A Palinologia como ferramenta para a reconstrução de paleoambientes

A reconstrução de paleoambientes (paleo, do grego palaiós = antigo) é uma ferramenta interpretativa que utiliza diversas áreas de estudo como a paleontologia, arqueologia e geologia para alcançar seus objetivos. A base para a reconstrução de paleoambientes é a palinologia, ou seja, o estudo de pólens e de esporos que são produzidos pelas plantas.

O principal objetivo desta área de estudo é reconstituir a flora antiga por meio do pólen deixado por ela, e inferir as condições ambientais passadas de determinado local, de acordo com as espécies identificadas a partir do pólen ou esporo. O pólen é composto por uma substância denominada esporopolenina, que é extremamente resistente aos processos de degradação no decorrer do tempo. Sendo assim, estão bem preservadas em determinados locais nos dias de hoje, permitindo que pesquisadores possam acessar estes pólens para estudos de reconstrução paleoambiental.

Para a identificação de espécies ou grupos de plantas evolutivamente próximas, são analisadas as estruturas externas do grão de pólen ou dos esporos. As principais estruturas estão esquematicamente representadas na figura 1.

Figura 1. Estruturas gerais de grão de pólen e esporo. Figura adaptada e traduzida de Punt e colaboradores (2006) (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034666706001291).

As análises polínicas consistem, basicamente, em eliminar resquícios orgânicos presentes na amostra (por imersão em solução de NaOH ou KOH, compostos químicos abrasivos) a fim de separar apenas os restos polínicos, que são altamente resistentes aos tratamentos com estes compostos. Após este tratamento, os grãos de pólen são analisados quanto a sua morfologia, em microscópicos óticos ou eletrônicos, para a identificação taxonômica de espécies.

Histórico da Palinologia

Tudo começou quando Robert Hook e Antoni Van Leeuwenhoek criaram o microscópio óptico. Só com o uso deste instrumento tornou-se possível a visualização detalhada dos grãos de pólen e esporos, o que permitiu o desenvolvimento da Palinologia. Com o passar do tempo, várias subáreas da palinologia surgiram: a Melissopalinologia, que permite descobrir a origem botânica e geográfica do mel através do pólen que ele contém; a Palinologia Forense, que utiliza amostras de pólen encontradas em cenas de crime para desvendá-las; a Copropalinologia, que se refere ao estudo de grãos de pólen e esporos em excrementos, a fim de identificar os hábitos alimentares de animaise humanos; e, por último, a Entomopalinologia, que estuda os grãos de pólen presos ao corpo dos insetos, que permitem determinar como estes se relacionam com as plantas. Todas estas subáreas pertencem a Actuopalinologia, isto é, utilizam pólens e esporos dos dias atuais como ferramenta para os estudos da área. Por outro lado, a Paleopalinologia trata dos estudos da palinologia de pólens fósseis.

No século XX, a Palinologia tornou-se uma importante ferramenta para descobrir a idade de diversos sedimentos e para reconstruir os ambientes que provavelmente existiam no passado. No início, os estudos palinológicos aplicados na paleontologia eram, predominantemente, focados em descobrir que plantas existiam na vegetação dos paleoambientes, a partir dos grãos de pólen e esporos encontrados e da idade deste material. No fim do século XX, a Palinologia já era utilizada para reconstruir os paleoambientes de forma mais abrangente, além de simplesmente descobrir como era sua vegetação. Dados do meio físico e dos animais presentes nestes ambientes já eram apresentados. Já no século XXI, observa-se o surgimento de uma tendência nas pesquisas da área: o estudo das mudanças climáticas nos ambientes primitivos. Provavelmente, esta tendência surgiu como resultado do crescente interesse da sociedade com as mudanças climáticas atuais. Estudando o passado, estes trabalhos podem contribuir no entendimento das variações climáticas contemporâneas.

Clique na figura e acesse um exemplo atual de aplicação da palinologia na reconstrução de paleoambientes de um grupo de pesquisadores brasileiros, na Amazônia. 

CURIOSIDADES SOBRE A PALINOLOGIA...

Você sabia que a palinologia também pode ser usada para solucionar crimes?

Esta é a área da palinologia forense!

Clique aqui para acessar um breve resumo sobre a palinologia e sua contribuição em investigações criminais, utilizando a palinologia como ferramenta da ciência forense:

A palinologia desvendou o mistério da morte de Christopher Laverak que se estendia há mais de 20 anos. Clique na foto e saiba mais.

Clique na foto e conheça Mafalda Faria, palinóloga portuguesa e sua opinião sobre o caso Madeleine McCann, o qual poderia ser solucionado se utilizada a palinologia forense.







Por Ariana Moraes, Eric Kataoka e Silvania Correia.

