Como um asteróide gigante que destruiu os dinossauros levou ao surgimento das florestas tropicais modernas

Cerca de 66 milhões de anos atrás, um grande asteróide colidiu com o que agora é conhecido como Yucatan, mergulhando a Terra na escuridão. O impacto transformou as florestas tropicais, dando origem a flores.

Hoje, as florestas tropicais são um hotspot para a biodiversidade e desempenham um papel importante nos sistemas climáticos mundiais. Um novo estudo foi publicado hoje em Ciência Ele esclarece as origens das florestas tropicais modernas e pode ajudar os cientistas a entender como as florestas tropicais responderão às rápidas mudanças climáticas do futuro.

O estudo, liderado por pesquisadores do Smithsonian Tropical Research Institute (STRI), mostrou que uma colisão de asteróides que encerrou o reinado dos dinossauros há 66 milhões de anos também fez com que 45% das plantas fossem extintas no que hoje é a Colômbia, cedendo. ao risco de extinção. O reinado das plantas com flores nas florestas tropicais modernas.

Samambaia para flores

De florestas cheias de samambaias a florestas cheias de flores: as plantas começaram a produzir flores atraentes que contêm recompensas açucaradas para os insetos que carregam pólen (principalmente os espermatozóides masculinos das plantas) para outras flores, ajudando as plantas a se reproduzir. Essa estratégia foi tão bem-sucedida que as plantas com flores capturaram as florestas tropicais e o mundo. Crédito: Hesse Tempo. Un viaje paleontologico ilustrado pela Colombia. Alexander von Humboldt Institute e Smithsonian Institute for Tropical Research. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

“Ficamos imaginando como as florestas tropicais haviam mudado após severas perturbações ambientais como o efeito Chicxulub, então procuramos fósseis de plantas tropicais”, disse Monica Carvallo, autora sênior e pós-doutoranda no STRI e na Universidade de Del Rosario, na Colômbia. “Nossa equipe examinou mais de 50.000 registros de pólen fóssil e mais de 6.000 fósseis de folhas antes e depois do impacto.”

A Colômbia é coberta por florestas de 125 a 100 milhões de anos atrás

125 a 100 milhões de anos atrás, na era dos dinossauros, muito do que hoje é a Colômbia estava coberto por florestas dominadas por coníferas e samambaias. Crédito: Hesse Tempo. Un viaje paleontologico ilustrado pela Colombia. Alexander von Humboldt Institute e Smithsonian Institute for Tropical Research. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Na América Central e do Sul, os geólogos procuram encontrar fósseis expostos cortando estradas e minas antes de chuvas fortes e escondendo a selva novamente. Antes deste estudo, pouco se sabia sobre o impacto dessa extinção no desenvolvimento das plantas com flores que agora dominam os trópicos americanos.

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Carlos Jaramillo, um paleontólogo que trabalha para o STRI e sua equipe, a maioria colegas do STRI – muitos deles da Colômbia – estudaram o pólen de 39 locais, incluindo afloramentos rochosos e núcleos de exploração de petróleo na Colômbia, para pintar um grande quadro regional das florestas de antes e depois impacto. Pólen e germes retirados de rochas mais antigas que a de influência mostram que as florestas tropicais eram dominadas por samambaias e plantas com flores. As coníferas, como os parentes do pinheiro Kauri e do pinheiro da Ilha Norfolk, que são vendidos nos supermercados na época do Natal (Araucariaceae), eram comuns e lançavam uma sombra sobre as pegadas dos dinossauros. Após o impacto, as coníferas desapareceram quase completamente dos trópicos do Novo Mundo e as plantas com flores assumiram o controle. A diversidade de plantas não se recuperou por cerca de 10 milhões de anos após o impacto.

Plantas após uma colisão de asteróide

Depois que o asteróide colidiu com o México, quase metade das plantas pré-colisão foram extintas. Após o impacto, as plantas com flores dominam as florestas tropicais modernas. Crédito: Hace Tiempo. Un viaje paleontologico ilustrado pela Colombia. Alexander von Humboldt Institute e Smithsonian Institute for Tropical Research. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

Os fósseis de folhas disseram à equipe muito sobre o clima anterior e o ambiente local. Carvalho e Fabiani Herrera, pesquisador de pós-doutorado no Instituto Negaunee para Ciência da Conservação e Trabalho no Jardim Botânico de Chicago, liderou o estudo de mais de 6.000 espécimes. Trabalhando com Scott Wing no Museu Nacional de História Natural do Smithsonian Institution e outros, a equipe encontrou evidências de que as árvores da floresta tropical pré-impactadas estavam espaçadas, permitindo que a luz atingisse o solo da floresta. Dentro de 10 milhões de anos após o impacto, algumas florestas tropicais eram densas, como as encontradas hoje, com folhas e trepadeiras projetando uma sombra profunda sobre as árvores menores, arbustos e plantas herbáceas abaixo. As copas pontilhadas em florestas pré-impacto, com menos plantas com flores, carregavam menos água do solo para a atmosfera do que aquelas que surgiram milhões de anos depois.

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“Estava chovendo completamente em farináceoMas as florestas funcionavam de forma diferente, disse Carvalho.

