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Os segredos evolucionários dentro do poço de Messel

No meio de uma floresta a cerca de 20 minutos da cidade de Darmstadt, no centro da Alemanha, há uma mina de túneis desativada com 800 metros de largura. Hoje, os matagais cobrem o fundo, onde os caminhos de terra batem nas lagoas de água da chuva, cheias de algas verdes brilhantes. Um enorme buraco de 200 metros de profundidade no interior da floresta, o Pit Messel não parece valer a pena, não importa, mas, desde 1995, é um Patrimônio Mundial da Unesco, graças a uma série de eventos infelizes. cerca de 48 milhões de anos atrás.

O mundo era um lugar muito diferente, durante o período conhecido pelos cientistas como o Eoceno. Os níveis de dióxido de carbono na atmosfera eram mais altos do que hoje (pelo menos por enquanto), produzindo um efeito estufa de altas temperaturas. No Ártico, crocodilianos gigantes nadavam em águas quentes entre as samambaias. Uma floresta tropical coberta cobria a Antártica. As formas dos continentes seriam mais reconhecíveis, embora a Índia ainda estivesse em rota de colisão com a Ásia que formaria o Himalaia. Os níveis do mar eram cerca de 50 metros mais altos do que hoje, de modo que a Europa não era uma massa de terra em grande parte contínua, mas um vasto arquipélago.

O local agora ocupado pelo novo centro de visitantes Messel Pit - que inclui uma viagem no tempo através de um furo virtual - era, no Eoceno, perto de um lago profundo que no seu pico tinha cerca de três quilômetros . O lago tornou-se uma armadilha mortal para inúmeros animais, e a geoquímica em conjunto com milhões de anos de acumulação de sedimentos vegetais e minerais preservaria as características das carcaças afundadas em um grau surpreendente.

Material animal e vegetal em decomposição enterrado e espremido sob tremenda pressão ao longo de milhões de anos produz, todo garoto de escola sabe, combustível fóssil, neste caso principalmente xisto betuminoso - camadas de pedra cinza macia impregnadas com óleo. Esses depósitos atraíram mineradores do final do século XIX até a década de 1970, quando a mina a céu aberto foi fechada e esquecida por todos, menos um pequeno grupo de pessoas empenhadas em extrair não o combustível, mas os fósseis.

Cerca de 48 milhões de anos atrás, o Poço Messel era o local de um lago profundo - cerca de dois quilômetros de largura no seu pico -, onde milhares de animais morreram. Com o tempo, camadas de argila e algas mortas preservaram os espécimes, como flores comprimidas entre as páginas de um livro. (Berthold Steinhilber) Estas são tartarugas que provavelmente foram envenenadas enquanto copulavam. (Jonathan Blair / Corbis) Um besouro de veado mostra suas cores. (Berthold Steinhilber) Um pesquisador examina o fóssil de um cavalo primitivo ( Eurohippus ) que era do tamanho de um terrier moderno. (Berthold Steinhilber) Um pesquisador trabalhando em um fóssil de Titanomyrma giganteum, uma formiga que cresceu tão grande quanto um beija-flor. (Berthold Steinhilber) O fóssil de uma barata ( Blattodea ), de aproximadamente dois centímetros de comprimento. (Berthold Steinhilber) O fóssil de um crocodilo pré-histórico. Um espécime semelhante foi descoberto por mineiros em 1875. (Berthold Steinhilber)

Palavra de descobertas surpreendentes se espalhou rapidamente. E além de um talvez compreensível ataque de miopia cívica quando o governo local considerou transformar o buraco gigante no chão em um depósito de lixo - uma proposta que os paleontólogos e outros opuseram duramente por 20 anos, prevalecendo em 1992 - o local foi acalentado como o maior tesouro fóssil de seu tipo. “Todos na paleontologia de vertebrados conhecem Messel”, diz o paleontólogo da Universidade Johns Hopkins, Ken Rose. “Realmente não há lugar no mundo que se compare. Muito do que sabemos desse período de tempo é daí. ”