O enigma do posicionamento filogenético das Testudines

As tartarugas, cágados e jabutis são animais muito conhecidos por suas características diferenciadas, como o casco, e sua ampla ocorrência em diferentes ambientes. Mas olhando para as tartarugas, o que você considera mais provável: que elas sejam parentes mais próximas das cobras e lagartos ou dos crocodilos e aves? Essa é uma discussão que por muito tempo tem intrigado os pesquisadores, e permanece em debate. A ordem em que as tartarugas estão incluídas é denominada de Testudines, e uma outra peculiaridade da ordem, além do casco, é o crânio diferenciado que esses animais apresentam.

O problema é que por estes caracteres serem tão únicos e derivados é difícil fazer comparações e estabelecer parentesco das tartarugas com os outros animais, ou seja, estabelecer de onde o “ramo” das tartarugas despontou na “árvore da vida”.

Figura 1. Representação de crânios mostrando 
as classificações segundo os tipos de 
fenestras temporais. As setas vermelhas 
indicam as fenestrações.

Os crânios são utilizados para análise dos vertebrados comparando-se as homologias, que são semelhanças devido à evolução a partir de um mesmo ancestral. São três os tipos de crânio (Figura 1), diferenciados pela quantidade de aberturas (fenestras) na ossificação, sendo eles: Crânio Anapsida: nesse tipo de crânio não há fenestras; é considerado o tipo mais primitivo. Crânio Sinapsida: em que há uma fenestra inferior, como no crânio de mamíferos. Crânio Diapsida: são duas fenestras presentes, uma inferior e uma superior, como ocorre nas cobras, lagartos, crocodilos e aves. Já a ordem Testudines apresenta um padrão totalmente distinto, em que há reentrâncias laterais em cada lado do crânio, sendo tal fenestra superior (Figura 2).

Figura 2. Representação de crânio de tartaruga, evidenciando a reentrância lateral.

Surge então a questão: de qual dos outros crânios teria derivado o padrão encontrado nas tartarugas? Taxonomistas, paleontólogos e, mais recentemente, geneticistas atualmente discutem as cinco hipóteses para o parentesco das Testudines em relação aos outros grupos de Amniota (Figura 3), decorrentes de mais de 150 anos de debate entre os biólogos.

Figura 3. Representação do ramo dos Tetrapoda que mostra as hipóteses alternativas de parentesco entre Testudines e os outros grupos de Amniota. (1) Testudines como grupo basal, tendo crânio Anapsida (sem fenestras), (2) Testudines como os primeiros répteis, tendo crânio Anapsida, (3) Testudines como grupo irmão de cobras e lagartos, tendo crânio Diapsida (duas fenestras), (4) Testudines como grupo irmão de crocodilianos e aves, tendo crânio Diapsida e (5) Testudines como grupo irmão de crocodilianos, tendo crânio Diapsida. 

Cientistas do século XIX acreditavam que as Testudines apresentavam um crânio Anapsida, considerando que a reentrância no crânio delas não era uma fenestra. No início do século XX o crânio delas foi considerado como possuindo uma fenestra temporal de cada lado, porém com a migração desta para a parte superior, sendo assim um crânio Sinapsida diferenciado. A partir da inclusão de fósseis no final do século XX levou a crer que na verdade as tartarugas possuem crânio derivado de Diapsida, onde as duas fenestras teriam se fundido em uma só, e que seriam parentes próximas dos lagartos e serpentes (Lepidosauria). No entanto os estudos baseados somente em análise morfológica são os que enfrentam as limitações descritas anteriormente, decorrentes da dificuldade de fazer comparações entre a estrutura do esqueleto das tartarugas viventes com o dos demais Amniota.

Ainda no século XX, surgiram metodologias que utilizam análises moleculares (analisam o DNA)  e também apontam as Testudines como grupo-irmão de Archosauria, em que se incluem os crocodilianos e aves, ou até mesmo restringindo o parestesco das tartarugas aos crocodilianos. A inserção do debate da origem das tartarugas incentivou cada vez mais estudos com base genética, apresentando diversos métodos (genes nucleares, mitocondriais, microRNA, ou até mesmo em escala genômica) que acrescentaram muito a fim de desvendar esse enigma, principalmente com a eliminação das limitações de análises puramente morfológicas. A partir do século XXI, com a integração de estudos morfológicos e moleculares houve maior corroboração das hipóteses de Testudines agrupadas a Lepidosauria ou Archosauria.

Não há ainda uma conclusão para esse enigma, as pesquisas seguem acontecendo com o objetivo de corroborar alguma hipótese e agregar dados de diferentes procedências na tentativa de chegar à uma resolução. Porém, como pode ser observado no panorama atual onde duas hipóteses são as mais consideradas, a união de diferentes metodologias vem sendo uma resposta para que se possa embasar com mais ênfase a origem das tartarugas.

Por Antonio Neto, Bianca de Medeiros, Mariana Dias e Monique Romeiro