Da origem da Terra até a existência humana

National Museum of Nature and Science

Evolução da vida

Estimativa da idade da Terra
A Terra é composta de partículas sólidas flutuando no espaço. Como podemos saber a idade da Terra? As partículas sólidas originais, ou seja, os minerais, foram alteradas pela atividade incessante da Terra. No entanto, meteoritos que não sofreram tal efeito são considerados os melhores espécimes para estimar a idade da Terra. A partir da datação por isótopos radioativos em meteoritos, estima-se que a formação do planeta ocorreu há cerca de 4,6 bilhões de anos.
Fósseis
Camadas estratificadas são formadas em todos os ambientes do planeta a todo momento. Os fósseis nas camadas são a prova da história dos ambientes e da evolução da vida na Terra. Com base nas mudanças das espécies fossilizadas nas camadas estratificadas, é possível inferir a história evolutiva da vida, como a origem, diversidade e extinção. A tabela de tempo geológico mundial foi criada com base na transição dos registros fósseis.
Registros das alterações ambientais globais
As alterações rítmicas nos ambientes terrestres são frequentemente registradas nas camadas alternadas encontradas em rochas clásticas, bem como nos anéis de crescimento anual que surgem nas conchas ou esqueletos de alguns organismos. Por exemplo, alterações na composição da espécie das diatomáceas em sedimentos lacustres finamente alternados permitem inferir sobre alterações anuais no ambiente do lago, enquanto as variações nas razões isotópicas estáveis de oxigênio dos esqueletos e conchas de carbonato de moluscos e corais possibilita o cálculo de alterações anuais e cotidianas dos ambientes marinhos. Esses registros constituem a chave para entender a interação dos ambientes terrestres com os organismos que viveram neles.
Extinções em massa
Nos últimos 600 milhões de anos, o número de espécies bióticas foi drasticamente reduzido em pelo menos cinco ocasiões. Ocorreram extinções no fim do período Cretáceo, há 65 milhões de anos. Provavelmente, elas foram causadas por uma colisão entre a Terra e um corpo do tamanho de um asteroide, juntamente com um subsequente resfriamento global. As extinções que ocorreram no final do período Permiano, há 250 milhões de anos, constituíram a maior crise já existente da vida na Terra. As extinções Permo-Triássicas provavelmente resultaram de erupções vulcânicas gigantescas que acompanharam a fragmentação do supercontinente chamado Pangeia e uma posterior oxidação dos oceanos.
Interações entre a geosfera e a biosfera
A mudança ambiental global anterior teve um papel importante na determinação da evolução, extinção e propagação de organismos. Colisões entre a Terra e corpos do tamanho de asteroides afetaram seriamente os ecossistemas ao longo de milhões de anos. A redistribuição tectônica dos oceanos e dos continentes alterou os sistemas de circulação tanto na hidrosfera quanto na atmosfera. A repetida diminuição eustática do nível do mar durante as eras glaciais influenciou os ecossistemas marinhos superficiais e possibilitou migrações de organismos terrestres entre istmos
Microfósseis
Com frequência, rochas sedimentares que se formaram no fundo de oceanos e lagos contêm fósseis minúsculos. Esses microfósseis consistem nas testas (conchas) de pequenos organismos planctônicos e bentônicos, nos dentes e escamas de peixes e em polens e esporos. Tais microfósseis são amplamente disseminados em rochas e são usados para atribuir períodos a rochas sedimentares e para reconstruir os antigos ambientes da Terra.
Microrganismos pré-cambrianos
No período Pré-Cambriano, há cerca de três bilhões de anos, a biosfera era dominada principalmente por bactérias e outros microrganismos. Como resultado da atividade fotossintética desses microrganismos, os estromatólitos se desenvolveram a partir da liberação de oxigênio no oceano. O oxigênio liberado no oceano combinou-se com ferro para gerar formações ferríferas bandadas. A maior parte dos fundos inconsolidados pré-cambrianos era coberta por tapetes microbianos. Hoje, os traços de suas atividades podem ser reconhecidos nas superfícies das rochas.
