O que é um fóssil?

A palavra "fóssil" vem do latim fossilis, que significa "obtido por escavação". Até o século XVIII, o termo se aplicava a qualquer coisa desenterrada, incluindo minerais e cristais. Hoje a definição se restringe a vestígios de organismos vivos preservados em rochas sedimentares, âmbar, gelo, turfa ou asfalto.

Fósseis são divididos em duas categorias principais. Fósseis corporais (body fossils) preservam partes do organismo: ossos, dentes, conchas, madeira, folhas. Icnofósseis (trace fossils) preservam evidências de atividade: pegadas, trilhas, coprólitos (fezes fossilizadas), ninhos, tocas e marcas de mordida.

Fóssil vs. subfóssil

Subfósseis são restos que ainda não passaram por mineralização completa. Ossos de mamutes congelados na Sibéria, preguiças-gigantes preservadas em cavernas e até múmias humanas entram nessa categoria. A distinção é gradual, não absoluta: não existe um momento exato em que um osso "vira" fóssil.

Os números do registro fóssil

Permineralização

Minerais dissolvidos em água subterrânea (sílica, calcita, pirita) preenchem os poros microscópicos do osso, da madeira ou da concha original. O material orgânico pode ser parcialmente mantido. É o processo mais comum em ossos de dinossauros e em madeira petrificada. Preserva detalhes celulares: anéis de crescimento em árvores, canais de Havers em ossos, até vasos sanguíneos.

Substituição mineral

O material original do organismo é dissolvido molécula por molécula e substituído por um mineral diferente. A piritização substitui conchas e ossos por pirita (sulfeto de ferro), produzindo fósseis dourados. A silicificação substitui por sílica. A forma externa e muitas vezes a microestrutura interna são preservadas com fidelidade notável, mesmo quando nenhum átomo do organismo original permanece.

Moldes e contramoldes

Quando a concha ou o osso original se dissolve completamente, o sedimento ao redor preserva uma impressão da superfície externa (molde externo) ou interna (molde interno). Se essa cavidade for preenchida por sedimento ou mineral novo, forma-se um contramolde (cast): uma réplica tridimensional do original. Moldes de pele de hadrossauros são alguns dos fósseis mais valiosos para entender a aparência externa dos dinossauros.

Preservação em âmbar

Resina de árvore envolve um organismo pequeno (insetos, aranhas, lagartos, penas, flores), endurece e se transforma em âmbar ao longo de milhões de anos. O organismo é selado em ambiente anaeróbico, preservando detalhes tridimensionais espetaculares: pernas, antenas, pelos, asas, até conteúdo estomacal. Em 2016, uma cauda de dinossauro emplumado foi encontrada em âmbar birmanês de 99 milhões de anos.

Compressão e impressão

O organismo é achatado entre camadas de sedimento, preservando um filme de carbono com a forma bidimensional. É o modo mais comum de preservação de folhas, insetos, peixes e invertebrados de corpo mole. Os fósseis da Biota Jehol (Liaoning, China) preservam dinossauros emplumados como compressões: os ossos são achatados, mas as penas e tecidos moles são preservados como filmes de carbono com detalhes impressionantes.

Icnofósseis (fósseis-traço)

Pegadas, trilhas, coprólitos (fezes), gastrólitos (pedras de moela), marcas de mordida, tocas e ninhos. Não preservam o organismo, mas seu comportamento. Pegadas de dinossauros revelam velocidade, postura, se andavam em grupo e o formato do pé com precisão que esqueletos nem sempre permitem. Coprólitos revelam a dieta. Gastrólitos indicam que certos saurópodes engoliam pedras para ajudar na digestão.

A cascata de destruição

Quando um dinossauro morre, uma sequência de eventos trabalha contra a fossilização. Carniceiros (outros dinossauros, mamíferos, insetos) consomem carne e desarticulam o esqueleto. Bactérias decompõem tecidos moles em semanas. Raízes de plantas infiltram os ossos. Exposição ao sol causa rachaduras. Chuvas e rios transportam e fragmentam os restos. Para cada dinossauro que conhecemos como fóssil, milhões viveram e morreram sem deixar rastro.