Bogotá Paleoceno

A Bogotá moderna é uma cidade andina a quase 3.000 metros (9.000 pés) acima do nível do mar. Mas no Paleoceno (10 milhões de anos após a colisão do asteróide) estava coberto por florestas tropicais. Danos causados ​​por insetos às folhas fósseis coletadas perto de Bogotá dizem aos pesquisadores que após o impacto, insetos exigentes (insetos que comem apenas certas espécies) se tornaram menos comuns e foram substituídos por insetos de sabor mais extenso que podem comer muitas plantas diferentes. Crédito: Hesse Tempo. Un viaje paleontologico ilustrado pela Colombia. Alexander von Humboldt Institute e Smithsonian Institute for Tropical Research. Banco de Imágenes (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

A equipe não encontrou evidências de árvores leguminosas antes do evento de extinção, mas depois disso houve grande diversidade e abundância de folhas e vagens de leguminosas. Hoje, as leguminosas são uma família predominante nas florestas tropicais e, por meio da associação com bactérias, retiram o nitrogênio do ar e o convertem em fertilizante para o solo. A altura das leguminosas teve um efeito significativo no ciclo do nitrogênio.

Carvallo também trabalhou com Konrad Labandera no Museu Nacional de História Natural da Smithsonian Institution para estudar os danos causados ​​por insetos a fósseis de folhas.

As plantas com flores estão começando a se diversificar

De 66 a 100 milhões de anos atrás, as plantas com flores começaram a se diversificar nos pântanos ao nível do mar e nas florestas de várzea, onde hoje estão os Andes. Crédito: Há muito tempo. Uma excursão ilustrada de paleontologia pela Colômbia. Alexander von Humboldt Institute e Smithsonian Institute for Tropical Research. Banco de Imagens (BIA), Instituto Alexander von Humboldt.

“Pode revelar danos causados ​​por insetos a plantas em um microcosmo de uma única folha ou uma extensão de uma comunidade botânica, que é a base da estrutura alimentar em uma floresta tropical”, disse Labandeira. “A energia na massa de tecido vegetal que viaja através da cadeia alimentar – em última análise, para jibóias, águias e onças – começa com insetos que formam o esqueleto e mastigam, perfuram e sugam e viajam para a vesícula biliar e são carregados pelos tecidos vegetais . A evidência dessa cadeia alimentar de consumo começa de várias maneiras. Intensiva e brilhante que os insetos consomem pelas plantas. “

“Antes do efeito, vemos que diferentes tipos de plantas têm diferentes danos: a alimentação era específica do hospedeiro”, disse Carvalho. “Após o impacto, encontramos os mesmos tipos de danos em quase todas as plantas, o que significa que a nutrição foi mais geral.”

Folhas fósseis

Artigos fósseis do grupo usado para este estudo. Folhagem alimentando-se fortemente de insetos de uma nova floresta tropical de 58-60 anos na Formação Bogotá, Colômbia. Hoje, a família Spurge é uma das famílias mais abundantes e diversificadas de uma floresta tropical de planície. Crédito: de Monica Carvallo.

Como os efeitos posteriores transformaram as esparsas florestas tropicais ricas em pinheiros da era dos dinossauros nas florestas tropicais de hoje – árvores altas pontilhadas de flores amarelas, roxas e rosa, gotejando orquídeas? Com base em evidências de pólen e folhas, a equipe sugere três explicações para a mudança, todas as quais podem ser verdadeiras. Uma ideia é que os dinossauros mantiveram as florestas de pré-impacto abertas, alimentando-se e movendo-se pela paisagem. A segunda explicação é que as cinzas caem sob a influência do solo fertilizado em todos os trópicos, dando uma vantagem para as plantas com flores de crescimento mais rápido. A terceira explicação é que a extinção preferencial de espécies de coníferas criou uma oportunidade para que as plantas com flores dominassem os trópicos.

“Nosso estudo segue uma pergunta simples: como evoluem as florestas tropicais?” Disse Carvalho. “A lição aqui é que com distúrbios rápidos – geologicamente – os ecossistemas tropicais não se recuperam apenas; eles são substituídos e o processo leva muito tempo.”

A referência: “A Extinção no Final do Período Cretáceo e a Origem das Florestas Tropicais Modernas” por Monica R Carvallo, Carlos Jaramillo, Felipe de la Bara, Dinari Caballero Rodriguez, Fabiani Herrera, Scott Wing, Benjamin El Turner e Carlos D. Apollito, Millerlandy Romero-Baez, Paula Narvais, Camilla Martinez, Mauricio Gutierrez, Conrad Labandera, German Baiona, Milton Rueda, Manuel Baez Reyes, Dyron Cardenas, Alvaro Duque, James L. Crowley, Carlos Santos, 2 de abril, Silvest 2021, Ciência.
DOI: 10.1126 / science.abf1969

Os autores deste artigo são afiliados ao STRI no Panamá, Universidade Del Rosario Bogotá, Colômbia; Universidade de Montpellier, CNRS, EPHE, IRD, França; Universidade de Salamanca, Espanha; Instituto Colombiano del Petroleo, Bucaramanga, Colômbia; Jardim Botânico de Chicago; Museu Nacional de História Natural, Washington, DC; Universidade da Flórida, Nós somos; Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, Brasil; Exxon Mobil Corporation, Spring, Texas, Estados Unidos; Centro Científico e Tecnológico-CONICET, Mendoza, Argentina; Universidade do Chile, Santiago; Universidade de Maryland, College Park, EUA; Universidade Capital Normal, Pequim, China; Corporación Geológica Ares, Bogotá, Colômbia; Paleoflora Ltda. , Zapatoka, Colômbia; Universidade de Houston, Texas, EUA; Instituto de Pesquisa Científica da Amazon, SINCHI, Leticia, Colômbia; Universidade Nacional da Colômbia, Medellín, Colômbia; Boise State University, Boise, Idaho, EUA; BP Exploration Co. Ltd. , Reino Unido ; E a Universidade de Friburgo, na Suíça.

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