Os animais* aparecem pela primeira vez no registro fóssil há cerca de 574 milhões de anos. Sua chegada aparece como uma 'explosão' repentina em rochas do período Cambriano (539 milhões de anos a 485 milhões de anos atrás) e parece contrariar o ritmo tipicamente gradual da mudança evolutiva. Muitos cientistas (incluindo o próprio Darwin) acreditam que os primeiros animais realmente evoluíram muito antes do período Cambriano, mas eles não podem explicar por que eles estão faltando no registro fóssil.

O método do 'relógio molecular', por exemplo, sugere que os animais evoluíram pela primeira vez há 800 milhões de anos, durante a primeira parte da era Neoproterozóica (1.000 milhões de anos a 539 milhões de anos atrás). Essa abordagem usa as taxas nas quais os genes acumulam mutações para determinar o ponto no tempo em que duas ou mais espécies vivas compartilharam um ancestral comum pela última vez. Mas, embora as rochas do início do Neoproterozóico contenham microrganismos fósseis, como bactérias e protistas, nenhum fóssil de animal foi encontrado.

Isso criou um dilema para os paleontólogos: o método do relógio molecular superestima o ponto em que os animais evoluíram pela primeira vez? Ou os animais estavam presentes durante o início do Neoproterozóico, mas muito moles e frágeis para serem preservados?

Para investigar isso, uma equipe de pesquisadores liderada pelo Dr. Ross Anderson, do Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Oxford, realizou a avaliação mais completa até o momento das condições de preservação que seriam esperadas para capturar os primeiros fósseis de animais.

O principal autor, Dr. Ross Anderson, disse: “Os primeiros animais presumivelmente careciam de conchas ou esqueletos à base de minerais e teriam exigido condições excepcionais para serem fossilizados. Mas certos depósitos de argilito cambriano demonstram preservação excepcional, mesmo de tecidos animais moles e frágeis. Nós raciocinamos que, se essas condições, conhecidas como preservação do Tipo Folhelho Burgess (BST), também ocorreram em rochas neoproterozóicas, então a falta de fósseis sugeriria uma ausência real de animais naquela época.'

Para investigar isso, a equipe de pesquisa usou uma variedade de técnicas analíticas em amostras de depósitos de argilo cambriano de quase 20 locais, para comparar aqueles que hospedam fósseis BST com aqueles que preservam apenas restos de base mineral (como trilobites). Esses métodos incluíam espectroscopia de raios-X de dispersão de energia e difração de raios-X realizados nos Departamentos de Ciências da Terra e Materiais da Universidade de Oxford, além de espectroscopia de infravermelho realizada no Diamond Light Source , o síncrotron nacional do Reino Unido.

A análise descobriu que os fósseis com preservação excepcional do tipo BST foram particularmente enriquecidos em uma argila antibacteriana chamada berthierine. Amostras com composição de pelo menos 20% de berthierine forneceram fósseis de BST em cerca de 90% dos casos.

O mapeamento mineral em microescala de fósseis de BST revelou que outra argila antibacteriana, chamada caulinita, parecia se ligar diretamente a tecidos em decomposição em um estágio inicial, formando um halo protetor durante a fossilização.

“A presença dessas argilas foi o principal preditor de se as rochas abrigariam fósseis de BST”, acrescentou o Dr. Anderson. "Isto sugere que as partículas de argila agem como uma barreira antibacteriana que impede que bactérias e outros microorganismos quebrem materiais orgânicos."

Os pesquisadores então aplicaram essas técnicas para analisar amostras de numerosos depósitos de argilo neoproterozóico ricos em fósseis. A análise revelou que a maioria não possuía as composições necessárias para a preservação do BST. No entanto, três depósitos em Nunavut (Canadá), Sibéria (Rússia) e Svalbard (Noruega) tinham composições quase idênticas às rochas BST do período Cambriano. No entanto, nenhuma das amostras desses três depósitos continha fósseis de animais, embora as condições provavelmente fossem favoráveis ??à sua preservação.

O Dr. Anderson disse: 'As semelhanças na distribuição de argilas com fósseis nessas raras amostras neoproterozóicas e com depósitos cambrianos excepcionais sugerem que, em ambos os casos, as argilas estavam ligadas a tecidos em decomposição e que as condições favoráveis ??à preservação do BST estavam disponíveis em ambos os tempos períodos. Isso fornece a primeira “evidência de ausência” e apoia a visão de que os animais não evoluíram no início da era neoproterozóica, ao contrário de algumas estimativas de relógios moleculares.

Segundo os pesquisadores, o estudo sugere uma possível idade máxima para a origem dos animais de cerca de 789 milhões de anos: a idade mais jovem estimada da formação de Svalbard. O grupo pretende agora procurar depósitos neoproterozóicos progressivamente mais jovens e com condições de preservação de BST. Isso confirmará a idade das rochas nas quais os animais estão ausentes do registro fóssil porque realmente estavam ausentes, e não porque as condições não permitiram que fossem fossilizados. Eles também pretendem realizar experimentos de laboratório para investigar os mecanismos que sustentam as interações argila-orgânica na preservação de BST.

O estudo 'Processos de fossilização e nossa leitura da antiguidade animal' foi publicado na Trends in Ecology & Evolution .

Você pode aprender mais sobre as origens dos animais na seção First Animals do site do Museu de História Natural da Universidade de Oxford ou vendo as exposições do andar térreo do museu.

*'Animais' podem ser definidos como organismos eucarióticos multicelulares no reino biológico Animalia. Com poucas exceções, os animais se alimentam de matéria orgânica, respiram oxigênio, reproduzem-se sexualmente, possuem órgãos sensoriais especializados e sistema nervoso e são capazes de responder rapidamente a estímulos.