Imagine um paleontólogo e você provavelmente imagina alguém em um deserto rochoso desenterrando ossos de dinossauros, ou curvando-se sobre uma placa de rocha em um laboratório, lentamente arrancando antigas camadas de sedimentos para revelar os restos fossilizados de uma época passada.
Mas, de acordo com um novo artigo escrito por paleontólogos da Universidade de Bristol, essa imagem de cientistas de dinossauros solitários e empoeirados está extremamente desatualizada.
John Cunningham, principal autor do estudo, diz que o estudo moderno de animais extintos está sendo impulsionado por tecnologia de ponta, modelagem 3D e reconstrução e dissecação virtuais - avançando nosso conhecimento sobre os animais antigos, mas também sobre outras espécies antigas e novas.
Novas técnicas de imagem permitem até mesmo a remoção de fósseis da rocha circundante, poupando meses ou anos de trabalho meticuloso; os ossos virtuais resultantes podem ser facilmente compartilhados e estudados, ou mesmo impressos.
Como tem acontecido com tantas outras indústrias, a impressão 3D e a modelagem estão ajudando os paleontólogos a ter uma visão mais clara dos fósseis do que nunca. Com modelos 3D, os cientistas podem manipular partes específicas do espécime para estudos adicionais, substituir partes perdidas com dados de outra parte desse osso ou reconstruir digitalmente crânios ou outras estruturas complexas que foram achatadas ou distorcidas durante o processo de fossilização. Tecidos moles, como o interior da caixa do cérebro, ou músculos que se fixam em pontos discerníveis nos ossos, também podem ser virtualmente reconstruídos.
Uma vez que esses modelos precisos são criados, os fósseis podem ser testados de novas maneiras, como submetê-los à análise biomecânica, da mesma forma que os engenheiros estruturais testam pontes e edifícios antes de serem construídos. Isso pode dizer aos cientistas como um determinado animal poderia ter andado, comido, com que velocidade poderia se mover, e que tipos de movimentos não poderia fazer devido às limitações de seus ossos e músculos.
Avanços na imagem por raios X e na microscopia eletrônica, que usam feixes de elétrons para criar uma imagem de um espécime, também permitem que cientistas observem com surpreendente nível de detalhe não apenas rochas contendo fósseis que ainda não foram totalmente expostos fisicamente. mas dentro dos corpos dos próprios animais fossilizados.
Uma equipe na Alemanha, por exemplo, anunciou recentemente que descobriu a primeira ave conhecida a polinizar plantas porque foi capaz de ver e distinguir várias espécies de grãos de pólen no estômago do fóssil de 47 milhões de anos.
Surpreendentemente, porém, Cunningham diz que existem métodos ainda mais precisos para imagens. A tomografia síncrotron, que usa um acelerador de partículas para produzir raios X muito brilhantes, resulta em imagens precisas e limpas, diz Cunningham, fazendo estruturas visíveis menores que um milésimo de milímetro, ou um centésimo da espessura de uma estrela de cabelo humano. .
"Usando a tomografia síncrotron, conseguimos visualizar estruturas subcelulares preservadas, incluindo possíveis núcleos", diz Cunningham. "É até possível dissecar tais estruturas inteiramente virtualmente."
Esta imagem mostra como as fotografias de um fóssil (à esquerda) foram reconstruídas com ferramentas digitais (à direita). (Universidade de Bristol) Big Dino Data Mover dados de coleções fósseis massivas de prateleiras de amostras empoeiradas para o mundo virtual é outra questão. Mark Norell, presidente da divisão de paleontologia do Museu Americano de História Natural, e sua equipe gastaram uma enorme quantidade de tempo digitalizando seus arquivos. "Temos um scanner aqui no site e está funcionando quase 24 horas por dia", diz ele. Embora consuma muito tempo, o estoque cada vez maior de dados fósseis digitais está oferecendo novas oportunidades de colaboração, juntamente com a capacidade de comparar dezenas de espécimes de instituições em todo o mundo.
Por exemplo, Norell diz que um de seus alunos acabou de concluir uma dissertação envolvendo reconstrução de orelha interna de serpentes vivas e fossilizadas. Ela incluiu cerca de cem espécimes, mas "na verdade digitalizou apenas cerca de metade disso", diz Norell. "Os outros eram coisas que outras pessoas já haviam publicado [então] as imagens cruas já haviam sido carregadas."
Mas, apesar do progresso, Cunningham e sua equipe dizem que as antigas leis que vinculam direitos autorais fósseis a museus e a falta de uma infra-estrutura eletrônica de grande escala para armazenar e compartilhar dados estão impedindo os avanços mais rápidos.
Alguns pesquisadores também não estão tão interessados em compartilhar seus dados como deveriam, mesmo depois de publicados, se há potencial para mais estudos enterrados nos dados, diz Cunningham. Muitos museus fazem copyright de seus fósseis, o que impede o compartilhamento legal, e outros também estão explorando tecnologia de ponta em paleontologia para fins lucrativos, diz ele.
"Alguns têm receio de permitir acesso amplo a dados digitais, já que qualquer pessoa com acesso a uma impressora 3D poderia começar a imprimir modelos", diz Cunningham - o que pode ser bom para amadores e professores de ciências do ensino médio, mas pode prejudicar os resultados da instituição que possui os dados.
Além de coletar os dados em si, um grande desafio para as instituições é a capacidade de armazenar, manter e disponibilizar as grandes quantidades de dados geradas pelos paleontologistas, diz Cunningham.
Nos Estados Unidos, no entanto, Norell diz que há vários repositórios de dados - como o Digimorph da Universidade de Austin, o MorphoBank em Stony Brook, ou o Morphbank da Florida State University - disponíveis para pesquisadores. Ele também não acha que as dificuldades técnicas e financeiras de armazenar e compartilhar os dados são difíceis de superar.
“Eu trabalho com um grupo de astrônomos aqui no museu, e os tipos de dados que chegam de seus instrumentos são três vezes maiores do que os dados que obtemos dos estudos de tomografia”, diz Norell. "Então, é um problema, mas não é um problema."
Aprendendo com os vivos
Os dois concordam, porém, que uma das principais questões que o campo da paleontologia enfrenta é quão surpreendentemente pouco sabemos sobre animais vivos modernos.
Como Cunningham e os outros autores apontam em seu artigo, “... as principais limitações na leitura do registro fóssil agora se encontram principalmente, e de certa forma ironicamente, com o estado precário de conhecimento da anatomia da biota viva”.
Norell também se deparou com essa questão. Seu laboratório virtualmente reconstruiu os cérebros dos dinossauros que estão intimamente relacionados aos pássaros. Mas quando começaram a procurar dados comparativos em animais modernos, não conseguiram encontrar um único mapa de ativação cerebral para um pássaro vivo. Assim, seus colaboradores do Laboratório Nacional de Brookhaven tiveram que construir um minúsculo capacete de PET para pássaros e coletar os dados modernos de que necessitam para suas antigas comparações.
“Anteriormente, a maioria dos paleontólogos era treinada principalmente como geólogos”, diz Norell. "Agora ... a maioria de nós nos consideramos biólogos que trabalham com fósseis às vezes."
