Samambaias mutantes ajudam a explicar extinção em massa antiga

Mutações em esporos fossilizados de samambaias revelam que níveis mais elevados de mercúrio tiveram papel importante no processo de extinção do fim do Triássico, há 201 milhões de anos

Esporos de samambaias mutantes deram a pista para os pesquisadores sobre a extinção do Triássico. Crédito: Max Pixel

A maioria dos pesquisadores acredita que a extinção em massa ocorrida 201 milhões de anos atrás foi causada pela liberação de dióxido de carbono (CO2) pelo vulcanismo, com o aquecimento global como consequência. Agora, novos dados de esporos de samambaia sugerem que pode haver mais do que isso. O estudo, de uma equipe internacional de cientistas, foi divulgado na revista “Science Advances”.

No fim do Triássico, cerca de 201 milhões de anos atrás, três em cada quatro espécies na Terra desapareceram. Até agora, os cientistas acreditavam que a causa da catástrofe fosse o início do vulcanismo em larga escala, que resultou em mudanças climáticas abruptas. Agora, novas pesquisas sugerem que pode haver diversos fatores em jogo.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Serviço Geológico da Dinamarca e da Groenlândia (GEUS, na sigla em inglês) encontrou uma ligação entre o aumento das concentrações do elemento tóxico mercúrio no meio ambiente e a extinção. A observação de esporos de samambaias em sedimentos da extinção em massa tornou evidente para os pesquisadores que essas samambaias haviam sido afetadas negativamente pelos níveis de mercúrio. “Como o mercúrio é acumulado na cadeia alimentar, parece provável que outras espécies também tenham sofrido”, disse a cientista que liderou o estudo, Sofie Lindström.

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“Esses resultados sugerem que a extinção em massa do Triássico final não foi causada apenas por gases de efeito estufa de vulcões que causam mudanças climáticas globais, mas que eles também emitiram toxinas como o mercúrio, causando estragos”, observou ela.

Ligação mercúrio-vulcão

Um dos coautores do estudo, Hamed Sanei, da Universidade de Aarhus (Dinamarca), já havia demonstrado um aumento dos níveis de mercúrio originário do vulcanismo em uma Grande Província Ígnea (LIP, na sigla em inglês) durante a mais grave extinção em massa conhecida, a crise final do Permiano, em que talvez quase 95% da vida existente na Terra desapareceu. Pensa-se que a atividade vulcânica nos LIPs foi responsável por quatro das cinco maiores extinções em massa nos últimos 500 milhões de anos.

“Antes do industrialismo, a atividade vulcânica era o principal mecanismo de liberação de grandes quantidades de mercúrio da crosta terrestre. Isso torna possível o uso de mercúrio em sedimentos para rastrear a maior atividade vulcânica no passado da Terra e, em certa medida, vincular as extinções de organismos fósseis ao vulcanismo LIP”, explicou ele.

Outros estudos anteriores mostraram concentrações elevadas de mercúrio em sedimentos de fronteira Triássico-Jurássico em uma área muito grande que se estende da Argentina à Groenlândia e de Nevada (oeste dos EUA) à Áustria, o que deixou a equipe curiosa sobre o impacto no evento triássico final. “Decidimos examinar se o mercúrio poderia ter desempenhado algum papel”, disse Hamed Sanei.

Ao analisar os esporos de samambaia de amostras nucleares datadas de 201 milhões de anos atrás, no final do Triássico, a equipe realmente viu uma ligação entre o aumento dos níveis de mercúrio e as mutações nos esporos.

Esporo normal (esquerda) e com mutações nas amostras coletadas. Crédito: S. Lindström, GEUS
Mutação disseminada

“Durante a extinção em massa, os esporos com mutação se tornam cada vez mais comuns e, por sua vez, as mutações se tornam cada vez mais graves. Em algumas das minhas contagens, encontrei quase apenas esporos mutantes e não normais, o que é muito incomum”, explicou Sofie Lindström.

Esse aumento nas mutações ocorreu durante um período de aumento da atividade vulcânica em um LIP chamado Província Magmática do Atlântico Central (CAMP), levando a níveis crescentes de mercúrio. Como o mercúrio é uma toxina mutagênica, sua distribuição aumentada da atividade vulcânica pode ajudar a explicar a súbita deterioração do ecossistema. Portanto, os esporos de samambaia podem servir como indicadores de aumento de envenenamento por mercúrio.

“Isso pode sugerir que toda a cadeia alimentar pode ter sido afetada negativamente”, disse Sofie Lindström.

Estudos anteriores descobriram quantidades crescentes de pólen malformado durante a extinção em massa do Permiano final, há 252 milhões de anos, que, como a crise do Triássico final, é atribuída ao vulcanismo. Esses estudos sugeriram que as mutações durante a crise final do Permiano foram causadas pelo aumento da radiação UVB, devido ao afinamento da camada de ozônio pelo vulcanismo.

“Isso também poderia ser uma possível explicação para as mutações que vemos durante a crise final do Triássico”, explicou o coautor Bas van de Schootbrugge, da Universidade de Utrecht (Holanda). “No entanto, em nosso estudo, encontramos apenas pequenas quantidades de pólen mutante e, durante a crise final do Permiano, os esporos não parecem exibir os mesmos tipos de malformações registradas durante a extinção maciça do Triássico final. Isso pode indicar causas diferentes para as mutações da planta nos dois eventos.”

Explicação complexa

No entanto, é importante não se prender a apenas uma causa ao analisar uma crise global como o evento Triássico final, disse Sofie Lindström. “Geralmente, preferimos explicações simples a extinções em massa, como impactos de meteoritos ou mudanças climáticas, mas não acho que seja assim tão simples”, comentou ela. “Como nosso estudo sugere, poderia muito bem haver um efeito coquetel de CO2 e aquecimento global, toxinas como mercúrio e outros fatores também.”

A maioria das extinções pré-históricas em massa ocorreu na sequência do vulcanismo do LIP, causando mudanças climáticas e emitindo substâncias tóxicas, disse Lindström. “Ainda assim, é muito difícil dizer qual é a importância de um fator, porque extinções em massa como essa são provavelmente eventos muito complexos. Nosso estudo mostra que o mercúrio afetou as samambaias e provavelmente outras plantas, e também pode ter tido um impacto em toda a cadeia alimentar.”

Poluição e vulcanismo

Os pesquisadores apontam que seu estudo da extinção em massa do Triássico final, de muitas maneiras, é paralelo à atual situação global.

“Nossa sociedade global emite muitas das mesmas substâncias e gases de efeito estufa que essas enormes províncias vulcânicas emitiram durante essas extinções em massa. Portanto, estudos sobre o que aconteceu naquela época podem nos ajudar a impedir que isso aconteça novamente”, disse Lindström.