A órbita flutuante da Terra pode estar afetando a evolução, sugerem novas evidências

Por Tessa Koumoundouros
Publicado na ScienceAlert

A cada 405.000 anos, a órbita do nosso planeta se estende e se torna 5 por cento elíptica, antes de retornar a um caminho mais uniforme. Há muito tempo entendemos que esse ciclo, conhecido como excentricidade orbital, leva a mudanças no clima global, mas não se sabe exatamente como isso afeta a vida na Terra.

Agora, novas evidências sugerem que a órbita flutuante da Terra pode realmente impactar a evolução biológica. Uma equipe de cientistas liderada pelo paleoceanógrafo Luc Beaufort, do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS), encontrou indícios de que a excentricidade orbital está impulsionando “surtos” evolutivos de novas espécies, pelo menos no plâncton da variante fotossintetizante (fitoplâncton).

Os cocolitóforos são algas microscópicas que se alimentam de luz solar e criam placas de calcário ao redor de seus corpos unicelulares moles. Essas conchas de calcário, chamadas cocólitos, são extremamente prevalentes em nossos registros fósseis – surgindo pela primeira vez há cerca de 215 milhões de anos, durante o Triássico Superior.

Esses errantes oceânicos são tão abundantes que contribuem maciçamente para os ciclos de nutrientes da Terra, então as forças que alteram sua presença podem ter um grande impacto nos sistemas de nosso planeta. Beaufort e colegas mediram incríveis 9 milhões de cocólitos ao longo de 2,8 milhões de anos de evolução nos oceanos Índico e Pacífico, com a ajuda de microscopia automatizada por IA. Usando amostras sedimentares oceânicas bem datadas, eles foram capazes de obter uma resolução incrivelmente detalhada de cerca de 2.000 anos.

Os pesquisadores foram capazes de usar escalas de tamanho dos cocólitos para estimar o número de espécies, já que estudos genéticos anteriores confirmaram que diferentes espécies da família de cocolitóforos Noelaerhabdaceae podem ser diferenciadas por meio de seus tamanhos de células.

Eles descobriram que o comprimento médio de um cocólito seguia um ciclo regular alinhado com o ciclo de excentricidade orbital de 405.000 anos. O maior tamanho médio do cocólito apareceu com um ligeiro lapso de tempo após a maior excentricidade. Isso acontecia independentemente de a Terra estar passando por um estado glacial ou interglacial.

“No oceano moderno, a maior diversidade de fitoplâncton é encontrada na faixa tropical, um padrão provavelmente relacionado a altas temperaturas e condições estáveis, enquanto a circulação de espécies sazonais é maior em latitudes médias devido a um forte contraste sazonal de temperatura”, explicou Beaufort e colegas em seu estudo. “Uma maior diversidade de nichos ecológicos quando a sazonalidade é alta leva a um número maior de espécies porque a adaptação de Noelaerhabdaceae é caracterizada pelo ajuste do tamanho do cocólito e do grau de calcificação para prosperar nos novos ambientes”. Eles descobriram que esse mesmo padrão se refletia nas grandes escalas de tempo que examinaram. À medida que a órbita da Terra se torna mais elíptica, as estações ao redor do equador se tornam mais pronunciadas. Essas condições mais variadas estimularam os cocolitóforos a se diversificar em mais espécies.

A fase evolutiva mais recente que a equipe detectou começou por volta de 550.000 anos atrás – um evento de radiação em que novas espécies de Gephyrocapsa emergiram. Beaufort e colegas confirmaram esta interpretação usando dados genéticos sobre as espécies vivas hoje.

Usando dados de ambos os oceanos, eles também foram capazes de distinguir entre eventos locais e globais.

Além do mais, ao calcular as taxas de acumulação de massa nas amostras de sedimentos, os pesquisadores desvendaram o impacto potencial que espécies morfologicamente diferentes tiveram no ciclo do carbono da Terra, que elas podem influenciar por meio da fotossíntese e da produção de suas conchas de calcário (CaCO3).

“Espécies mais leves (por exemplo, E. huxleyi e G. caribbeanica) contribuem mais para a exportação de carbonato de cocólito”, escreveu a equipe, explicando que, quando espécies oportunistas de tamanho médio dominam, há menos carbono sendo armazenado nas conchas dos animais mortos afundando nas profundezas.

À luz dessas descobertas e de outras pesquisas de apoio, Beaufort e a equipe sugerem que a defasagem observada entre a excentricidade orbital e as mudanças no clima pode sugerir que “os cocolitóforos podem conduzir – ao invés de apenas responder – às mudanças no ciclo do carbono”.

Em outras palavras, esses minúsculos organismos, junto com outros fitoplâncton, podem ajudar a mudar o clima da Terra em resposta a esses eventos orbitais. Mas é necessário mais trabalho para confirmar isso.

Esta pesquisa foi publicada na Nature.