Nas últimas décadas, já vem se consolidado o fato de que os dinossauros do sul do Brasil estão entre os mais antigos do mundo. Mas agora, um novo estudo liderado por pesquisadores do Centro de Apoio à Pesquisa Paleontológica (CAPPA) da UFSM pode indiretamente sugerir que esses animais tenham aparecido no Brasil antes do que se imaginava.

Um estudo publicado nesta semana no periódico Journal of South American Earth Sciences descreve um conjunto de novos fósseis, datados em mais de 237 milhões de anos, entre os quais se reconheceu uma nova espécie de um grupo chave na evolução inicial desses animais. O animal, que em vida teria cerca de 1,5 metro de comprimento, foi batizado pelos especialistas de Gamatavus antiquus. A espécie foi reconhecida com base em um dos ossos do quadril, muito característico de um grupo de dinossauromorfos conhecidos como silessauros.

“É um grupo que até então não tinha sido recuperado em camadas tão antigas de nosso registro”, explica Flávio Pretto, paleontólogo do CAPPA que liderou o estudo. “Os dinossauros mais antigos que temos no Brasil têm por volta de 233 milhões de anos, mas sempre suspeitamos que pudesse haver algo nas camadas subjacentes”, acrescenta.

Apesar de o material recuperado ser incompleto, a equipe de cientistas conseguiu classificar o espécime como pertencente ao grupo supracitado. “A morfologia do ílio desses animais é bem característica, o que faz com que Gamatavus seja agrupado aos silessauros em todas nossas análises”, aponta Rodrigo Müller, co-autor do estudo. “A dúvida que paira é onde os silessaurídeos se encaixam na evolução dos dinossauros”, complementa Maurício Garcia. “Nossos estudos mais recentes têm proposto que eles poderiam ser uma linhagem ancestral aos dinossauros conhecidos como Ornithischia”. Essa proposta contrasta com as hipóteses de parentesco originais para esses animais. “Silessauros eram historicamente considerados um grupo externo à Dinosauria, porém próximo à ancestralidade do grupo”, afirma Debora Moro.

O novo estudo não teve como objetivo avaliar essa questão. “Sejam os silessaurídeos dinossauros verdadeiros ou não, o fato é que preenchemos uma lacuna importante”, avalia Pretto Havia registros de silessauros em camadas geológicas similares em outras partes do mundo, como na Argentina, na Tanzânia e na Zâmbia.

“Nosso novo achado reforça o fato de que essas faunas, de localidades hoje tão distantes, no passado eram muito parecidas”, explica Voltaire Neto, da Unipampa. “De fato, no período Triássico, idade em que viveu o Gamatavus, os continentes todos estavam reunidos formando a Pangea. Faz muito sentido que a fauna e a flora desses lugares fossem parecidas, porque no passado eles estavam muito próximos geograficamente”, acrescenta.

Os novos materiais fazem parte do acervo do Laboratório de Paleontologia e Estratigrafia da UFSM, coordenado pelo paleontólogo Átila Da Rosa, que foi responsável por tombar e salvaguardar os fósseis da nova espécie. O fóssil foi coletado pelo professor Leopoldo Witeck Neto em 2003, em um barranco na margem da rodovia BR 158, em uma localidade conhecida como Picada do Gama, no município de Dilermando de Aguiar. É daí que vem o nome escolhido pelos cientistas para batizar a espécie. Gamatavus antiquus significa “o antigo tataravô do Gama”.

A expectativa dos paleontólogos é agora retornar ao sítio, quase duas décadas depois do achado original, em busca de mais evidências do Gamatavus, ou até mesmo de outros dinossauromorfos que tenham convivido com o animal. “É um achado tremendamente importante”, comemora Pretto. “Mesmo sendo por ora um pequeno fragmento, o Gamatavus é uma evidência concreta de que os silessauros, sejam eles dinossauros ou não, estavam por aqui há muito mais tempo do que imaginávamos. É apenas uma questão de tempo até que mais materiais sejam descobertos. Estamos bastante empolgados com as possibilidades”, afirma.

Ilustrações: paleoartista Márcio L. Castro
Foto: CAPPA/UFSM

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A crença de que é possível criar gasolina a partir de fósseis de dinossauros circula entre as pessoas há bastante tempo. Isso porque a palavra “combustível fóssil” remete aos fósseis e também porque, segundo algumas teorias, o petróleo é um derivado de restos de animais que viveram há milhões de anos na terra. 