O Eoceno, de 56 milhões a 34 milhões de anos atrás, foi um ponto de virada crucial na história da vida na Terra, um tempo para o qual nós devemos uma dívida considerável, pois foi quando os mamíferos se estabeleceram e evoluíram para ocupar a área ecológica. nichos desocupados pela extinção dos dinossauros. Em Messel Pit, abundantes esqueletos de mamíferos são preservados intactos, muitas vezes com os contornos de pele e carne ainda visíveis na rocha circundante. Gambás primitivos, cavalos do tamanho de fox-terriers, um tamanduá, oito espécies de morcegos e um primata parecido a um lêmure que pode ser um ramo inicial da árvore genealógica da humanidade - esses e muitos outros fósseis fornecem vislumbres dos ancestrais distantes das espécies que conhecemos hoje.

Enquanto os paleontólogos costumam desaprovar a perspectiva de visitantes em suas escavações, o Messel Pit, que é administrado pelo Instituto de Pesquisa Senckenberg, em Frankfurt, é aberto ao público para visitas guiadas. Um dia de outono eu sigo a geologista Marie-Luise Frey do centro de visitantes de US $ 6, 5 milhões, inaugurado em 2010, até o fundo do poço. Ela me leva para fora do caminho pavimentado para o declive suave de uma escavação recentemente fechada. Flocos de crosta de xisto betuminoso ressecados sob minhas botas. Um canto agudo revela onde os paleontologistas cortam camadas de xisto com uma serra de cadeia, removendo grandes blocos antes de separá-los cuidadosamente para procurar por fósseis escondidos.

As bordas da escavação lembram as páginas de um livro queimado. Até hoje, o xisto betuminoso é principalmente água. Enquanto seca, Frey explica em alemão que o xisto betuminoso se torna escamoso como massa folhada e acaba por se desfazer em pó. Estou tentando imaginar o lugar como estava antes, mas o ar gelado, as folhas que se viram, o barulho de máquinas em uma fábrica de cascalho próxima não me ajudam a me colocar em uma floresta há 48 milhões de anos.

Eu noto algumas pedras redondas suspeitas e pego uma. É do tamanho de um praliné. " Das ist ein Koprolith ", Frey me diz brilhantemente - um "coprólito", paleontólogo - fala por um pedaço de cocô fossilizado. Este provavelmente foi produzido por um peixe muito grande, ela diz: "Você ainda pode dizer o que eles comeram, examinando-os." Eu sigo Frey mais para dentro do poço, ansioso para entender como este lugar veio a ser.

Em algum momento, cerca de 50 milhões de anos atrás, a água subterrânea entrou em contato com uma veia de rocha derretida. O vapor de alta pressão entrou em erupção, formando uma cratera com lados íngremes. À medida que a água penetrava, criava um lago mais parecido com um copo que com uma tigela de sopa. Qualquer animal que caiu afundou rapidamente no fundo.

Ainda assim, isso por si só não explica por que tantos mamíferos terrestres - para não mencionar pássaros, morcegos e insetos - morreram aqui. Uma teoria é que o dióxido de carbono borbulha periodicamente das profundezas do fundo do lago, sufocando os animais perto da costa. Outra possibilidade é que algumas das flores de algas no verão eram tóxicas, envenenando animais que haviam escolhido o momento e o lugar errados para saciar sua sede. Ou talvez animais menores morressem nas proximidades e fossem lavados por pequenas inundações ou correntes apressadas.

O lago era tão fundo que o oxigênio não circulava perto do fundo, o que significava que não havia alimentadores no fundo para consumir os animais mortos e moribundos. Ano após ano, algas escamosas na superfície do lago floresciam e morriam, e assim camadas de barro fino e microorganismos mortos derivavam para o fundo. Cada camada era tão grossa quanto um fio de cabelo. Demorou 250 anos para construir uma polegada de lama. Ao longo de milhões e milhões de anos, plantas e animais foram preservados como flores comprimidas entre as páginas de um livro, e as algas e outras matérias orgânicas transformadas em óleo de xisto.

