31 de janeiro de 2019

Extinções em massa: nunca o mesmo mundo

Por Marco Gonzalez

Um tardigrado visto em microscópio eletrônico de varredura (Fonte da imagem: Schokraie et al.). Este é um invertebrado aquático, com cerca de 0,5 mm de comprimento, encontrado em quase toda a Terra. Também conhecido como "urso da água", ele sobreviveu a todas as extinções em massa.
Os humanos terão a mesma sorte daqui para a frente?

Desde cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, quando existia uma única espécie unicelular na Terra, a biodiversidade cresceu, ganhou complexidade e milhões de outras espécies foram surgindo em uma curva de crescimento que poderia ser imaginada exponencial. Entretanto, freios são observados e, ao olharmos a história real nos registros fósseis, encontramos freios bastante drásticos conhecidos como extinções em massa.

São fenômenos naturais e comuns que fizeram com que, das 4 bilhões de espécies que a Terra já acolheu, cerca de 99% estejam extintas. Principalmente nos últimos 500 milhões de anos, alguns destes eventos fizeram desaparecer do nosso planeta, em um piscar geológico de olhos, quantidades expressivas de espécies de plantas e animais.

Estaríamos nos encaminhando para mais um destes eventos?

Eventos de extinção em massa

Um evento de extinção em massa envolve enorme perda de espécies de plantas e animais em um específico espaço de tempo, deixando a Terra em condições propícias para adaptações e para o desenvolvimento de novas vidas que substituem as que deixaram de existir.

Ou seja, se por um lado o desaparecimento de uma espécie pode ter consequências imprevisíveis para muitas outras, por outro lado com tantas mortes há menos competição, mais recursos e mais espaço para a sobrevivência daquelas que conseguem se disseminar em nichos então disponíveis nos diversos ambientes. Assim, novas espécies prosperam com consequente expansão da biodiversidade.

As extinções em massa tiveram um impacto expressivo na evolução da vida na Terra, não apenas com a alteração da diversidade taxonômica, mas também ao remodelar ecossistemas e padrões biogeográficos.

Biodiversidade marinha durante o Fanerozóico (Fonte: Albert Mestre - traduzido).
Gêneros "bem definidos" são aqueles conhecidos, exceto os representados por ocorrências únicas e aqueles cujas datas são incertas.
"Big 5" são os principais eventos de extinção em massa caracterizados adiante.

Entre os gatilhos para as causas prováveis que desencadearam as extinções em massa conhecidas, temos impactos de asteroides, glaciações, erupções vulcânicas e até mesmo atividades microbianas. Em decorrência de tais gatilhos podem ocorrer alterações nos níveis de dióxido de carbono, mudanças da temperatura, acidificação dos oceanos, diminuição dos níveis de oxigênio, diminuição da quantidade de nutrientes e diminuição da produtividade marinha.

Muitos cientistas tentam encontrar nesses eventos indícios de periodicidade, mas o que se observa é que eles são realmente aleatórios. Ao longo da história do nosso planeta são reconhecidos cinco principais eventos deste tipo, os Big 5. Em cada um houve perda de mais de 50% da vida total na Terra e o debate de como e porque eles aconteceram ainda está impregnado de muitas dúvidas.

Primeiro grande evento de extinção em massa

Nome: Extinção Ordoviciana (ou Ordoviciana-Siluriana)

Quando: Aconteceu há cerca de 439 milhões de anos atrás, no período Ordoviciano da era Paleozoica.

Contexto geológico: O ciclo dos supercontinentes estava em transição entre a deriva do Panótia e a montagem do Pangea. A paleogeografia do período mostra que o Gondwana, ao sul do Panótia, estava localizado bastante próximo ao Polo Sul.