Mas será que isso é verdade? A Arco preparou um mitômetro para descomplicar o assunto, verificar se é realmente possível criar gasolina caseira com fósseis e se a origem do combustível está ligada aos animais.

Para isso, consultamos o professor Edson Müller, do Departamento de Química da UFSM, e o pesquisador Átila da Rosa, do Departamento de Geociências da UFSM.

Qual a origem do petróleo?

De acordo com Edson Müller, docente do Departamento de Química da UFSM, a teoria de que o petróleo é originário dos fósseis de dinossauros é equivocada. “O petróleo é um combustível fóssil e a origem da etimologia está relacionada com resquícios de animais e plantas. Ele acaba sendo produzido a partir da degradação desses animais e plantas quando são submetidos à alta temperatura e à alta pressão. Então obviamente pode estar relacionado com a questão de restos de dinossauros, mas não só restos de dinossauros”, explica. 

O pesquisador Átila da Rosa, do Departamento de Geociências da UFSM, completa explicando que o petróleo é formado pela maturação da matéria orgânica existente no plâncton marinho - organismos microscópicos, de origem animal (zooplâncton) e vegetal (fitoplâncton), que flutuam na superfície do mar.

“Quando morrem (os organismos microscópicos) seus corpos são depositados no fundo lamoso (do mar). Depois de soterrados, ocorre o processo de maturação da matéria orgânica e transformação em querogênio (parte insolúvel da matéria orgânica modificada por ações geológicas), que, por sua vez, se transforma em petróleo. Os dinossauros, ou quaisquer vertebrados marinhos, ocorrem em menor número, e embora sua matéria orgânica também se degrade, são insuficientes para formar tanto petróleo”, afirma o especialista.

Ok, a origem do petróleo está, em parte, ligada aos dinos, mas eu posso produzir gasolina caseira com os fósseis desses animais?

Não. O pesquisador Átila da Rosa ressalta que a finalidade dos fósseis, atualmente, está no aprendizado sobre os ambientes e climas do passado. “Servem para auxiliar a entender como e porque aconteceram transformações climáticas e ambientais em tempos remotos, e quais suas repercussões para a extinção de algumas espécies e surgimento de outras”, defende.

Ainda, segundo o especialista em química Edson Muller, o combustível é feito a partir da prospecção do petróleo (etapa de localização dos depósitos em bacias sedimentares a partir de análises e observações do subsolo na região), que é submetido a um processo de refino (feito por meio de processos químicos com a finalidade de melhorar o produto). 

Geralmente, utiliza-se uma torre de destilação e é possível produzir os diferentes derivados de petróleo: nafta (fração líquida do petróleo), gasolina e óleo diesel. Ou seja, é um processo complexo, não envolve fósseis de dinossauros e só um especialista pode realizá-lo.

“A gasolina é uma mistura bastante complexa. São adicionados antidetonantes para não comprometer o funcionamento do motor do automóvel e ela tem todo um controle de qualidade. Tem que tomar bastante cuidado com os vídeos da internet. Nós dependemos da produção da gasolina a partir do petróleo, o resto é um risco muito grande”, ressalta Muller.

Veredito final: Mito!

Não podemos fazer gasolina caseira com fósseis de dinossauros. A origem está ligada a animais e plantas, mas não significa que podemos produzir o combustível em casa. O processo de produção de gasolina é delicado e complexo e só pode ser realizado por especialistas!

Expediente:

Reportagem: Eloíze Moraes, acadêmica de Jornalismo e bolsista;

Design gráfico: Luiz Figueiró, acadêmico de Desenho Industrial e bolsista;

Mídia social: Eloíze Moraes, acadêmica de Jornalismo e bolsista; Rebeca Kroll, acadêmica de Jornalismo e bolsista; Ana Carolina Cipriani, acadêmica de Produção Editorial e bolsista; Ludmilla Naiva, acadêmica de Relações Públicas e bolsista; Alice dos Santos, acadêmica de Jornalismo e voluntária; e Gustavo Salin Nuh, acadêmico de Jornalismo e voluntário;

Relações Públicas: Carla Isa Costa;

Edição de Produção: Samara Wobeto, acadêmica de Jornalismo e bolsista;

Edição geral: Luciane Treulieb e Maurício Dias, jornalistas.

