Seção 1 · Evolução
Se pudéssemos voltar no tempo, o mundo nos pareceria cada vez menos familiar. Tudo muda e evolui, inclusive nosso planeta e as espécies que o habitam. Como disse o antigo filósofo grego Heráclito de Éfeso (535-475 a.C.): "tudo flui" (panta rhei) - e a mudança é a única constante.
Nesta seção, veremos a linha do tempo da evolução da vida na Terra, desde seus humildes começos até hoje.
Nosso planeta e nosso sistema solar formaram-se há cerca de 4,5 bilhões de anos (Ga); naquela época, o universo tinha 9,3 bilhões de anos.
A escala do tempo geológico é amplamente dividida em quatro chamados éons. O primeiro éon, o Hadeano, recebeu esse nome em referência a Hades, deus grego do submundo, devido às condições infernais desse período, que durou de 4,5 a 4 Ga. A Terra era incandescente, quente e caótica - completamente hostil à vida.
No início do éon seguinte, o Arqueano, a crosta terrestre já havia esfriado o suficiente para a formação de continentes e oceanos. As primeiras evidências de vida datam desse período, por volta de 4-3,7 Ga, provavelmente na forma de células procarióticas unicelulares muito simples e autorreplicantes (isto é, bactérias e arqueias) que surgiram nos oceanos.
Não é impressionante que a vida na Terra tenha começado tão rapidamente depois que as condições permitiram?
O Arqueano durou até cerca de 2,5 Ga. A atmosfera praticamente não continha oxigênio até que alguns organismos, as chamadas cianobactérias, desenvolveram a fotossíntese, usando a energia do Sol para produzir carboidratos a partir de dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O), liberando oxigênio (O₂) como produto residual. No entanto, os níveis de oxigênio permaneceram muito baixos por muito tempo e só começaram a aumentar de forma considerável durante o éon seguinte, o Proterozoico.
Muitos marcos da vida na Terra ocorreram durante o Proterozoico, que durou de 2,5 a cerca de 0,55 Ga. Os primeiros eucariotos, células grandes com núcleo, surgiram por volta de 2 Ga, provavelmente como células unicelulares flageladas semelhantes aos protozoários/protistas atuais (por exemplo, euglena e paramécio).
Pouco depois, surgiram os primeiros eucariotos multicelulares, provavelmente a partir de protistas formadores de colônias. É provável que fossem semelhantes a espécies como a alga verde esférica Volvox, que ainda existe hoje.
Perto do fim do Proterozoico, surgiram as primeiras plantas e animais primitivos, bem como fungos. Acredita-se que os primeiros animais tenham sido semelhantes às esponjas atuais: sésseis e sem células musculares ou nervosas, nem outras estruturas complexas dos animais modernos. As plantas evoluíram a partir de algas verdes, que, além de terem mitocôndrias como todos os eucariotos, contêm cloroplastos. Essas organelas provavelmente evoluíram a partir de cianobactérias incorporadas, enquanto as mitocôndrias se originaram de outros procariotos "engolidos".
O quarto éon, o Fanerozoico, que se estende de 550 milhões de anos atrás (Ma) até hoje, é marcado por um enorme aumento e aceleração da biodiversidade, acompanhados por uma elevação acentuada dos níveis de oxigênio. Considerando que foram necessários mais de dois bilhões de anos para passar de procariotos unicelulares a eucariotos multicelulares, e depois mais um bilhão até o surgimento de plantas e animais, esse último período, muito mais curto, testemunhou um ritmo impressionante de inovação evolutiva. Esse éon foi anunciado pela "explosão cambriana".
Fanerozoico significa "era da vida visível", e de fato a vida se tornou muito evidente na Terra. A primeira e mais longa das três eras do éon Fanerozoico é o Paleozoico (550-250 Ma), que começa com o período Cambriano (550-500 Ma). A explosão cambriana foi uma radiação evolutiva muito rápida, isto é, um grande aumento da biodiversidade. Todos os principais grupos filogenéticos existentes hoje podem ser encontrados no registro fóssil dessa época. No entanto, nesse primeiro período dominou uma fauna cambriana distinta, que depois declinou e acabou desaparecendo.
A fauna cambriana continha espécies "primitivas" de grandes grupos filogenéticos que ainda existem hoje, como artrópodes, moluscos e cordados, embora atualmente representados por espécies muito diferentes. Os trilobitas, extintos há muito tempo, eram muito proeminentes no início do Paleozoico e são aparentados aos crustáceos, insetos, quelicerados (por exemplo, aranhas) e miriápodes atuais. Alguns dos primeiros cordados, como Metaspriggina, também surgiram nesse período - predecessores dos cordados/vertebrados modernos, incluindo peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos.
