O depósito contém fósseis excepcionalmente preservados de organismos cambrianos juvenis de corpo mole

O depósito fóssil, chamado Haiyan Lagerstätte, contém um tesouro excepcionalmente preservado de primeiros vertebrados e outros organismos raros de corpo mole, mais de 50% dos quais estão nos estágios de desenvolvimento larval e juvenil. O depósito, que data do período geológico cambriano há aproximadamente 518 milhões de anos e já forneceu aos pesquisadores 2.846 exemplares, é o mais antigo e diverso encontrado até hoje.

“É incrível ver todos esses juvenis no registro fóssil”, disse Julien Kimmig, gerente de coleções do Museu e Galeria de Arte de Ciências Minerais e da Terra, Penn State. “Fósseis juvenis são algo que dificilmente vemos, especialmente invertebrados de corpo mole.”

Xianfeng Yang, um paleobiólogo da Universidade de Yunnan, China, liderou uma equipe de pesquisadores chineses que coletou os fósseis no local de pesquisa. Ele mediu e fotografou os espécimes e os analisou com Kimmig. Os pesquisadores relatam os resultados de seu estudo hoje (28 de junho) na revista Ecologia e evolução da natureza.

Os pesquisadores identificaram 118 espécies, incluindo 17 novas, no lagerstätte, um depósito sedimentar de fósseis extraordinários com preservação excepcional, às vezes incluindo tecidos moles preservados.

As espécies incluem os ancestrais dos atuais insetos e crustáceos, vermes, trilobitas, algas, esponjas e primeiros vertebrados aparentados com peixes sem mandíbula. Os pesquisadores também encontraram ovos e um grande número de fósseis juvenis raros com apêndices ainda intactos e seus tecidos moles internos visíveis.

Os espécimes estão tão bem preservados que revelam partes do corpo nunca antes vistas, disse Sara Kimmig, professora assistente de pesquisa do Earth and Environmental Systems Institute e diretora de instalações do Laboratório de Metais Ambientais e Isótopos da Penn State.

“O site reteve detalhes como olhos 3D, características nunca vistas antes, especialmente em depósitos iniciais”, disse ele.

Os cientistas podem usar a tomografia computadorizada nesses recursos 3D para reconstruir os animais e extrair ainda mais informações dos fósseis, de acordo com os pesquisadores.

O lagerstätte contém vários leitos de eventos ou camadas no sedimento onde os fósseis são encontrados. Cada camada representa um único evento de sepultamento. Todas as espécies identificadas no estudo estão presentes na camada mais baixa, com camadas subsequentes contendo várias espécies, mas não na extensão da camada mais baixa.

Os pesquisadores acreditam que esses intervalos podem representar períodos de alta e baixa na comunidade marinha. Muitas espécies podem ter vindo para a área, então localizadas em águas mais profundas em direção ao centro do Golfo de Kunming, buscando proteção contra fortes correntes oceânicas. No entanto, uma mudança nos níveis de oxigênio ou eventos de tempestade que causaram o fluxo de sedimentos por uma encosta e enterraram tudo em seu caminho podem ter causado extinções.

A abundância de fósseis juvenis, por outro lado, sugere que Haiyan Lagerstätte pode ter sido um paleon-berçário. As espécies encontradas no lagerstätte podem ter optado por se reproduzir lá devido à proteção que fornecia contra predadores.

“Será que esses vermes, águas-vivas e insetos desenvolveram algo tão sofisticado quanto um filhote paleo para criar seus filhotes? Seja qual for o caso, é fascinante poder comparar esse comportamento ao dos animais modernos”, disse Sara Kimmig.

Os cientistas poderão usar essa coleção para estudar como esses animais ancestrais se desenvolveram da fase larval até a fase adulta.

“Veremos como as diferentes partes do corpo cresceram com o tempo, algo que atualmente não sabemos para a maioria desses grupos”, disse Julien Kimmig. “E esses fósseis nos darão mais informações sobre suas relações com os animais modernos. Veremos se a maneira como esses animais se desenvolvem hoje é semelhante a como se desenvolveram há 500 milhões de anos, ou se algo mudou com o tempo”.

As informações de desenvolvimento também fornecerão uma visão sobre as relações entre grupos de animais, já que padrões de desenvolvimento semelhantes podem indicar uma ligação entre as espécies, acrescentou.

“O Haiyan Lagerstätte será uma riqueza de conhecimento para muitos pesquisadores, não apenas em termos de paleontologia, mas também em reconstruções paleoambientais”, disse Sara Kimmig. Ela e seus colegas gostariam de realizar análises geoquímicas das amostras e sedimentos. Essas análises poderiam ajudá-los a recriar potencialmente o meio ambiente e o clima durante o período em que este lagerstätte foi depositado.

Os fósseis também permitirão aos pesquisadores estudar como os animais se comportavam 500 milhões de anos atrás, quando o mundo era um pouco mais quente do que hoje, e usá-los como um indicador de para onde o mundo está se dirigindo em termos de comportamento animal em um ambiente mais quente.

“Neste depósito, encontramos os ancestrais da maioria dos animais modernos, tanto marinhos quanto terrestres”, disse Julien Kimmig. “Se o Haiyan Lagerstätte é na verdade um paleo-berçário, isso significa que esse tipo de comportamento animal não mudou muito em 518 milhões de anos.”

Colaboradores adicionais neste estudo incluem Dayou Zhai e Yu Liu da Universidade de Yunnan; e Shanchi Peng, Academia Chinesa de Ciências.

A Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, o Laboratório Estadual de Paleobiologia e Estratigrafia do Instituto de Geologia e Paleontologia de Nanjing e o Programa de Pesquisa Principal do Instituto de Geologia e Geofísica da Academia Chinesa de Ciências financiou esta pesquisa.