Expediente

Se recriar dinossauros parece coisa simples no cinema, paleontólogos, na vida real, são desafiados diariamente a extraírem de fósseis, muitas vezes frágeis, raros e pouco acessíveis, informações sobre animais há milhões de anos extintos da face da Terra. Modernas tecnologias têm sido aliadas desses cientistas em sua jornada para desvendar o passado. Ferramentas de digitalização e computação gráfica têm revolucionado a análise de fósseis, revelando hábitos, comportamentos e outras características, como peso e tamanho, de seres que vagavam por nosso planeta num passado remoto. 

A paleontologia é, por natureza, uma ciência de interface, um híbrido de geociências e biociências que tenta compreender a vida do passado. Há um quê de detetive no trabalho de quem segue essa carreira. Por meio de fósseis, que são vestígios raros e incompletos, cientistas se esforçam em reconstruir peça a peça aspectos da (paleo)biologia de organismos que desapareceram da Terra há milhões de anos, muitas vezes sem deixar descendentes. E ainda que os filmes de Hollywood explorem com maestria a temática dos dinossauros – fazendo parecer corriqueiro ver esses animais ganhando vida – um dos grandes dramas da vida de quase todos os paleontólogos reside no fato de que jamais teremos a satisfação de ver nossos objetos de estudo ao vivo e a cores. Enquanto biólogos empreendem expedições para observar seres vivos em seu hábitat natural, ao paleontólogo resta (com sorte) um punhado de fósseis para estudar. 

Não que fósseis não sejam importantes. São verdadeiros tesouros. Mas essas relíquias costumam resistir em ceder a informação que carregam consigo. Fósseis tendem a se preservar sepultados em espessas camadas de rocha, e removê-los dessa matriz é um trabalho delicado. Assim como a rocha é um envoltório duro, fósseis são inerentemente frágeis, e sua limpeza é quase um cabo-de-guerra: de um lado, pesa a ânsia por expor informações inéditas; do outro, a cautela necessária para preservar algo único. Geralmente, para evitar danos irreparáveis ao material, temos que optar por expor apenas uma porção do espécime. A própria raridade dos fósseis traz particularidades: o privilégio de visitar coleções paleontológicas ao redor do globo é para poucos, pois demanda recursos financeiros e contatos profissionais nem sempre ao alcance dos cientistas no Brasil.

Muitos desses obstáculos, no entanto, podem ser superados mais facilmente com a contribuição de um ramo fascinante que floresceu nas últimas décadas: a paleontologia virtual. Os avanços tecnológicos e o aumento da disponibilidade de ferramentas de digitalização e computação gráfica têm impulsionado métodos digitais de análise de fósseis. 

A transposição da morfologia de um fóssil para o meio digital oferece uma série de benefícios. Hoje é possível manipular virtualmente fósseis difíceis de se trabalhar (ossos frágeis, grandes, ou elementos pequenos, quase microscópicos). A digitalização de espécimes permite também construir bancos virtuais de dados morfológicos, facilitando o acesso remoto a coleções. Por fim, a criação de modelos digitais permite analisar os fósseis sob óticas antes impossíveis. É crescente o número de trabalhos envolvendo análises de estruturas internas a partir de tomografias computadorizadas de imagens de raios X, simulações biomecânicas de organismos extintos, além de diversas técnicas de reconstrução e preparação virtual de fósseis. Tudo isso permite recuperar, ou ao menos estimar, muito da informação perdida durante os processos de fossilização. Grosso modo, essas técnicas têm permitido a cientistas “ressuscitar” e “observar” os organismos que estudam, ainda que em ambientes simulados virtualmente.

Como se digitaliza um fóssil?

As metodologias de digitalização se dividem em dois grupos: as que modelam um fóssil por completo, incluindo sua estrutura interna; e as que capturam somente a superfície externa do material. No Brasil, o primeiro tipo de imagem explora, sobretudo, as tomografias computadorizadas. Já o segundo grupo é contemplado pelo escaneamento a laser e a fotogrametria, também já adotados no país. 

