O termo fóssil, que vem do latim fossil (aquele que é escavado), refere-se aos restos de organismos que viveram há muito tempo e que são preservados petrificados em rochas sedimentares da crosta terrestre. O conjunto de todos os fósseis do planeta, incluindo os não descobertos, é conhecido como registro fóssil e é estudado pela Paleontologia.

Os fósseis podem ser divididos em dois grandes grupos:

  1. Fósseis corpóreos : formados pelo corpo do organismo, por fragmentos ou por bolores que o corpo deixou na rocha sedimentar.
  2. Icnofósseis : formados por sinais da atividade do organismo. Por exemplo, pegadas, ninhos, fezes, etc.

O processo de formação fóssil, ou fossilização, é estudado pelo ramo da paleontologia denominado tafonomia . É um fenômeno raro na natureza, o normal é que os restos mortais dos seres vivos desapareçam completamente após sua morte. Porém, se reunidas as condições adequadas, elas podem ser preservadas por milhões de anos e perdurar até os dias de hoje, tornando-se uma incrível fonte de informações para conhecer a história da vida.

Fossilização

Em termos muito gerais, a fossilização consiste em uma série de transformações físicas, químicas e biológicas que ocorrem no organismo morto, seus restos ou sinais no meio, até que seja petrificado e integrado à rocha sedimentar da crosta terrestre.

Todo o processo de fossilização pode ser dividido em duas grandes fases tafonômicas , a fase biostratinômica , que engloba tudo o que ocorre desde o momento em que um resto capaz de se tornar um fóssil é gerado até ser enterrado , e a fase fóssil- diagenética , que engloba os processos de quando o resto é enterrado até ser encontrado (não apenas até se tornar um fóssil).

Biostratinomia

A biostratinomia é o ramo da tafonomia especializado no estudo dos processos que ocorrem desde o momento em que qualquer remanescente capaz de se tornar fóssil é gerado até seu acúmulo tafonômico , ou seja, até se tornar parte da litosfera por sepultamento. Esta fase pode estar ausente em organismos que vivem enterrados durante alguma parte de seu ciclo de vida.

O resto com probabilidade de se tornar um fóssil pode ser um organismo morto ou algum resíduo orgânico dele, por exemplo fezes, bem como qualquer marca no ambiente externo que deixou, por exemplo, uma pegada.

No caso dos organismos mortos, alguns autores incorporam a necrobiose à fase biostratinômica , que são os processos de agonia que produzem a morte do organismo e que seriam anteriores à geração do próprio remanescente pró-fóssil .

As mudanças mais proeminentes durante a fase biostratinômica são:

  • mudanças físicas : por exemplo, fragmentação, desarticulação, necroquinese (transporte post-mortem por meios naturais, como vento ou correntes de água). Congelamento, encapsulamento em resinas, etc. também são considerados alterações físicas.
  • mudanças químicas : inclui mudanças precoces no nível químico. A oxidação e a dissolução estão entre as mais proeminentes.
  • mudanças biológicas : inclui mudanças no próprio resto, como putrefação e decomposição, mas também mudanças no ambiente externo, como bioerosão ou bioturbação . A autolitificación , um processo de mineralização e selado por atividade microbiana, parece ter sido muito importante em alguns fósseis bem preservados e provavelmente mais comum na fase biostratinômica, embora também possa ocorrer na fase fosildiagenética.

A maioria dos restos orgânicos moles é completamente destruída durante a fase biostratinômica e apenas as partes duras e mineralizadas permanecem, como esqueletos e conchas, que são finalmente enterrados e integrados ao substrato, o que é conhecido como acúmulo tafonômico .

É importante esclarecer que a acumulação tafonômica não implica acumulação ou contribuição de matéria, mas antes refere-se especificamente à transferência de informação para a litosfera . Um dos exemplos mais claros de acumulação tafonômica sem acumulação de matéria seria a formação de pegadas fósseis.

Fosildiagenese

Uma vez ocorrida a acumulação tafonômica, entra-se na fase fossildiagenética. Os primeiros processos que ocorrem nesta fase são compartilhados com a fase biostratinômica, por exemplo, decomposição ou dissolução. Mas outros novos processos começam e, se as condições certas estiverem presentes, eles podem fazer com que os fósseis remanescentes suscetíveis a eventualmente se tornem um e se tornem petrificados e integrados à litosfera.

Essas mudanças ocorrem junto com a diagênese, que é o processo de formação de rochas sedimentares , por isso essa fase é conhecida como fosildiagenesia. As mudanças, alterações e processos fossildiagenéticos são muito variados, desde compactação e mineralização até deformações por ação tectônica. Entre os mais comuns estão os seguintes:

Permineralizacion

A permineralização, ou petrificação, é um dos métodos mais comuns de formação de fósseis. Ocorre quando espaços previamente preenchidos com líquido ou gás são inundados por águas subterrâneas ricas em minerais. Posteriormente, os minerais precipitam e ocupam esses espaços.