Gondwana há 420 milhões de anos – visão centrada no Polo Sul (Fonte: Wikipedia)

Causa provável: Houve redução drástica da temperatura da Terra causada pela remoção de grande quantidade de dióxido de carbono do ar por enorme número de plantas que cobriam a Terra. Ocorreu uma glaciação curta mas intensa com queda do nível dos oceanos. Algas mortas podem ter também contribuído para a remoção do carbono fixando-o em profundidade. Tanto na queda do nível dos oceanos quanto, posteriormente, quando voltou a subir, as espécies (que sobreviveram à mudança climática), por serem lentas demais, não conseguiram se adaptar a tempo a essas flutuações e também foram eliminadas.

Extinção: Desapareceram cerca de 86% das espécies. A maior parte da vida estava nos oceanos.

Principais vítimasOrganismos marinhos, como esponjas e algas, além de caracóis primitivos, moluscos, cefalópodas e ostracodermas e, ainda, muitas espécies de trilobitas, braquiópodas e graptólitos.

Consequência: Curiosamente, não houve na sequência grandes alterações ecológicas.

Segundo grande evento de extinção em massa

Nome: Extinção Devoniana (ou Tardia do Devoniano)

Quando: Aconteceu há cerca de 364 milhões de anos, no período Devoniano da era Paleozoica. Pode ter persistido por 20 milhões de anos, com pulsos com duração de 100 mil a 300 mil anos cada um.

Contexto geológico: O supercontinente Pangea recém havia sido montado. Os depósitos marinhos do período apresentavam ocorrências generalizadas de xistos negros nos mares interiores rasos da América do Norte e da Eurásia. Esses sedimentos eram ricos em material orgânico.

Causa provável 1: Houve esgotamento do oxigênio nos oceanos. A proliferação de algas, em águas ricas em nutrientes, esgotaram o oxigênio dos mares e, como consequência, desfalcaram a vida animal.

Causa provável 2: Houve resfriamento das temperaturas da Terra devido a cinzas vulcânicas ou impacto de asteroides.

Extinção: Desapareceram aproximadamente 75% das espécies, tendo sido eliminadas cerca de 70% das espécies marinhas.

O trilobita Acanthopyge sp., que viveu durante o Devoniano (Fonte: Ryan Somma).
Um exemplar encontrado em Oklahoma, EUA, media 16 mm.

Principais vítimas: Os trilobitas foram quase exterminados, sendo os organismos dos oceanos os mais atingidos.

Consequência: Os vertebrados do gênero Ichthyostega, de quem todos nós evoluímos, surgiram após este evento de extinção. Caso o evento não tivesse ocorrido, a Terra poderia não ter conhecido os seres humanos.

Terceiro grande evento de extinção em massa

Nome: Extinção Permiana (ou Permiano-Triássica ou “The Great Dying”)

Quando: Aconteceu há 251 milhões de anos, no período Permiano da era Paleozoica. Alguns cientistas dizem que o evento se concentrou em 200 mil anos, outros acreditam que tenha ocorrido uma sucessão de eventos menores há aproximadamente 272, 262 e 250 milhões de anos.

Contexto geológico: Muitos depósitos de carvão haviam se formado anteriormente, no Carbonífero. A Terra era ocupada pelo supercontinente Pangea. Erupções vulcânicas, no período, ao longo de 1 milhão de anos liberaram cerca de 300 milhões de km² de lava. Foram formados os Trapps Siberianos onde se depositaram mais de 1750 metros de sedimentos. Alguns pesquisadores sugerem que o magma e a lava do período não tiveram origem apenas na crosta continental, mas também no material do manto contaminado com a antiga crosta oceânica.

Província dos Trapps Siberianos (Fonte: Ciaurlec - traduzida)

Causa provável 1: A Terra aqueceu e os oceanos se tornaram ácidos. Houve grande quantidade de dióxido de carbono emitido por erupções vulcânicas. O dióxido de carbono alimentou diferentes tipos de bactérias que começaram a produzir muito metano.

Causa provável 2: Elevados níveis de mercúrio e chumbo foram produzidos pela queima de depósitos de carvão inflamados por grande quantidade de magma em subsolo.