Entre os milhares de fósseis que os paleontólogos recuperaram em Messel Pit estão espécimes representando quase 45 espécies diferentes de mamíferos. Essas descobertas são críticas para entender como as criaturas de sangue quente evoluíram. Mamíferos e dinossauros apareceram quase ao mesmo tempo há cerca de 200 milhões de anos. Mas os dinossauros estavam tão bem adaptados ao ambiente que eliminavam qualquer competição. Mamíferos viviam à margem, na maioria criaturas minúsculas sobrevivendo comendo insetos sob a cobertura da escuridão. "Eles apenas tentaram ficar fora do caminho", diz Thomas Lehmann, paleontólogo do Instituto de Pesquisa Senckenberg. E assim foi por quase 150 milhões de anos.

Então, em um instante, tudo mudou, aparentemente, quando um asteróide ou cometa atingiu a Terra 66 milhões de anos atrás e alterou dramaticamente o clima, acabando com os gigantescos répteis. A diversidade de espécies encontradas entre os fósseis do Messel Pit revela que os mamíferos se apressaram em preencher todos os cantos e recantos ecológicos vazios que puderam encontrar. “Eles realmente tentaram de tudo - voar, pular, correr, arborizar, comer formigas”, diz Lehmann. “Do ponto de vista da evolução, Messel é um laboratório fantástico para ver o que a vida pode ter nos dado.”

Pode ter, mas em muitos casos não. Os espécimes mais fascinantes de Messel podem ser aquelas espécies que não têm parentes vivos, embora pareçam familiares. No centro de visitantes, as crianças se aglomeram para ver como um conservador armado com escovas de dentes, palitos e bisturis limpa camadas de xisto betuminoso de um fóssil descoberto apenas algumas semanas antes. Para mim, o esqueleto de Ailuravus macrurus se parece com o de um esquilo gigante. Tem três metros de comprimento, incluindo a cauda espessa. Perto das costelas, uma mancha negra traça o trato digestivo fossilizado da criatura. Apesar de sua cauda, Ailuravus não é um ancestral esquilo. É um beco sem saída evolucionário; Ailuravus e todos os seus parentes morreram há mais de 37 milhões de anos. Por quê? Talvez eles tenham sido vítimas de mudanças climáticas, ou de um concorrente melhor adaptado, ou de fontes alimentares desaparecidas, ou simplesmente de má sorte.

A semelhança de Ailuravus com um esquilo moderno é um exemplo de convergência evolutiva. Com tempo suficiente, as adaptações podem levar a soluções quase idênticas - caudas grossas, digamos, ou patas traseiras poderosas semelhantes a cangurus - surgindo em diferentes espécies. “É como usar os mesmos Legos para construir formas diferentes”, diz Lehmann.

E há formulários em abundância no Pit Messel. Os fósseis primorosamente preservados forneceram aos paleontólogos uma visão sem precedentes sobre as estratégias adaptativas - algumas bem-sucedidas, outras não - adotadas pelos mamíferos para alimentação, movimento e até reprodução. Por exemplo, o conteúdo do estômago do pequeno cavalo pré-histórico - folhas fossilizadas e sementes de uva - indica que o animal não era um grazer, mas um navegador, comendo o que encontrava no chão da floresta. Os paleontólogos também encontraram oito espécimes fossilizados de éguas prenhes, cada uma carregando um único potro. Essa descoberta sugere que os cavalos primitivos já haviam adotado o comportamento de rebanho, uma vez que o cuidado com as articulações seria a melhor maneira de garantir a sobrevivência de um pequeno número de descendentes.

Tais descobertas fazem com que o local se pareça menos com um cemitério do que com uma cápsula do tempo que abrange um ecossistema de 48 milhões de anos. "Não é apenas paleontologia, é biologia", diz Jens Lorenz Franzen, um paleontólogo aposentado que trabalhou no Instituto de Pesquisa Senckenberg e ajudou a escavar algumas das descobertas mais notáveis ​​de Messel. "Podemos reconstruir o mundo vivo daquela época."

Os segredos evolucionários dentro do poço de Messel