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Os 6 peixes que dataram a primavera do asteroide

No sítio Tanis, Melanie During leu os ossos de peixes soterrados no impacto de Chicxulub e achou a estação do ano.

Peixe-espátula fóssil com camadas no osso

Em fevereiro de 2022, a paleontóloga Melanie During, da Universidade de Uppsala, na Suécia, publicou na revista Nature a análise de 6 peixes fósseis. Os 6 pararam de crescer na primavera do hemisfério norte, no instante em que o asteroide de Chicxulub atingiu a Terra, há 66 milhões de anos.

Os peixes vieram do sítio Tanis, um depósito de rocha em Dakota do Norte, nos Estados Unidos, escavado desde 2012 pelo paleontólogo Robert DePalma. A camada guarda o que um rio viveu na primeira hora após o impacto.

O asteroide caiu na península de Yucatán, no México, e abriu uma cratera de cerca de 180 quilômetros. O tremor chegou a Dakota do Norte em minutos e sacudiu a água do rio, que saiu do leito em ondas e cobriu as margens de lama, areia e animais.

Junto com a água caiu outra chuva: gotas de rocha derretida, lançadas na atmosfera pelo choque, que esfriaram no voo e viraram esferas de vidro do tamanho de um grão de areia grossa.

Os peixes respiravam aquela água. Muitos fósseis de Tanis têm as esferas presas nas brânquias (as guelras, por onde o peixe tira oxigênio da água). Nenhuma esfera chegou ao estômago: os animais foram soterrados vivos, poucos minutos após inalar a poeira do impacto.

Esse detalhe deu a During um material raro. Cada peixe guardava no próprio esqueleto o calendário dos anos que viveu, encerrado no dia exato da catástrofe.

A escolha da peça decide o resultado. Um osso de dinossauro guarda anos, mas raramente a estação; um peixe de rio, que cresce no compasso da água morna e fria, guarda as duas medidas no mesmo pedaço de esqueleto.

Ela escolheu peixes-espátula, parentes dos esturjões com um focinho comprido em forma de remo, e esturjões. Os dois grupos têm ossos que crescem em camadas, uma por estação, como os anéis de uma árvore.

Faltava ler a última camada sem quebrar o fóssil. A seção a seguir mostra como During fez a leitura e por que a última linha de cada osso apontava para a primavera.

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I  O Mecanismo

O calendário dentro do osso

Um peixe-espátula cresce rápido no verão, quando a água morna enche o rio de plâncton (os seres minúsculos que boiam e servem de alimento), e quase para no inverno. Cada ano deixa no osso uma faixa larga e clara seguida de uma linha fina e escura.

A linha fina é a marca da pausa de inverno. Contando as linhas, os paleontólogos sabem a idade do animal; medindo a faixa que vem após a última, sabem em que ponto do ano ele parou.

During estudou um osso de cada peixe: o dentário (o osso da mandíbula inferior) nos peixes-espátula e o espinho da nadadeira peitoral nos esturjões, a haste dura que sustenta a barbatana do lado do corpo.

Cortar os fósseis destruiria as peças. A equipe levou as amostras ao Centro Europeu de Radiação Síncrotron, em Grenoble, na França, onde um acelerador de partículas produz raios X muito mais intensos que os de um hospital.

A técnica usada foi a microtomografia por síncrotron (uma tomografia em escala de milésimos de milímetro). Ela reconstruiu em três dimensões cada camada do osso, inclusive as células ósseas fossilizadas.

Nos 6 peixes, a última faixa estava incompleta. O crescimento tinha retomado o ritmo após o inverno, mas ainda não chegara ao pico do verão.

During conferiu a leitura por um segundo caminho. Ela mediu a proporção de carbono 13, uma forma mais pesada do carbono, em fatias ao longo do osso. A proporção sobe quando o peixe come mais plâncton, no verão, e cai no inverno.

A curva dos isótopos (versões do mesmo elemento químico com massas diferentes) subia e descia no mesmo compasso das faixas. Na última fatia, ela estava em subida, sem ter alcançado o topo anual.

A contagem das células ósseas fez o terceiro teste. O volume e a densidade de células aumentam quando o osso cresce rápido; no último trecho, os valores vinham aumentando, como em cada começo de estação quente registrado nos anos anteriores do mesmo peixe.

Os anos anteriores serviram de padrão de comparação. Cada peixe tinha vivido vários anos, e During comparou a última faixa com as faixas completas do mesmo animal: a espessura final batia com o trecho que, nos outros anos, correspondia aos meses de primavera.

Três medidas independentes chegaram à mesma conclusão: o impacto de Chicxulub aconteceu na primavera do hemisfério norte.