A maioria é fragmentária

Mesmo quando um dinossauro é fossilizado, quase nunca é preservado inteiro. A maioria das espécies de dinossauros é conhecida a partir de um único osso, um dente isolado ou um fragmento de crânio. Encontrar 50% de um esqueleto já é considerado extraordinário. Sue, o Tyrannosaurus rex mais completo já encontrado, tem 90% do esqueleto preservado por volume (250 de ~380 ossos): uma exceção rara o suficiente para virar celebridade mundial.

Por que ossos, não carne?

O registro fóssil é dominado por partes duras: ossos, dentes, conchas, exoesqueletos. Tecidos moles (músculos, órgãos, pele) decompõem-se muito rapidamente para serem preservados, exceto em condições excepcionais. É por isso que a aparência real da maioria dos dinossauros é reconstituída por inferência: a forma dos músculos a partir das marcas de inserção nos ossos, as cores a partir de melanossomas preservados em penas, a pele a partir de raras impressões em lama.

Viés de ambiente

Animais que viviam perto de rios e lagos são muito mais representados do que os que viviam em florestas ou montanhas. Isso significa que nossa imagem dos ecossistemas mesozoicos é dominada por animais de planícies aluviais. Espécies de floresta densa, encosta de montanha ou ilha vulcânica são quase invisíveis no registro. Não sabemos quase nada sobre a fauna de floresta tropical do Cretáceo, simplesmente porque florestas tropicais não preservam fósseis.

Viés de tamanho

Animais grandes são mais facilmente preservados e encontrados do que pequenos. Ossos grandes resistem mais ao transporte e à destruição, e são mais fáceis de identificar em campo. Isso cria uma ilusão de que dinossauros eram todos enormes. Na realidade, a maioria das espécies de dinossauros tinha o tamanho de uma galinha, um cachorro ou uma pessoa. Dinossauros menores que 1 metro são severamente sub-representados.

Viés de partes duras

Organismos sem conchas, ossos ou exoesqueletos quase nunca fossilizam. Todo o reino dos vermes, das águas-vivas, dos polvos de corpo mole e de incontáveis invertebrados é praticamente ausente do registro fóssil. Entre os vertebrados, animais com ossos mais densos (como saurópodes) são mais preservados do que os de ossos pneumatizados e frágeis (como pterossauros e aves). Isso distorce profundamente estimativas de biodiversidade.

Viés geográfico

Rochas mesozoicas não estão expostas igualmente em todos os continentes. A América do Norte, a Argentina e a China têm vastas extensões de badlands (terras erodidas) onde rochas cretáceas e jurássicas estão expostas na superfície. Países como EUA, Argentina, China e Mongólia dominam as descobertas não porque tinham mais dinossauros, mas porque suas rochas estão expostas e acessíveis. Vastas áreas da África, da Índia e do Sudeste Asiático têm formações mesozoicas cobertas por vegetação, agricultura ou cidades.

Viés de amostragem humana

Paleontólogos tendem a procurar onde já encontraram antes. Formações famosas (Hell Creek, Morrison, Ischigualasto) recebem mais atenção, recursos e pesquisadores do que regiões inexploradas. Países com tradição paleontológica e financiamento de pesquisa dominam as publicações. Isso cria ciclos de retroalimentação: mais descobertas atraem mais pesquisadores, que fazem mais descobertas no mesmo lugar, enquanto vastas regiões do planeta permanecem virtualmente inexploradas.

Viés temporal

Quanto mais antiga a rocha, mais provável que tenha sido destruída por erosão, metamorfismo ou subducção. Conhecemos muito mais espécies do Cretáceo Superior (83-66 Ma) do que do Triássico Médio (247-237 Ma), em parte porque mais rochas do Cretáceo sobreviveram. A aparente "explosão" de diversidade de dinossauros no Cretáceo pode ser parcialmente um artefato de preservação, não um reflexo fiel da diversidade real ao longo do tempo.