Para que a permineralização ocorra, o organismo deve ser rapidamente enterrado após a morte ou nos estágios iniciais de decomposição. O grau de decomposição determina o grau de permineralização subsequente

A permineralização pode ocorrer em espaços muito pequenos, por exemplo, nas paredes das células vegetais. Esta pequena escala permite que fósseis de plantas muito detalhados sejam produzidos. Alguns fósseis retêm apenas partes duras, como dentes e ossos, enquanto outros podem reter pele, penas e até mesmo tecidos moles.

Carbonização

As altas pressões e temperaturas às quais um resíduo orgânico enterrado pode estar sujeito podem fazer com que hidrogênio e oxigênio sejam liberados do tecido, deixando um resíduo de carbono . A carbonização pode deixar impressões muito detalhadas do organismo na rocha sedimentar que se forma posteriormente.

Bolores

Em alguns casos, os restos do organismo são completamente destruídos, geralmente por dissolução, mas sua forma permanece na rocha, formando o que se conhece como molde externo . Se a lacuna deixada pelo corpo for ocupada por outros minerais, um contra-molde é formado, conhecido como molde. Se os minerais preenchem a cavidade de um organismo, por exemplo um crânio, um molde interno é formado, mais conhecido como endocast .

Às vezes, o próprio organismo ou seus restos agem como um núcleo de precipitação mineral. Uma fina camada mineral se forma ao redor do corpo e quando o corpo desaparece permanece um molde externo que pode preservar pequenos detalhes morfológicos se ocorrer logo após a morte. Este fenômeno é conhecido como mineralização autogênica ou cimentação .

Substituição e recristalização

A substituição ocorre quando moléculas em conchas, ossos ou outros tecidos minerais são substituídos por um mineral diferente. A substituição pode ser tão gradual e lenta que as características microestruturais são preservadas, mesmo que a composição original tenha sido perdida.

Por outro lado, a recristalização ocorre quando a composição dos tecidos permanece constante, mas os minerais cristalizam de maneira diferente da estrutura original; por exemplo, o carbonato de cálcio cristaliza na forma de aragonita em conchas de moluscos e no esqueleto de corais e pode recristalizar como calcita, mais comum em rochas sedimentares.

Fósseis de impressão por compressão

Fósseis de compressão são produzidos quando o fóssil é depositado com sedimentos moles, por exemplo areia, e então é coberto por outra camada de sedimento e uma rocha é formada por compressão. Fósseis de compressão de plantas são muito mais comuns do que fósseis de animais e geralmente aparecem deformados por compressão.

Os fósseis de impressão são semelhantes aos fósseis de compressão, mas são produzidos quando o organismo deposita ou deixa uma marca na lama ou lama que mais tarde formará uma rocha.

Ambos os tipos são comuns em locais onde há deposição de água e sedimentos finos, como deltas de rios e lagos.

Inclusão

Fósseis de inclusão são aqueles conservados incluídos em alguma substância. O exemplo mais conhecido é a preservação de fósseis em âmbar e os preservados em gelo (criofosilização).

Bioimmaturação

Bioimmaturação é um tipo de fossilização em que um organismo, geralmente mole, é coberto por outro organismo duro. No fóssil do organismo rígido, uma espécie de moldes externos deixados pelos organismos moles são preservados. Mais comumente, esse tipo de fossilização ocorre em esclerobiontes ou organismos incrustantes.

Conservação de material orgânico

Além dos minerais, existem fósseis que contêm matéria orgânica . Por exemplo, fósseis de dinossauros com milhões de anos foram encontrados com tecidos moles preservados, incluindo vasos sanguíneos.

Não se sabe exatamente como a matéria orgânica pode ser preservada por tanto tempo em um fóssil petrificado. Um dos possíveis mecanismos é a quelação do ferro em condições redutoras (baixo teor de oxigênio), o que ajudaria na formação de ligações cruzadas entre proteínas ou outras macromoléculas como o DNA. Essas ligações cruzadas tornariam as bactérias que se alimentam dessas substâncias incapazes de reconhecê-las.

Outro mecanismo possível é a autodestruição bacteriana . Nesse caso, as próprias bactérias que inicialmente se alimentam do organismo morto secretam minerais como um produto residual e esses minerais selam hermeticamente o resto do organismo.

Em qualquer caso, a preservação excepcional de restos orgânicos em fósseis é uma fonte inestimável para aprender sobre a história da vida.