Vida no período Ediacarano
Os organismos macroscópicos surgiram no período Ediacarano (entre 650 e 540 milhões de anos atrás) do final do período Pré-Cambriano. Esses organismos fósseis são mundialmente conhecidos em áreas como Ediacara, na Austrália, e têm um formato estranho. Alguns paleontólogos apontaram que muitos dos organismos Ediacaranos apresentam estruturas corporais únicas e pertencem a um grupo independente de organismos (chamado Vendobionta) que não tem parentesco com nenhum organismo conhecido dos dias atuais.
Animais estranhos em Folhelho Burgess e nas faunas de Chengjian
Biotas fósseis notáveis do período Cambriano (aproximadamente 520 milhões de anos atrás) foram recuperadas no Folhelho Burgess na província de Colúmbia Britânica, Canadá, em estratos da área de Chengjian, localizada na Província de Yunnan, China, entre outros. Vários desses fósseis, como os Anomalocaris, apresentam estruturas corporais bem diferentes das presentes nos animas modernos. Tais animais fósseis relatam um evento evolutivo no estilo "tentativa e erro" no mar do �período Cambriano.
Invertebrados do período Paleozoico
No início do período Paleozoico, cerca de 540 milhões de anos atrás, os animais sofreram uma evolução rápida, e a maior parte dos principais grupos de seres vivos conhecidos atualmente surgiu. Eles evoluíram de várias formas durante a era Paleozoica, e diversas criaturas com formas estranhas, como o "Monstro Tully", habitaram o mar. No entanto, quase todos os animais foram extintos no final do período Paleozoico.
Trilobitas no mar paleozoico
O trilobita, um dos grupos de artrópodes, diversificou-se amplamente no mar do início do período Paleozoico. As características morfológicas dos trilobitas são bem diversificadas e algumas delas são muito peculiares, como a presença de projeções em formato de garfo na cabeça. Devido à grande diversificação com relação aos outros invertebrados e às características morfológicas diferentes, eles podem ser chamados de reis do mar paleozoico. Porém, estamos longe de entender completamente como tais características se relacionavam a hábitos de vida particulares. Eles não sobreviveram após o fim do período Paleozoico, cerca de 250 milhões de anos atrás.
Evolução e êxito dos peixes
De acordo com registros fósseis, os peixes mais primitivos a apresentarem vértebras surgiram no início do período Cambriano (cerca de 530 milhões de anos atrás). No início, os peixes não tinham mandíbulas, mas quando as adquiriram, diversificaram-se rapidamente. No período Devoniano, surgiram não apenas todos os principais ramos taxonômicos de peixes, como também os anfíbios. No processo evolutivo, os peixes desenvolveram mandíbulas, esqueletos de membros e pulmões que possibilitaram que seus descendentes vivessem na terra.
Origem dos mamíferos
Sinapsídeos e répteis evoluíram a partir de um grupo avançado de anfíbios como o ancestral comum durante o final do período Carbonífero (cerca de 320 milhões de anos atrás). Os pelicossauros, os primeiros membros dos sinapsídeos, são tidos como os ancestrais dos mamíferos, pois eles têm uma abertura atrás da órbita ocular no crânio, e a mesma característica pode ser vista no crânio de mamíferos. Os sinapsídeos continuaram evoluindo, e os verdadeiros mamíferos apareceram no final do período Triássico (cerca de 230 milhões de anos atrás).
Mamíferos do Mesozoico
A maioria dos mamíferos da Era Mesozoica era do tamanho de ratos ou camundongos, tinha hábitos noturnos e comia vermes e insetos. As plantas floridas apareceram no início do período Cretáceo (cerca de 130 milhões de anos atrás), os insetos que preferiam flores se diversificaram, e os marsupiais primitivos e placentários que desenvolveram dentes mais adequados para comer insetos surgiram. Perto do final do período Cretáceo (há 65 milhões de anos), apareceram os ungulados e primatas primitivos que teriam dominado a Era Cenozoica.