1- Tomografia computadorizada

Raios X e tomógrafos costumam estar mais vinculados à medicina do que à paleontologia. E de fato, quando Wilhelm Roentgen (1845-1923), professor de física em Wurzburg, Baviera, descobriu os raios X em 1895, provavelmente não tinha ideia de que, no futuro, revolucionaria um campo tão distante de sua área de pesquisa. A possibilidade de observar estruturas internas do corpo humano (ou de qualquer material, na verdade), revolucionou não só a medicina, mas as engenharias e as ciências naturais. A partir de 1970, com os tomógrafos de raios X, tal campo se aprimorou. Um tomógrafo de raios X realiza milhares de imagens, que virtualmente fatiam o corpo a ser analisado. O resultado é uma série de secções (slices tomográficos) que, combinados, podem ser usados para obter um modelo tridimensional das estruturas internas e externas de um objeto de estudo.

No Brasil, os pesquisadores têm tomografado fósseis principalmente fazendo uso de tomógrafos clínicos, disponíveis em boa parte das clínicas de imagem; e microtomógrafos, mais raros, normalmente vinculados a universidades ou institutos de pesquisa. Tomógrafos clínicos permitem escanear fósseis grandes; no entanto, há um limite de resolução de imagem desses aparelhos que dificulta o estudo de estruturas anatômicas muito pequenas. Essa limitação é suprida pelos microtomógrafos, que apresentam resolução bem maior do que a de tomógrafos médicos, mas aceitam apenas amostras pequenas, geralmente de até 10 centímetros, em seu espaço de análise. 

Quanto maior a resolução da imagem, mais detalhes os pesquisadores conseguem ver. Enquanto tomógrafos clínicos muitas vezes trabalham em uma escala de milímetros, microtomógrafos revelam imagens na escala de micrômetros (1 micrômetro [µm] = 0,001 milímetro [mm]). Existem outras tecnologias de escaneamento de fósseis por tomografia, como microtomografia industrial, tomografia de nêutrons e tomografia com luz síncrotron, com resoluções ainda maiores, mas esses equipamentos ainda são raros na América do Sul.

2- Escaneamento a laser e fotogrametria

O escaneamento de superfície, ou escaneamento a laser, só pode ser feito com um scanner de superfície, que, em essência, emite feixes de laser que refletem na superfície de um objeto, sendo captados por um sensor no próprio aparelho. Assim, o scanner calcula a posição de diversos pontos, montando um mapa tridimensional. Combinando essa nuvem de pontos num computador, é possível produzir um modelo tridimensional de considerável fidelidade. Scanners de última geração são inclusive capazes de captar as informações de cor dos fósseis, criando modelos 3D coloridos. Esses equipamentos, porém, ainda são caríssimos.

Por sua vez, a fotogrametria é uma técnica mais barata. Usa uma câmera fotográfica digital e softwares de processamento de imagens. O trabalho envolve a tomada de fotografias do espécime e de marcadores de posição, em diferentes ângulos. Ao importar as imagens para um computador, o software calcula o posicionamento das fotografias usando os marcadores. E, a partir das silhuetas do objeto que está sendo digitalizado, o programa combina as imagens em um sólido tridimensional. Por fim, esse modelo é “embrulhado” digitalmente nas diferentes fotografias, conferindo-lhe a cor do objeto. A fotogrametria tende a gerar modelos menos detalhados que em escaneamento a laser ou tomografias. No entanto, o rápido avanço dos softwares tem melhorado a qualidade dos modelos. A existência de aplicativos gratuitos de fotogrametria torna a opção atraente para pesquisadores.

São diversos os campos em que a modelagem e a digitalização têm se inserido na paleontologia para “trazer os fósseis de volta à vida”. De forma resumida, os estudos de paleontologia virtual se agrupam entre os que observam os fósseis por dentro, explorando sua anatomia interna; aqueles que tentam reconstruir informações perdidas no processo de fossilização; e por fim, os que criam ambientes virtuais de simulação.

