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Registros fósseis de animais primitivos da Reserva Ecológica Mistaken Point, no Canadá. Crédito: Dra. Emily. G. Mitchell – Universidade de Cambridge
É provável que os níveis de oxigénio na atmosfera da Terra tenham “flutuado enormemente” há mil milhões de anos, criando condições que poderiam ter acelerado o desenvolvimento da vida animal primitiva, de acordo com uma nova investigação.
Os cientistas acreditam que o oxigénio atmosférico se desenvolveu em três fases, começando com o que é conhecido como o Grande Evento de Oxidação, há cerca de dois mil milhões de anos, quando o oxigénio apareceu pela primeira vez na atmosfera. A terceira fase, há cerca de 400 milhões de anos, viu o oxigénio atmosférico subir para níveis que existem hoje.
O que é incerto é o que aconteceu durante a segunda fase, numa época conhecida como Era Neoproterozóica, que começou há cerca de mil milhões de anos e durou cerca de 500 milhões de anos, período durante o qual surgiram as primeiras formas de vida animal.
A questão que os cientistas tentaram responder é: houve algo de extraordinário nas mudanças nos níveis de oxigénio na Era Neoproterozóica que pode ter desempenhado um papel fundamental na evolução inicial dos animais? Os níveis de oxigénio aumentaram subitamente ou houve um aumento gradual?
Vestígios fossilizados de animais primitivos – conhecidos como biota Ediacarana, organismos multicelulares que necessitavam de oxigênio – foram encontrados em rochas sedimentares com 541 a 635 milhões de anos de idade.
Registros fósseis de animais primitivos da Reserva Ecológica Mistaken Point, no Canadá. Crédito: Dra. Emily. G. Mitchell – Universidade de Cambridge
Para tentar responder à questão, uma equipa de investigação da Universidade de Leeds, apoiada pelas Universidades de Lyon, Exeter e UCL, utilizou medições das diferentes formas de carbono, ou isótopos de carbono, encontradas em rochas calcárias retiradas de mares rasos. Com base nas proporções isotópicas dos diferentes tipos de carbono encontrados, os pesquisadores conseguiram calcular fotossíntese níveis que existiam há milhões de anos e inferem os níveis de oxigênio atmosférico.
Como resultado dos cálculos, foram capazes de produzir um registo dos níveis de oxigénio na atmosfera ao longo dos últimos 1,5 mil milhões de anos, o que nos diz quanto oxigénio teria sido difundido no oceano para sustentar a vida marinha primitiva.
Alex Krause, um modelador biogeoquímico que completou o seu doutoramento na Escola da Terra e Ambiente em Leeds e foi o principal cientista do projecto, disse que as descobertas dão uma nova perspectiva sobre a forma como os níveis de oxigénio estavam a mudar na Terra.
Ele acrescentou: “A Terra primitiva, durante os primeiros dois mil milhões de anos da sua existência, foi anóxica, desprovida de oxigénio atmosférico. Então os níveis de oxigênio começaram a subir, o que é conhecido como o Grande Evento de Oxidação.
“Até agora, os cientistas pensavam que, após o Grande Evento de Oxidação, os níveis de oxigénio eram baixos e depois disparavam pouco antes de vermos os primeiros animais evoluirem, ou que os níveis de oxigénio eram elevados durante muitos milhões de anos antes de os animais surgirem.
“Mas o nosso estudo mostra que os níveis de oxigénio eram muito mais dinâmicos. Houve uma oscilação entre níveis altos e baixos de oxigênio por muito tempo antes do surgimento das primeiras formas de vida animal. Estamos a assistir a períodos em que o ambiente oceânico, onde viveram os primeiros animais, teria tido oxigénio abundante – e depois a períodos em que isso não acontece.
Benjamin Mills, que lidera o Grupo de Modelagem da Evolução da Terra em Leeds e supervisionou o projeto, disse: “Esta mudança periódica nas condições ambientais teria produzido pressões evolutivas onde algumas formas de vida podem ter sido extintas e novas poderiam surgir”.
Mills disse que os períodos de oxigenação expandiram o que é conhecido como “espaços habitáveis” – partes do oceano onde os níveis de oxigênio teriam sido altos o suficiente para sustentar as primeiras formas de vida animal.
Ele disse: “Foi proposto na teoria ecológica que quando você tem um espaço habitável que está se expandindo e contraindo, isso pode suportar mudanças rápidas na diversidade da vida biológica.
“Quando os níveis de oxigénio diminuem, há uma forte pressão ambiental sobre alguns organismos que pode provocar extinções. E quando as águas ricas em oxigénio se expandem, o novo espaço permite que os sobreviventes alcancem o domínio ecológico.
“Esses espaços habitáveis expandidos teriam durado milhões de anos, dando bastante tempo para o desenvolvimento dos ecossistemas.”
Referência: “Extrema variabilidade nos níveis de oxigênio atmosférico no final do Pré-cambriano” por Alexander J. Krause, Benjamin JW Mills, Andrew S. Merdith, Timothy M. Lenton e Simon W. Poulton, 14 de outubro de 2022, Ciência.
DOI: 10.1126/sciadv.abm8191
Financiamento: Natural Environment Research Council, Royal Society, Richard Lounsbery Foundation, Leverhulme Research Fellowship, Deep Energy Community of the Deep Carbon Observatory, MSCA-IF