotossintéticas dominando o campo de jogo por centenas de milhões de anos, à medida que o oxigênio se acumulava na atmosfera terrestre. Os geobiólogos pensam que as algas evoluíram primeiro em ambientes de água doce em terra, depois se mudaram para os oceanos. Mas o momento dessa transição evolutiva permanece um mistério, em parte porque o registro fóssil da Terra primitiva é esparso.

As descobertas de Maloney foram publicadas ontem na Geology . Ela e seus colaboradores encontraram fósseis macroscópicos de várias espécies de algas que prosperaram juntas no fundo do mar há cerca de 950 milhões de anos, aninhadas entre montículos bacterianos em um oceano raso. A descoberta preenche parcialmente a lacuna evolutiva entre as algas e a vida mais complexa, fornecendo restrições de tempo críticas para a evolução eucariótica.

Embora o local de campo tenha sido cuidadosamente escolhido pelo líder da equipe de campo de Maloney, o sedimentologista Galen Halverson, que trabalha na região há anos, a descoberta foi um golpe de sorte inesperado.

"Eu estava pensando, 'talvez encontremos alguns microfósseis'", disse Maloney. A possibilidade de encontrar fósseis maiores não passou por sua cabeça. "Então, quando começamos a encontrar espécimes bem preservados, paramos tudo e toda a equipe se reuniu para coletar mais fósseis. Então começamos a encontrar essas placas grandes e complexas com centenas de espécimes. Isso foi realmente emocionante!"

Determinar se traços como os que Maloney encontrou são biogênicos (formados por organismos vivos) é uma etapa necessária na paleobiologia. Embora essa determinação seja finalmente feita no laboratório, algumas coisas a alertaram em campo. Os traços eram muito curvos, o que pode ser um bom indicador de vida, e havia estruturas visíveis dentro deles. O fato de haver centenas deles torcidos juntos selou o acordo para ela.

Provavelmente poucas pessoas teriam notado os fósseis naquele dia.

À direita, uma placa de amostra de xisto cinza. Duas caixas pretas marcam os locais onde
as algas fossilizadas estão presentes; aqueles são mostrados à esquerda. Os fósseis são
marcas marrom-avermelhadas, curvas e quebradas em segmentos,
sobre um fundo de rocha cinza. Crédito: K. Maloney.

"Tivemos muita sorte de Katie estar lá para encontrá-los porque, à primeira vista, eles não se parecem com nada", disse o conselheiro de Maloney, Marc Laflamme. "Katie está acostumada a olhar para fósseis de aparência muito estranha, então ela tem um bom olho para dizer: 'Isso é algo que vale a pena conferir.'"
 
Maloney e seus colegas de campo colocaram as placas pesadas em seu helicóptero para o transporte seguro de volta ao laboratório na Universidade de Toronto-Mississauga. Ela, Laflamme e seus colaboradores usaram técnicas de microscopia e geoquímica para confirmar que os fósseis eram de fato eucariotos primitivos. Eles então mapearam as características celulares dos espécimes em detalhes, permitindo-lhes identificar várias espécies na comunidade.

Enquanto Maloney e seus co-autores escreviam seus resultados, eles estavam confiantes de que haviam encontrado os primeiros espécimes macroscópicos desse período crítico . Durante o processo de revisão por pares, porém, eles receberam a palavra de um colaborador de que outro grupo na China havia feito uma descoberta semelhante mais ou menos na mesma época - macrofósseis de um período semelhante. Isso não os dissuadiu.

"O que são algumas centenas de milhões de anos entre amigos?" Laflamme riu. "Acho que nossos fósseis têm mais detalhes, o que os torna mais fáceis de interpretar ... Eles são lindos. Eles são enormes, são bem detalhados, há anatomia. Seus olhos são atraídos por eles."

Em última análise, ter dois conjuntos de macrofósseis aproximadamente ao mesmo tempo pode apenas melhorar a linha do tempo da evolução eucariótica, servindo como pontos de calibração críticos para técnicas de datação biológica baseadas em DNA. Os novos fósseis também atrasam o tempo em que as algas viviam em ambientes marinhos, indicando que a evolução já havia ocorrido em lagos em terra. Mas para Maloney, um especialista em sedimentologia, eles também levantam questões sobre o que é preservado no registro de rocha e por quê.

"As algas se tornaram muito importantes no início por causa de seu papel nos ciclos de oxigenação e biogeoquímicos", disse Maloney. "Então, por que leva tanto tempo para aparecer de forma confiável no registro fóssil ? Isso definitivamente está nos fazendo pensar mais sobre os ecossistemas animais e se estamos vendo o quadro completo ou não, ou se estamos perdendo um pouco de um falta de preservação. "

Todo o projeto foi envolvente para Maloney, que girou em torno de algas da biota mais recente. “Nunca pensei ser fascinada por algas”, disse ela. "Mas fiquei agradavelmente surpreso ao começar a investigar as algas modernas, descobrindo que papel importante elas desempenham na sustentabilidade e na mudança climática - todas essas grandes questões com as quais estamos lidando hoje. Portanto, tem sido incrível contribuir para a história da origem das algas."

Este trabalho de campo foi realizado com licenças em terras tradicionais da Primeira Nação de Na-Cho Nyak Dun com seu consentimento.

 

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