Causa provável 3: Um impacto de asteroide pode ser uma provável causa, mas a cratera correspondente não foi encontrada.

Extinção: Desapareceram cerca de 96% das espécies. É considerado o evento de extinção em massa mais mortal, o pior momento para estar vivo na história da Terra.

Principais vítimas: Foram atingidas espécies antigas de corais. Os trilobitas, sobreviventes dos últimos dois eventos de extinção, sucumbiram juntamente com alguns tubarões e peixes ossudos. Foi o único evento de extinção que não poupou nem mesmo os insetos. Em terra, répteis maciços (moschops) foram exterminados e também quase todas as florestas desapareceram.

Consequência: A vida marinha desenvolveu complexidade inédita com o surgimento de novas espécies de caracóis, ouriços e caranguejos.

Quarto grande evento de extinção em massa

Nome: Extinção Triássica (ou Triássico-Jurássica)

Quando: Aconteceu entre 199 milhões e 214 milhões de anos atrás, no período Triássico da era Mesozoica

Contexto geológico: Iniciava-se a deriva do supercontinente Pangea. Formou-se, neste período, uma das maiores províncias ígneas da Terra, a Província Magmática do Atlântico Central, com uma área estimada de 100 milhões de km².

Localização da Província Magmática do Atlântico Central no início da deriva do Pangea (Fonte: Williamborg)

Causa provável 1: Houve aquecimento global descontrolado resultante da liberação de dióxido de carbono por inundações de lava em erupções da província magmática do Atlântico Central.

Causa provável 2: Um impacto de asteroide pode ser uma provável causa, mas a cratera correspondente também neste caso não foi encontrada.

Extinção: Desapareceram 70 a 80% das espécies.

Principais vítimas: Corais e conodontes enfrentaram uma séria crise e as criaturas dependentes de corais não sobreviveram. A maioria dos assemelhados a mamíferos e anfíbios muitos grandes foram atingidos. Dentre os arcossauros, livraram-se somente os ancestrais dos dinossauros. Morreram criaturas que viviam em terra, como os pseudosuchias, os crocodilomorfos e os terópodas.

Consequência: A Terra, ao contrário de antes, passou a ter menos mamíferos que dinossauros, tendo estes iniciado sua evolução a partir de seus ancestrais sobreviventes, os arcossauros (que também são ancestrais dos pássaros e dos crocodilos).

Quinto grande evento de extinção em massa

Nome: Extinção Cretácea (ou Cretáceo-Paleógena ou Cretáceo-Terciário – KT)

Quando: Aconteceu há cerca de 66 milhões de anos atrás, no final do período Cretáceo da era Mesozoica.

Contexto geológico: Os contornos dos continentes atuais já se delineavam. A cratera Chicxulub, encontrada na península mexicana de Yucatán, com 180 km de largura, havia sido formada pelo impacto de um meteorito de estimados 10 km de diâmetro. Este impacto causou mudanças químicas na camada de solo que separa as eras Mesozoica e Cenozoica, tendo sido encontrado excesso de irídio (elemento comum nos meteoritos) em diversos pontos geograficamente distribuídos no nosso planeta naquela camada.

Cratera de Chicxulub na península de Yucatán, no México.
Localização da cratera à esquerda e mapa de anomalia gravitacional da estrutura da cratera à direita (Fonte: USGS). A linha branca, à direita, marca o litoral e os pontos brancos representam sumidouros cheios de água (características comuns nas rochas calcárias da região) chamados cenotes.

Causa provável 1: Gases tóxicos, poeira, fuligem e detritos no ar bloquearam a luz do sol e impediram a fotossíntese. Todo esse material teria sido lançado pelo impacto do meteorito que formou a cratera de Chicxulub. Também teria ocorrido mega-tsunamis e chuva rica em enxofre causando incêndios florestais. O colossal impacto teria colapsado as cadeias alimentares em terra e no mar.

