Como os microfósseis ajudam nos estudos sobre mudanças climáticas

Você sabia que até mesmo o maior habitat da Terra está repleto de organismos microscópicos? No oceano, bactérias, protistas e outros animais com não mais de 1 mm convivem e mantêm o equilíbrio da complexa química oceânica há 541 milhões de anos. Esse equilíbrio exerce grande influência na relação entre o oceano e a atmosfera, que, em parte, controla o clima global.

Diversos grupos de microfósseis permanecem em rochas marinhas. Radiolários, diatomáceas e os amplamente conhecidos foraminíferos são alguns dos mais representativos. Se você nunca ouviu falar de foraminíferos (ou "forames"), não se preocupe, você não está sozinho. Embora a micropaleontologia tenha diversas aplicações tanto nas ciências da Terra quanto nas ciências ambientais, ainda não existem muitos especialistas na área, e não temos feito um bom trabalho em comunicar a importância do nosso campo para a sociedade.

Os foraminíferos são protistas unicelulares — organismos eucarióticos que não são animais, fungos ou plantas [1] — que surgiram pela primeira vez no registro fóssil durante o Cambriano como formas bentônicas (formas que vivem no fundo do oceano; se vivem perto da superfície do oceano, chamamos de planctônicas), e rapidamente se diversificaram e colonizaram todos os ambientes marinhos. Os foraminíferos são o grupo de microfósseis mais abundante em rochas marinhas e produzem uma carapaça dura de diferentes composições (mais comumente carbonato de cálcio), o que lhes permite fossilizar-se após serem enterrados no fundo do mar. Até hoje, foram identificadas de 60.000 a 80.000 espécies de foraminíferos, e destas, 99 % são foraminíferos bentônicos [2].

Os foraminíferos bentônicos possuem uma característica especial: a distribuição das espécies é condicionada pelos parâmetros ambientais do habitat que ocupam. Como resultado, encontramos certas espécies em profundidades e/ou ambientes específicos, e essa resposta ambiental tem sido uma vantagem para os cientistas que utilizam análises taxonômicas, quantitativas e geoquímicas de foraminíferos para desvendar como o clima global mudou ao longo do tempo. 

Como mencionado anteriormente, existem milhares de espécies, algumas restritas a ambientes costeiros, outras a ambientes mais profundos e outras ainda a ambientes com baixo teor de oxigênio. Por exemplo, a espécie amplamente conhecida Cibicidoides wuellerstorfi é uma espécie encontrada mais comumente em paleoprofundidades — as profundidades da água em que a rocha que contém os microfósseis foi formada — de mais de 200 m. Espécies que possuem certas restrições ambientais podem ser consideradas espécies ecomarcadoras [3], sendo este o caso da espécie mencionada acima. C. wuellerstorfi.

A correta identificação taxonômica dessas espécies ecomarcadoras no registro fóssil nos permite determinar como o nível do mar mudou, identificar intervalos de baixa oxigenação e interpretar mudanças na disponibilidade de alimento, salinidade e até mesmo na temperatura da água. Além disso, os foraminíferos produzem suas conchas em equilíbrio com a química oceânica, capturando as condições químicas do ambiente em que viviam; como se tirassem uma foto da temperatura e da quantidade de alimento e oxigênio disponíveis naquele momento específico. Por meio da análise de isótopos estáveis dessas conchas, cientistas da Terra e biólogos podem revelar esse panorama e identificar como esses parâmetros mudaram no passado e quando foram críticos.

Os foraminíferos bentônicos em estudos paleoambientais e paleoclimáticos são um ramo muito recente da micropaleontologia aplicada. Eles provaram ser uma ferramenta inestimável na avaliação de crises climáticas globais, contando de forma confiável a história de como as condições paleoambientais marinhas mudaram abruptamente após o impacto de Chicxulub há 66 milhões de anos [4], ou como os microrganismos marinhos responderam a mudanças climáticas profundas, como os picos de temperatura que ocorreram há 55,8 milhões de anos, ou mais recentemente ao Último Máximo Glacial há 19.000 anos [5].

A capacidade de decifrar como a complexa relação oceano-atmosfera molda o clima global levou a uma melhor compreensão das profundas mudanças climáticas pelas quais estamos passando hoje, e o papel que os foraminíferos desempenham nesse complexo quebra-cabeça parece ser de grande importância até o momento.

Referências

1. Vidyasagar, A (2016) O que são protistas? no blog Live Science https://www.livescience.com/54242-protists.html#:~:text=Protists%20are%20a%20diverse%20collection,specialized%20cellular%20machinery%20called%20organelles
2. Lipps, J H. Aprendendo com o registro fóssil https://ucmp.berkeley.edu/fosrec/Lipps1.html 
3. Joen GV Widmark, Robert P. Speijer (1997). Espécies de foraminíferos bentônicos ecomarcadores do Tétis de águas profundas do Cretáceo terminal (Maastrichtiano tardio). Micropaleontologia Marinha 31 (3–4): 135-155.
4. Alegret, L., Kaminski, MA, Molina, E. (2004). Recuperação paleoambiental após a crise do limite Cretáceo/Paleógeno: Evidências da seção marinha de Bidart (sudoeste da França).
5. Psheneva, OY, Gorbarenko, SA (2017) As respostas dos foraminíferos bentônicos às mudanças paleoceanográficas durante o último máximo glacial, a deglaciação e o Holoceno no noroeste do Pacífico. Russ J Mar Biol 43, 65–75