Embora as bases dos grandes grupos animais tenham sido estabelecidas durante o Cambriano, períodos posteriores do Paleozoico - Ordoviciano, Siluriano, Devoniano, Carbonífero e Permiano - deram origem a faunas próprias e muito diversificadas. Os primeiros peixes ósseos surgiram nos oceanos por volta de 420 Ma (Siluriano), separando-se dos peixes cartilaginosos, que incluem tubarões e raias. Os peixes ósseos então começaram a se diversificar em peixes com nadadeiras raiadas e peixes com nadadeiras lobadas e carnosas.
Os peixes de nadadeiras lobadas acabaram dando origem aos primeiros vertebrados que conquistaram o ambiente terrestre, cujo representante mais antigo conhecido é Tiktaalik, que viveu por volta de 380 Ma (Devoniano). Esse elo evolutivo entre peixes e tetrápodes (animais de quatro membros) tinha tanto brânquias quanto pulmões, punhos articulados e pescoço móvel. Os peixes pulmonados atuais se parecem com essas espécies antigas em alguns aspectos. Antes de Tiktaalik, porém, os artrópodes já haviam conquistado a terra firme por volta de 430 Ma (Siluriano), enquanto as primeiras plantas terrestres surgiram por volta de 470 Ma (Ordoviciano).
Após conquistar a terra firme, os tetrápodes começaram a se diversificar. O período Carbonífero (360-300 Ma), que se seguiu ao Devoniano, foi a "era dos anfíbios", que eram então os animais terrestres dominantes. No período seguinte, o Permiano (300-250 Ma), surgiram e se separaram os grupos iniciais que dariam origem, por um lado, aos mamíferos (sinapsídeos) e, por outro, aos répteis e aves (sauropsídeos).
O éon Fanerozoico testemunhou cinco extinções em massa, causadas por mudanças ambientais drásticas e generalizadas, como quedas no oxigênio atmosférico, aumento dos níveis de dióxido de carbono ou acidificação dos oceanos. Mas o evento de extinção mais grave ocorreu na transição da era Paleozoica para a era Mesozoica. Ele é conhecido como a Grande Morte, na qual 90% das espécies marinhas e 70% das espécies de vertebrados terrestres, entre outras, foram eliminadas. Ainda assim, a vida sempre se recuperou e voltou mais numerosa e diversa.
O Mesozoico é dividido em três períodos: Triássico, Jurássico e Cretáceo. O Triássico (250-200 Ma) teve grande diversificação entre sinapsídeos, sauropsídeos e muitos outros grupos, e terminou em outra extinção em massa. Durante o Triássico, surgiram os primeiros mamíferos, pequenos animais semelhantes a roedores (225 Ma). O Jurássico (200-145 Ma) e o Cretáceo (145-66 Ma) foram dominados por sauropsídeos/répteis, especialmente pelos dinossauros. Os mamíferos pequenos e discretos viveram à sombra deles durante todo esse tempo.
Os dinossauros dominaram o mundo por mais de 130 milhões de anos e contribuíram muito para a biodiversidade da Terra. Nomes como Stegosaurus, Brachiosaurus, Allosaurus, Velociraptor e Triceratops são conhecidos no mundo todo e capturaram a imaginação humana por muitas décadas e até séculos. O famoso Tyrannosaurus rex estava entre os últimos dinossauros, que foram extintos devido a um enorme impacto de asteroide há 66 Ma, juntamente com 75% das espécies de plantas e animais da Terra. O reinado dos dinossauros chegou a um fim repentino.
O Cenozoico, dividido em Paleógeno (66-23 Ma), Neógeno (23-2,5 Ma) e Quaternário (2,5 Ma - presente), tornou-se a "era dos mamíferos" depois que eles saíram da sombra dos dinossauros extintos, diversificaram-se e se tornaram dominantes na Terra. Mas os dinossauros não desapareceram de fato. As aves representam um grupo grande e bem-sucedido de dinossauros emplumados, originado no período Jurássico. Além disso, répteis e anfíbios continuam contribuindo para a fauna moderna de vertebrados terrestres.
O período mais recente, o Quaternário (2,5-0 Ma), viu a evolução dos humanos, 4 bilhões de anos após o início da vida na Terra. Nossa espécie, Homo sapiens, evoluiu por volta de 300.000 anos atrás. Para colocar isso em perspectiva: se a Terra tivesse apenas 24 horas de idade, os humanos teriam surgido há menos de 6 segundos.
Na próxima seção, aprenderemos como o enorme número de espécies vivas hoje é organizado e classificado de acordo com sua história evolutiva.
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