Causa provável 2: Houve aquecimento global alimentado por atividade vulcânica. As erupções vulcânicas na grande província ígnea Deccan Flats, da Índia, podem ter bombeado enormes quantidades de dióxido de carbono e de enxofre no ar.

Extinção: Desapareceram 76% das espécies.

Principais vítimas: É o mais conhecido dos eventos de extinção em massa por ser responsável pela extinção dos dinossauros do mundo, do T-Rex ao Tricerátopa de três chifres. Poucos animais maiores que um cão sobreviveram.

Consequência: Permitiu a evolução de mamíferos em terra e tubarões no mar. A maioria dos mamíferos, tartarugas, crocodilos e sapos sobreviveu, juntamente com pássaros e a maior parte da vida marinha, incluindo tubarões, estrelas-do-mar e ouriços-do-mar. Com os dinossauros fora do caminho, os mamíferos evoluíram e, juntamente com as aves, tornaram-se os vertebrados terrestres dominantes.

Sexto grande evento de extinção em massa?

Quando: Estaria acontecendo agora.

Contexto geológico: Holoceno (ou Antropoceno) é a atual época geológica em que vivemos. Iniciou no final do último período glacial, há 11.700 anos, quando o nível do mar subiu cerca de 35 m. Nos últimos 10.000 anos as placas tectônicas tiveram pequena movimentação (menos de 1 km em média).

Causas prováveis: Perdas de habitat, poluição e perturbação climática, entre outras causas, seriam devidas ao ritmo constante das atividades humanas.

Extinção: Enquanto alguns pesquisadores estimam que a taxa de extinção atual pode ser até 100 vezes maior que a taxa de fundo (a taxa normalmente aceita como natural), outros calculam que ela seja em torno de 1.000 vezes maior que o normal. Esta discrepância (incrível em níveis científicos) se deve à precária documentação disponível sobre extinções. De qualquer forma, 50% dos animais que uma vez compartilharam a Terra conosco já foram extintos.

Representação artística de caça ao Mamute Lanoso (Fonte: Wikipedia).
O Mamute Lanoso foi extinto há quatro mil anos devido a mudanças climáticas e por ser caçado extensivamente pelos humanos.

Principais vítimas: Há estudos publicados que pintam quadros sombrios. Eis alguns:
  • Quase 200 espécies foram extintas nos últimos 100 anos.
  • Entre 1900 e 2015, quase 9 mil espécies de vertebrados, incluindo mamíferos como chitas, leões e girafas, tiveram diminuição significativa em suas populações. 
  • A população de leões africanos caiu mais de 40% nos últimos 20 anos.
  • Em uma pesquisa, considerando 27.600 espécies estudadas (cerca de 50% do total na Terra), incluindo anfíbios, mamíferos, répteis e aves, 8.851 (cerca de 32% do total pesquisado) tiveram declínio em suas populações com encolhimento de áreas de habitat.
  • 40% de 177 espécies de mamíferos pesquisados tiveram perdas significativas em suas populações.
Consequência: Para que a natureza se recupere da extinção que se completaria nas próximas cinco décadas, para que volte à biodiversidade atual ou semelhante, estima-se que seriam necessários de 3 a 5 milhões de anos. Espécies novas teriam que evoluir a partir de animais menores sobreviventes e diversificar com rapidez para compensar a perda dos grandes mamíferos. Em apenas alguns séculos, a vaca pode ser o maior mamífero remanescente.

Previsões: Daniel Rothman, professor de geofísica do Departamento de Terra, Ciências Atmosféricas e Planetárias do MIT, EUA, calculou em seu modelo matemático que, para uma extinção em massa acontecer, é necessário (i) que as mudanças no ciclo do carbono persistam em um longo período de tempo e (ii) ocorram em taxas mais rápidas do que as adaptações necessárias realizadas pelos ecossistemas globais. A quantidade crítica de carbono que os oceanos poderiam receber a mais para provocar uma extinção em massa, de acordo com Rothman, seria de 310 bilhões de toneladas. A notícia boa é que ainda não chegamos lá. A ruim é que, se continuarmos no ritmo atual, atingiremos esta marca em 2100.