No cérebro dos fósseis

Cada uma das regiões do cérebro é responsável por controlar funções específicas. Por exemplo, o olfato é majoritariamente processado nos bulbos olfativos, que costumam ser mais desenvolvidos nos animais que dependem desse sentido. Num caminho inverso, podemos inferir muito dos comportamentos e do hábito de vida de um animal observando o formato e a configuração de seu processador central (o cérebro) e dos órgãos sensoriais anexos. Isso abre uma janela de oportunidade para inferir comportamentos de animais extintos. O estudo da evolução morfológica das estruturas endocranianas é realizado majoritariamente através de moldes endocranianos (endocasts), que são representações tridimensionais de qualquer cavidade interna do crânio (como a cavidade nasal, ouvido, canais neurovasculares e, especialmente, a cavidade encefálica). 

Desde a primeira metade do século 19, pesquisas reconhecem a importância do estudo da anatomia interna do crânio para compreender a evolução do cérebro. Antes do advento da tomografia, essa informação só era disponível em espécimes com cavidades internas expostas em fósseis quebrados (natural ou propositalmente) ou fatiados manualmente. Era comum também o estudo de moldes naturais ou de látex, processos que comumente geravam danos ao fóssil. 

Atualmente, imagens de tomografia permitem preencher as cavidades internas virtualmente e gerar modelos tridimensionais das estruturas de interesse, numa dissecção virtual. Visto que estruturas como o cérebro deixam impressões de seu relevo nas cavidades ósseas que o alojam, um molde endocraniano virtual é uma representação fiel do órgão, produzida de maneira mais segura e rápida. Têm se criado verdadeiros bancos de dados de moldes endocranianos de animais extintos e viventes, permitindo avaliar o quanto essas estruturas variaram ao longo das linhagens. De acordo com conceitos estabelecidos pelo cientista estadunidense Harry J. Jerison, da Universidade da Califórnia, em 1973, a massa de tecido neural de uma determinada região do encéfalo se correlaciona com sua capacidade de processamento. Assim, comparando-se dimensões relativas de áreas cerebrais em diferentes espécies, pode-se indiretamente traçar hipóteses sobre a evolução das capacidades sensoriais e cognitivas de animais extintos. 

Dinossauros na balança

Descobrir o peso de um animal extinto é um desafio e tanto. De um dinossauro ou de um mamute, restam, em geral, ossos fossilizados, e mesmo esses têm sua massa alterada pela incorporação de minerais. Portanto, pesar um esqueleto fóssil não diz nada a respeito do animal original. Para conseguir essa informação é necessário realizar uma estimativa de massa. Historicamente foram desenvolvidos diversos métodos com esse propósito, normalmente comparando animais extintos com viventes de tamanhos similares. 

Para animais de tamanho muito grande (como dinossauros) ou de morfologias corporais muito diferentes de animais atuais, a margem de erro dessas estimativas tende a ser grande. Mas a paleontologia virtual tem trazido avanços na área. Por exemplo: ao se montar virtualmente um esqueleto digitalizado, é possível, a partir de algoritmos de embrulho, “envelopar” virtualmente o objeto de estudo em uma espécie de “casca” geométrica, que representa o volume mínimo que aquele animal teria hipoteticamente. Aplicando a esse volume uma densidade corporal (na maioria dos animais viventes em torno de 1000 kg/m³), pode-se estimar um valor mínimo de massa para o organismo modelado. 

Em muitos casos também, estudos anatômicos reconstroem os volumes musculares de animais extintos. Valendo-se desses dados, pode-se guiar reconstruções paleoartísticas digitais, literalmente esculpindo-se o animal sobre os ossos. Essas reconstruções podem ter seu volume facilmente calculado por softwares de manipulação de modelos tridimensionais. Novamente, aplicando-se um valor de densidade corporal, pode-se “pesar” virtualmente um animal do qual só restam os ossos.

Da engenharia à paleontologia

Uma das áreas da paleontologia virtual que mais tem crescido é a das simulações biomecânicas através de modelos digitais. Combinando dados de massa e de morfologia corporal, por exemplo, é possível calcular o centro de gravidade de um animal, o que é vital para se inferir se o seu equilíbrio em duas pernas era possível. E a relação entre a massa corporal e a resistência mecânica dos ossos dos membros que sustentam um animal nos permite estimar o quanto ele poderia forçar sua estrutura óssea. Animais corredores e saltadores, por exemplo, tendem a ter ossos muito robustos, apesar de apresentarem massa corporal comparativamente baixa, justamente para compensar o impacto excessivo gerado por essas atividades físicas extremas.