Os primeiros mamíferos viveram em florestas
No início da Era Cenozoica, as florestas tropicais e subtropicais se expandiram no mundo todo. Os nichos nessas florestas que se tornaram vazios após a extinção dos dinossauros foram ocupados pelos mamíferos sobreviventes, que se tornaram maiores e diversificaram-se rapidamente. Os ungulados primitivos que comiam folhas de árvores e raízes se desenvolveram em terra firme, enquanto os primatas e roedores primitivos se diversificaram nas árvores. A Terra ficou mais fria nas fases posteriores, e novos tipos de moradores das florestas surgiram.
Os primeiros mamíferos viveram em pradarias e terras áridas
A temperatura da Terra diminuiu subitamente e, depois, gradualmente, desde o início do Oligoceno (cerca de 34 milhões de anos atrás). Aproximadamente na mesma época, a área continental da latitude média começou a se transformar em uma pradaria de clima mais seco. O desenvolvimento dessas pradarias estimulou a evolução de alguns dos perissodáctilos, artiodáctilos e roedores em grupos que se adaptaram às pradarias. Em áreas ainda mais secas, surgiram mamíferos como os camelos, que podem sobreviver em um ambiente muito mais seco, bem como mamíferos que fazem ninhos sob o solo.
Mamíferos de continentes isolados
Na América do Sul, que ficou isolada de outros continentes por um longo período, mamíferos únicos evoluíram. Marsupiais e placentários primitivos que já existiam na América do Sul até o final do período Cretáceo (há 65 milhões de anos) e roedores e primatas que surgiram no final do Eoceno (cerca de 34 milhões de anos atrás) evoluíram exclusivamente na América do Sul. No entanto, a maioria desses mamíferos foi extinta sob a influência da invasão de mamíferos provenientes da América do Norte, que era ligada à América do Sul há cerca de 3 milhões de anos.
Mamíferos graviportais
Entre os mamíferos herbívoros, foram desenvolvidas várias formas de proteção contra carnívoros, como correr rapidamente, entrar em locais subterrâneos, subir em árvores e cobrir o corpo com carapaças. Ter corpos enormes é uma delas. As características mais típicas da evolução dos elefantes é o aumento do corpo e do peso, e características únicas apareceram no esqueleto e nos dentes para sustentar um corpo pesado como esse. Durante o passado geológico, fósseis diversificados de elefantes foram distribuídos em todos os continentes, exceto na Austrália e na Antártida.
Mamíferos carnívoros
Como os mamíferos herbívoros se diversificaram rapidamente após o final do período Cretáceo, os mamíferos carnívoros também evoluíram com rapidez. Os típicos carnívoros pertencem à ainda existente ordem Carnivora, mas os creodontes extintos predominavam durante o início da Era Cenozoica. Os mesoniquídeos, que são de alguma forma próximos dos ancestrais das baleias, também eram carnívoros. Na América do Sul, alguns marsupiais tornaram-se carnívoros e exibiram uma evolução convergente com a de verdadeiros carnívoros.
Adaptação secundária dos tetrápodes para a vida na água
Os sauropsídeos e os sinapsídeos evoluíram de anfíbios no final da Era Paleozoica e logo ampliaram as áreas onde viviam para a terra firme, embora alguns tenham voltado para a vida aquática. Os répteis aquáticos da Era Mesozoica e os mamíferos aquáticos da Era Cenozoica evoluíram por meios diferentes para ter aparências semelhantes. Durante um período de duzentos milhões de anos em ambientes subaquáticos, a evolução convergente ocorreu em grande escala.