E se o quadro não for tão sombrio...

A previsão da ocorrência de qualquer futura extinção em massa, de acordo com alguns cientistas, fica prejudicada porque a atual posição dos continentes faz com que as circulações atmosférica e oceânica sejam diferentes das do passado. E, mesmo levando em conta os danos que os seres humanos causam ao ambiente marinho e terrestre, há quem afirme (como Doug Erwin, curador do Museu Nacional Smithsonian de História Natural, EUA) que comparar as extinções em curso com antigos eventos de extinção em massa é um exercício extremamente inconcebível e irresponsável.

O sapo dourado da Costa Rica (Fonte da foto: Charles H. Smith) foi extinto por volta de 1989 e, embora antes se pensasse o contrário, há evidências que dizem que os humanos não seriam os culpados.

Ainda que animais e plantas aparentemente estejam desaparecendo mais rápido desde a época da extinção dos dinossauros, Chris D. Thomas, professor de Biologia Evolutiva da Universidade de York, no Reino Unido, sustenta que não é válido ter apenas a visão das perdas da biodiversidade no mundo. Em alguns aspectos, a diversidade está realmente aumentando no chamado Antropoceno. Os sobreviventes estão aproveitando as novas oportunidades criadas pelos seres humanos e até mesmo novas espécies estão surgindo.

Mark Maslin, professor de Climatologia na Universidade College London, no Reino Unido, acredita que se tornou obsoleto o conceito de biomas “naturais”, completamente livres da influência humana. Erle Ellis, da Universidade de Maryland, EUA, propôs o conceito de "antromas", aqueles ecossistemas em que a maioria das características foi reformulada pela atividade humana. Nesses ecossistemas, espécies antigas desaparecem e novas surgem. Se pretendemos preservar a biodiversidade da vida que valorizamos, precisamos entender esses novos conceitos.

Ao longo da história da Terra, as espécies que sobreviveram às crises mudaram para novos locais favoráveis ao seu florescimento. Isto ocorre agora sob a influência do ser humano e, embora existam exceções, aquelas que se mudam, na maioria dos casos, encaixam-se nos novos ambientes com impactos limitados às demais espécies. Chris D. Thomas faz algumas observações:
  • Na Grã-Bretanha, quase 2.000 espécies exóticas estabeleceram populações nos últimos dois mil anos. 
  • A papoula e a camomila florescem na Inglaterra vindas do sul da Europa.
  • Alguns peixes estão cada vez menores, aumentando as chances de escapar das redes dos pescadores.
  • As borboletas mudaram suas dietas para se habituarem aos habitats alterados pelo homem.
  • A “mosca da maçã” se adaptou na América do Norte aproveitando as árvores frutíferas que os colonos europeus trouxeram para o Novo Mundo. 
  • Pardais caseiros acasalaram com pardais espanhóis do Mediterrâneo gerando uma espécie nova, o pardal italiano. 
Cacatuas de crista amarela (Fonte da foto: Charles Lamprosperam em Hong Kong, seu novo lar, enquanto declinam em sua terra natal, na Indonésia.

Como a vida na Terra não é mais a mesma desde que os humanos surgiram, seria de se esperar que a dita sexta extinção tenha características diferentes das demais. Ela talvez esteja ocorrendo simultaneamente com o desenvolvimento de novas espécies que substituem as que foram extintas. Como a taxa atual de surgimento de novos animais e plantas é alta, talvez a Terra acabe acolhendo mais espécies, e não menos, como consequência do domínio do Homo sapiens.

Em vez de não distinguir alterações ecológicas positivas de negativas com a justificativa da preservação das espécies, talvez seja melhor valorizar as positivas, ainda que nos afastemos cada vez mais do mundo como um dia conhecemos.

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