De fato, as análises de resistência mecânica do esqueleto, aliadas a técnicas digitais, têm trazido alguns dos avanços mais empolgantes referentes à paleobiologia de animais extintos. Um conceito que vem sendo empregado amplamente é a Análise de Elementos Finitos ou FEA (do inglês Finite Element Analysis). Esta metodologia é explorada há décadas por engenheiros e designers de estruturas para testar virtualmente um objeto antes de construí-lo, de modo a identificar falhas mecânicas que possam levar a rachaduras ou fraturas. Paleontólogos vêm desde o final dos anos 1990 replicando os mesmos exercícios com esqueletos virtuais de animais extintos. Em um crânio digitalizado, por exemplo, é possível modelar as propriedades físicas e mecânicas (como elasticidade e resistência) de ossos. Em seguida, aplicam-se sobre esse modelo diversas forças que simulem distintos cenários de mordidas, impactos ou outros estresses mecânicos de interesse, de modo a identificar, na estrutura óssea, quão resistente (e quão verossímil) é o comportamento inferido a um determinado animal. Desse modo, paleontólogos podem testar como o crânio de um tiranossauro resistia ao impacto de uma mordida de quase cinco toneladas sem se despedaçar, ou mesmo comparar a performance mecânica de diferentes morfologias, e como elas se comportavam hipoteticamente em diferentes situações de vida.

A inclusão de metodologias de análise digital, portanto, tem lançado um novo olhar sobre os fósseis e as próprias hipóteses levantadas para organismos extintos. Ao mesmo tempo em que as técnicas de digitalização nos proporcionam acessar coleções via internet e depositar bancos de dados tridimensionais em discos rígidos, elas nos permitem interagir com os fósseis de maneiras novas, virtualmente livres de risco para o patrimônio. E, embora cientistas ainda estejam longe de verem espinossauros e mamutes correndo livres pela natureza, de certo modo, comportamentos e hábitos desses animais vêm sendo “ressuscitados” dia a dia nas telas de computadores e nos dados de pesquisas científicas.

* Texto produzido por Flávio A. Pretto e Leonardo Kerber, do Centro de Apoio à Pesquisa Paleontológica da UFSM. Originalmente publicado na Revista Ciência Hoje. 

O projeto “Oficina de réplicas e souvenires do Centro de Apoio à Pesquisa Paleontológica da Quarta Colônia - CAPPA” tem como objetivo produzir e vender réplicas de fósseis de pequeno e médio porte, com alta resolução. A proposta, coordenada pelo professor e biólogo Flávio Augusto Pretto, do Cappa, do Centro de Ciências Naturais e Exatas, volta-se para a produção de réplicas para museus e souvenires para a Mostra Paleontológica do Cappa.

O intuito do projeto é difundir o acervo dos fósseis da região da Quarta Colônia, que está no Cappa, para outras instituições, além de disponibilizar aos visitantes peças e materiais sob aforma de souvenires. Há também a previsão de criar coleções didáticas, com base nos fósseis encontrados na região. Portanto, o projeto tem dois aspectos,comercial e museológico.

Museus do mundo inteiro vendem itens temáticos, como camisetas, chaveiros e réplicas de peças do próprio acervo. O valor proveniente da comercialização dos produtos tende a ser revertido na manutenção das exposições e fomentar a continuidade das pesquisas.

O aspecto museológico tem como objetivo garantir a preservação das peças mais frágeis e permutar com outras instituições e colecionadores. Os espécimes mais frágeis tendem a ser expostos com réplicas de alta fidelidade, enquanto os originais ficam resguardados em salas de reserva técnico-científica. Já a permuta de réplicas é considerada uma prática corriqueira e possibilita a disseminação do conhecimento paleontológico.

A cópia dos materiais é realizada tanto manual quanto digitalmente, incluindo processos de modelagem e impressão 3D. Como resultado, são obtidas réplicas em ABS ou em resina de poliéster, materiais duráveis, e que após o tratamento ficam com aparência similar ao real.

Visitação

A visitação é guiada pelos paleontólogos do centro. As visitas em grupos superiores a dez pessoas devem ser agendadas com antecedência através do e-mail: cappa@55bet-pro.com. Mais informações no site

Texto: Kelly Martini, assessora de imprensa da Fatec