As datas do relógio molecular para os primeiros animais a andarem na Terra não correspondem ao registro fóssil. Comparar o DNA díspar de duas espécies diferentes e extrapolar quanto tempo levaria para que sofressem mutação de um ancestral comum sugere que os animais existiram 833-650 milhões de anos atrás, mas os fósseis de animais mais antigos descobertos até agora datam de apenas 580 milhões de anos. Uma explicação são as deficiências no registro fóssil - animais existiram, mas as rochas e o ambiente não eram adequados para fossilização até apenas 580 milhões de anos atrás. Agora, a espectroscopia de energia dispersiva de raios-X e a espectroscopia de infravermelho de alta resolução identificaram os minerais nos argilitos ao redor de microfósseis antigos, dando insights sobre sua formação, sugerindo que as condições certas para fossilização existiam muito antes de os primeiros fósseis de animais encontrados até agora começarem a se formar. Os resultados também podem sugerir a melhor forma de procurar evidências de vida em Marte.

Os animais são desenvolvimentos relativamente recentes na Terra, predada por cerca de 3,5 a 4 bilhões de anos de micróbios. "Então, pouco antes dos últimos 500 milhões de anos, as coisas de repente ficam grandes, e pegamos animais pela primeira vez, "diz Ross Anderson, um pesquisador em Ciências da Terra na Universidade de Oxford no Reino Unido. Seus esforços para entender esses eventos o levaram a procurar fósseis de organismos microscópicos com mais de 500 milhões de anos que antecedem essa "explosão cambriana" de formas de vida maiores.

Por muito tempo, os especialistas presumiram que não existia nenhum registro de vida antes da explosão cambriana. A descoberta na década de 1950 de "microfósseis" anteriores aos fósseis maiores em um trecho de pederneira no Canadá - o chert Gunflint - estimulou a busca por mais microfósseis. Os processos de preservação em cerejas e fosfatos são bem compreendidos, mas descobriu-se que a grande maioria dos microfósseis foram encontrados em lamito, e seus processos de formação ainda não eram claros, assim como as razões pelas quais alguns argilitos abrigavam microfósseis enquanto outros não. "Nós nos perguntamos, 'existe uma química desses lamitos que seja bastante precisa e seria característica das rochas onde encontraremos os fósseis?' ”, diz Ross.

Fósseis de animais maiores também foram encontrados em argilitos mais jovens, e estes incluem animais que carecem de esqueletos rígidos ou conchas, que são resistentes à decomposição. A descoberta de vários desses fósseis em um trecho de pedra no Canadá chamado Burgess Shale gerou uma série de hipóteses quanto aos processos que formam esses fósseis maiores. Uma teoria é que esses fósseis se formam nos argilitos por meio de um processo de polimerização que se assemelha ao curtimento de couro. Os minerais de argila no lamito se ligam à matéria orgânica do animal morto e se polimerizam, tornando seus tecidos moles mais resistentes à decomposição. Mas as bactérias e algas preservadas em microfósseis são feitas de diferentes materiais orgânicos, portanto, era duvidoso que os mesmos processos se aplicassem.

Alguns anos atrás, Anderson e seus colegas haviam feito experiências com o cultivo de bactérias que causam a decomposição em diferentes substâncias de argila. Eles descobriram que a caulinita de argila mineral - um aluminossilicato - inibiu o crescimento da bactéria, o que também pode ajudar a preservar animais mortos. Embora as informações sobre a mineralogia em torno dos fósseis de grandes animais em lamito estejam longe de estar completas, o que se sabe corrobora a noção de que a caulinita desempenha um papel na sua preservação e pode até estar envolvida no processo de polimerização. Anderson e seus colegas se perguntaram se a caulinita poderia estar presente nos argilitos que abrigam microfósseis, ajudando a preservar esses microorganismos, também. O desafio era identificar os minerais diretamente adjacentes à parede celular desses minúsculos, microfósseis raros para ver se eles foram preservados pelos mesmos processos.

Cortando fatias microscópicas em toda a camada de rocha que abriga o microfóssil e, em seguida, uma seção vertical através do microfóssil, eles foram capazes de distinguir um halo de mineral com alguns micrômetros de espessura ao redor do microfóssil. A partir de espectros de raios-X de dispersão de energia, eles foram capazes de identificar que o alumínio estava presente no halo, mas eles não puderam confirmar o mineral exato. Os dados espectrais de infravermelho fornecem informações sobre como as moléculas na amostra podem vibrar ou responder de outra forma à radiação infravermelha incidente, dando a identidade exata do mineral. Contudo, os espectros de diferentes argilas são muito semelhantes, e espectros de alta resolução e, portanto, um sinal alto são necessários para diferenciá-los. Por esta, os pesquisadores os levaram para o síncrotron na Diamond Light Source, onde o espectro infravermelho de alta resolução confirmou que o halo era caulinita.

Implicações de Halo

Os resultados sugerem que os mesmos processos preservaram os micróbios pré-cambrianos que os animais maiores posteriores. "Portanto, o fato de não haver animais nas rochas de 800 milhões de anos, mesmo que eles tenham o mesmo tipo de preservação - tudo o que você encontra lá são bactérias ou as algas analisadas - isso sugere que os animais realmente não evoluíram naquela época, "diz Anderson.

Além disso, os resultados direcionam esforços para encontrar fósseis do início da vida em regiões tropicais, onde tem mais caulinita. Também pode dar indicações de sinais de vida mais longe. Uma vez que o processo de preservação da caulinita se aplica a uma ampla gama de organismos, incluindo microorganismos, parece uma linha de investigação promissora na busca por vida extraterrestre fossilizada, que gostam da vida na Terra durante os primeiros 3,5 a 4 bilhões de anos, pode ter sido microbiano, também. "Se a vida fosse provavelmente microbiana e quisermos procurar seus vestígios em Marte, então entenderemos melhor como procurar por microrganismos fossilizados, "diz Anderson.

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