Os precursores dos mamíferos aquáticos
O início da Era Cenozoica viu o surgimento dos mamíferos que habitaram as margens de corpos d'água e voltaram para o oceano. Essa transição foi motivada pela abundância de alimentos na parte rasa do Mar de Tétis, gerada pelo processo de deriva continental e pela disponibilidade de nichos vazios após a extinção em massa dos grandes répteis aquáticos no final do período Cretáceo.
Convergência para a vida na água
Enquanto a evolução dos répteis e mamíferos em terra viu o surgimento da diversificação a partir de descendentes de antepassados de formatos semelhantes, a evolução convergente ocorria em corpos d'água nos quais descendentes de formatos semelhantes surgiram a partir de ancestrais de formatos diferentes. Esse processo ocorreu por meio da adaptação em resposta à dieta e aos meios de locomoção. A comparação de répteis aquáticos da Era Mesozoica e mamíferos aquáticos da Era Cenozoica mostra uma semelhança surpreendente na forma do corpo.
Um réptil marinho gigante
Olhe novamente para a galeria. No chão, logo à sua frente, está parte do crânio do gigantesco ictiossauro. Em 1997, paleontólogos do National Science Museum entraram na equipe internacional para a descoberta do crânio. Foram necessários quatro verões de trabalho em campo para escavar todos os fósseis. Este imenso ictiossauro, com um comprimento total de 21 metros, viveu no mar há cerca de 220 milhões de anos. Não se trata apenas do maior ictiossauro, mas também do maior réptil marinho já visto pela ciência. Cientistas estão analisando os fatores ecológicos e ambientais que permitiram que os ictiossauros atingissem um tamanho tão grande.
Aves mergulhadoras
Os pássaros evoluíram dos dinossauros durante o final do período Jurássico. Durante o período Cretáceo, algumas aves desistiram completamente de voar para viver no oceano. Essas aves tinham corpo em forma de torpedo com membros dianteiros reduzidos. Elas usavam os pés para nadar. Esse grupo tornou-se extinto no final do período Cretáceo, mas muitas outras aves marinhas evoluíram a partir de diferentes linhagens no período Cenozoico. Embora as aves marinhas tenham diferentes origens, elas se tornaram notavelmente semelhantes ao longo do tempo. Basta olhar os pinguins para ver um exemplo vivo desse processo evolutivo.
Tetrápodes voadores
Pelo menos três grupos de tetrápodes conseguiram voar em momentos diferentes durante diferentes períodos pré-históricos. São eles, em ordem de surgimento: pterossauros, aves e morcegos. Cada grupo desenvolveu uma grande asa, apenas com a estrutura diferente. Por exemplo, os pterossauros sustentavam uma grande asa basicamente com um só dedo formado a partir de um quarto dedo bastante alongado. As aves, no entanto, sustentam suas asas com um único dedo que evoluiu a partir da fusão dos ossos de três dedos. As asas dos morcegos são formadas por quatro ou cinco dedos alongados.
Evolução humana
Evolução dos primatas
Após a extinção dos dinossauros, cerca de 65 milhões de anos atrás, houve uma grande proliferação de mamíferos. Um grupo de mamíferos, os primatas, desenvolveu um estilo de vida arbóreo, ou seja, vivendo nas árvores. Nós humanos também somos primatas, e várias das nossas características, como visão estereoscópica (capacidade de ver em três dimensões), mãos preênseis (capacidade de agarrar) e um cérebro complexo e expandido, mostram que nossos ancestrais já foram adaptados a um ambiente arbóreo.
A evolução dos australopitecíneos e espécies contemporâneas
Na África, há cerca de 6 milhões de anos, os humanos se separaram de um ancestral em comum com os chimpanzés. Os primeiros seres humanos, os australopitecíneos, ou espécie contemporânea, começaram a andar eretos sobre duas pernas e desceram das árvores, expandindo seu habitat para ambientes terrestres competitivos. Nesse estágio, no entanto, suas pernas eram curtas, e os cérebros ainda eram pequenos. Pelos próximos quatro milhões de anos, os humanos continuaram sua evolução na África.