II  Por que Importa

Primavera no norte, outono no sul

Primavera no norte significa outono no sul. A data mostra que os dois hemisférios receberam o golpe em fases opostas do ano, e a fase do ano decide o que um animal está fazendo.

No norte, a primavera é época de reprodução. Muitos bichos estavam com ninhos, ovos e filhotes expostos, gastando reserva de energia para crescer e procriar.

No sul, o outono empurra parte da fauna para tocas, para o fundo de lagos e para a dormência (o metabolismo reduzido que poupa energia nos meses frios). Um animal enterrado tinha mais chance de atravessar as primeiras semanas de fogo e escuridão.

O asteroide lançou fuligem e enxofre suficientes para escurecer o céu por meses. As plantas pararam a fotossíntese, e a cadeia alimentar perdeu a base.

During e os coautores propuseram no artigo de 2022 que a estação ajuda a explicar por que a recuperação da vida não foi igual nas duas metades do planeta.

Há sinal dessa diferença nas folhas fósseis. Em 2016, Michael Donovan, da Universidade Estadual da Pensilvânia, mostrou na revista Nature Ecology and Evolution que as florestas da Patagônia, na Argentina, recuperaram a variedade de marcas de insetos nas folhas em cerca de 4 milhões de anos. Na América do Norte, a mesma recuperação levou cerca de 9 milhões.

O resultado de Donovan não prova que a estação foi a causa. A distância até Yucatán também pesa: o norte ficava mais perto da cratera e recebeu mais destroços. During tratou a primavera como uma peça a somar, nunca como explicação única.

A data interessa também a quem estuda aves e mamíferos. Os grupos que passaram pelo impacto eram pequenos, comiam de tudo e muitos viviam em tocas. A estação reforça a pergunta sobre quem estava protegido naquela semana.

Há ainda o efeito sobre os ovos. Répteis e aves que punham ovos na primavera do norte dependiam de semanas de calor estável para chocar. O céu escuro e o frio súbito interromperam a incubação de uma geração inteira naquela metade do planeta.

Por fim, o método. Até 2022, a estação de um evento de 66 milhões de anos era palpite. Com ossos de peixe e um síncrotron, virou medida, e a técnica serve para outras extinções guardadas em rocha.

III  A Fonte

During e colegas, Nature, 2022

O artigo saiu em 23 de fevereiro de 2022 na Nature, com o título “The Mesozoic terminated in boreal spring” (O Mesozoico terminou na primavera boreal). O Mesozoico é a era dos dinossauros; boreal quer dizer do hemisfério norte.

A autora principal era Melanie During, então doutoranda na Universidade de Uppsala. Entre os coautores estavam o geólogo holandês Jan Smit, da Universidade Livre de Amsterdã, e Dennis Voeten, especialista em imagens de síncrotron.

O trabalho passou por revisão de pares (a leitura crítica de outros especialistas antes da publicação) e trouxe em anexo as imagens tridimensionais dos ossos, para que outros grupos conferissem as camadas.

Os peixes saíram de Tanis em blocos de sedimento, ainda com as esferas de vidro nas brânquias. As esferas provam que cada animal estava vivo no momento do impacto, e não morto antes e misturado à lama depois.

Houve uma corrida paralela. Em dezembro de 2021, a equipe de Robert DePalma publicou na revista Scientific Reports conclusão parecida, a de que o impacto ocorreu entre a primavera e o verão, a partir de outro conjunto de peixes de Tanis.

O próprio sítio estreou em 2019, num artigo de DePalma na revista PNAS (a publicação da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos), que descreveu as ondas no rio e as esferas presas nas brânquias.

A escolha dos peixes também pesou na revisão. Peixes-espátula e esturjões vivem até hoje em rios da América do Norte, e o ritmo de crescimento das espécies atuais serviu de comparação para ler os ossos fósseis.

O que não se sabe fica dito. O método data a estação, não o dia: a margem cobre algumas semanas da primavera. Também não se sabe quanto a estação pesou na seleção dos sobreviventes, porque faltam fósseis do sul com precisão parecida para comparar.

Os dinossauros de Tanis seguem em debate. Uma perna de Thescelosaurus (um dinossauro herbívoro de porte médio) com pele preservada foi mostrada em 2022 num documentário da BBC, ainda sem artigo revisado que confirme que o animal foi soterrado no dia do impacto.

“Se o asteroide tivesse caído no outono do norte, que linhagens estariam vivas hoje?”

6 peixes. Foi a amostra que datou a estação do impacto de Chicxulub (During e colegas, Nature, 2022).

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CIÊNCIA BIZARRA

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