A evolução dos primeiros Homo
Reconstruindo os humanos antigos
Como podemos reconstruir os corpos e rostos de humanos antigos, os quais nenhum de nós jamais conheceu? Fósseis e ferramentas feitas de pedra encontrados ao longo de muitos anos de escavação são comparados com base em conhecimentos anatômicos e arqueológicos, e são feitas estimativas de características físicas e habilidades culturais. Usando um pouco mais da nossa imaginação, podemos alcançar reconstruções viáveis.
A evolução e expansão mundial dos humanos modernos
A espécie à qual todos nós pertencemos, Homo sapiens, evoluiu a partir do Homo arcaico na África há cerca de 200.000 anos. Várias invenções tecnológicas são derivadas das capacidades cognitivas complexas do H. sapiens e elas possibilitaram a conquista de ambientes frios, secos e rigorosos, levando à rápida expansão por todo o globo terrestre. Nesta seção, você pode conhecer a história do H. sapiens antes da ascensão da civilização urbana.
A expansão dos humanos modernos: saindo da África novamente
Com grandes capacidades inventivas, o Homo sapiens desenvolveu rapidamente um ambiente de vida avançado com base na transmissão das descobertas e invenções para a geração seguinte. Quando e como tais capacidades, compartilhadas entre os humanos modernos, surgiram no processo evolutivo humano? Os resultados das investigações até a data atual sugerem que elas se desenvolveram primeiramente na África entre 200.000 e 50.000 anos atrás.
A expansão dos humanos modernos: Eurásia
Os humanos se deslocaram da África para a Eurásia cerca de 1,8 milhão de anos atrás, mas por muito tempo a distribuição se limitou a latitudes baixas e médias. Por outro lado, as dispersões de Homo sapiens que começaram de fato há 500.000 anos foram muito diferentes em escala e velocidade. Como nossos ancestrais se adaptaram aos ambientes diferentes que eles encontraram ao redor do mundo?
A expansão dos humanos modernos: Oceania
Grandes extensões oceânicas separam a Eurásia da Oceania. Há cerca de 500.000 anos, o Homo sapiens começou a cruzar esse oceano, muito provavelmente em embarcações semelhantes a jangadas. A tecnologia marítima tornou-se mais avançada com o tempo, e tecnologias para viagens oceânicas distantes foram desenvolvidas, possibilitando que os humanos se expandissem por 13.000 km em todo o território do Pacífico Sul.
A expansão dos humanos modernos: norte da Eurásia
Há cerca de 40.000 anos, quando ocorreu uma atenuação temporária do clima glacial, a área de estabelecimento do Homo sapiens começou a se expandir para regiões mais ao norte que não haviam sido habitadas anteriormente por humanos. Apesar do posterior agravamento no clima, os humanos chegaram ao extremo da Sibéria e, milênios antes de 10.000 anos atrás, alguns chegaram à América por meio do Alasca.
A expansão dos humanos modernos: Américas
O continente americano tem 14.000 km de norte a sul e apresenta uma ampla gama de ambientes naturais, dos polos às planícies, de desertos a montanhas elevadas e de florestas boreais e temperadas a florestas tropicais. No entanto, esses ambientes diferentes parecem ter causado poucos problemas para os primeiros humanos que entraram na América do Norte antes de 10.000 anos atrás e que rapidamente se expandiram para a América do Sul.
Créditos: história

Esta exposição é baseada na Galeria Global B2F : Evolução da vida – Da origem da Terra até a existência humana e a evolução da vida

Foto : NAKAJIMA Yusuke

Créditos: todos os meios
Em alguns casos, é possível que a história em destaque tenha sido criada por terceiros independentes, podendo nem sempre refletir as visões das instituições, listadas abaixo, que forneceram o conteúdo.
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