História da Paleontologia

Como toda ciência, a Paleontologia surgiu do esforço e da curiosidade de inúmeros pesquisadores ao redor do mundo. Várias foram as questões-chave para a sua consolidação como ciência. Neste texto serão abordadas as diferentes interpretações dos fósseis ao longo da história, o surgimento da noção de tempo profundo e a estratigrafia, a correlação dos fósseis com a história natural da Terra, o estabelecimento do conceito de extinção, a sistematização da paleontologia como ciência e as implicações das ideias evolutivas na interpretação do registro fossilífero.

Interpretações sobre a Origem dos Fósseis ao longo da História

Ao longo da história, diversos povos tiveram contato com fósseis e os incorporam à sua cultura de maneiras distintas. Tribos paleolíticas utilizavam conchas fósseis, especialmente de moluscos gastrópodes, como ornamentos, o que é evidenciado por achados nas cavernas de Lascaux, na França, de conchas perfuradas para a suspensão por fios, possivelmente utilizados como colares. Na Grécia Antiga, os amonites (moluscos cefalópodes) eram associados a chifres de bode, tidos como símbolos sagrados devido ao deus Júpiter Ammon. Eram conhecidos como Cornu Ammonis – chifres de Amon -, de onde originou-se o nome científico “amonites” posteriormente.

Fóssil do amonite Ateroceras, Jurássico da Inglaterra.
Escultura do deus Júpiter Ammon, Museu Barracco, Roma.

A semelhança dos fósseis com plantas e animais atuais sempre chamou atenção, mas suas particularidades em forma e composição impunham um desafio complexo para autores que tentavam explicá-los. Diversos pensadores gregos, como Xenófanes (556/560 – 470/480 a.C.), atribuíam a presença de conchas fósseis em locais afastados dos oceanos a eventos catastróficos e invasões dos mares que teriam transportado estes materiais para o interior do continente.

O naturalista romano Gaius Plinius Secundus (23/24 – 79), conhecido como Plínio, o Velho, interpretava os fósseis sob uma ótica mística. Ele acreditava que os amonites dourados (devido à piritização) da Etiópia, se colocados embaixo do travesseiro ao dormir, despertariam a capacidade de prever o futuro em sonhos. Plínio também acreditava que dentes de tubarão fossilizados eram pedras caídas do céu durante eclipses lunares. Esses dentes posteriormente seriam interpretados como línguas de cobras, petrificadas pelo apóstolo Paulo durante uma visita às ilhas de Malta. Essas pedras foram chamadas de Glossopetrae – pedras-língua – e eram tidas como capazes de proteger de mordidas de cobras, sendo utilizadas como amuletos de proteção e até colocadas em bebidas para neutralizar o efeito de possíveis venenos.

Xenófanes de Cólofon (556/560 – 470/480), filósofo grego nascido na cidade de Cólofon.
Gaius Plinius Secundus (23/24 – 79), conhecido como Plínio, o Velho foi um naturalista romano nascido na cidade de Como, na Itália.
Ilustrações de Glossopetrae feitas por Nicolaus Steno, 1667.

Após a fragmentação do Império Romano do Ocidente e o crescimento do poder da Igreja Católica, as interpretações da natureza nos povos europeus cristãos ficaram marcadas por uma forte visão escolástica, que negligenciava a observação direta da natureza, de modo que pouco progresso foi feito no estudo de fósseis nos primeiros séculos da Idade Média.

Um exemplo do misticismo atribuído aos fósseis durante a Idade Média é o caso dos amonites de Whitby. A lenda conta que a cidade de Whitby, na Inglaterra, já esteve infestada de cobras e estas foram transformadas em pedra pela abadessa Hilda (614 – 680), hoje reconhecida como uma santa cristã. Isto se dá pela associação dos fósseis de amonites com a imagem de cobras petrificadas sem cabeça ou cauda. A falta da cabeça nas cobras petrificadas é, inclusive, associada a ação de outro santo, o monge Cuteberto (634 – 687), que teria lançado um feitiço de decapitação nas cobras.  

Monumento à Hilda de Whitby (614 – 680) em Whitby, Inglaterra. Na base existem cobras enroladas e amonites em referência à lenda.
Fóssil de Dactylioceras com cabeça de cobra esculpida em referência à lenda de Hilda de Whitby.
São Cuteberto (634-687), monge nascido na cidade de Dunbar, Escócia.

Avicena (980 – 1037), polímata persa e tradutor de Aristóteles (385 – 323 a.C.), tentou estender a Teoria da Geração Espontânea, organizada por este filósofo grego, para explicar a origem dos fósseis. Para Avicena, estes teriam surgido pela força criativa (vis plastica) que continuamente criaria matéria orgânica a partir de matéria inorgânica. Entretanto, os fósseis seriam tentativas malsucedidas da natureza, tendo produzido a forma, mas não a vida animal de fato. Estas estruturas de pedra semelhantes a organismos eram muitas vezes denominadas ludus naturae, ou brincadeiras da natureza. Alberto Magno (1193 – 1280), um dos maiores teólogos da história ocidental, mais de 200 anos após os trabalhos de Avicena, mantinha uma perspectiva muito parecida sobre a origem dos fósseis, atribuindo-a a uma virtus formativa, uma força na Terra que seria responsável pela origem das plantas e animais.

Já no século XV, Leonardo da Vinci (1452 – 1519) deu um passo importante no entendimento dos fósseis ao interpretar conchas fósseis encontradas em montanhas como sendo registros de animais que ali viveram no passado, em detrimento da hipótese de que teriam sido transportados de oceanos atuais por eventos catastróficos. Para da Vinci, rios de lama teriam alcançado os mares que cobriam as montanhas da Itália e preenchido as conchas de moluscos mortos. Esses depósitos de lama e conchas que preenchiam o fundo dos mares teria então secado e preservado os moldes de conchas antigas.

Girolamo Fracastoro (1478 – 1553) tinha uma visão parecida com a de da Vinci. Durante a construção da cidadela de San Felice, em Verona (Itália), construtores encontraram fósseis de mexilhões (moluscos bivalves) marinhos e pediram para que Fracastoro explicasse tal maravilha. O italiano desprezava a ideia da vis plastica defendida por Avicena e também considerava que a ideia de que os animais ali encontrados teriam sido trazidos pelo dilúvio era impossível, visto que tal evento resultaria na aparição de mexilhões de água doce, não marinhos, e que estes estariam espalhados pela superfície, não enterrados profundamente como se via. Para Fracastoro, a única explicação era de que aqueles eram registros de animais que teriam vivido ali onde eram encontrados.

Leonardo da Vinci (1452 – 1519), polímata italiano nascido no vilarejo de Anchiano, comuna de Vinci. É tido como um dos principais nomes do movimento renascentista e é conhecido por seu trabalho como pintor, inventor e anatomista.

Girolamo Fracastoro (1478 -1553), médico, matemático, geógrafo e poeta, nascido na cidade de Verona, Itália.

Já no século XVII, Nicolaus Steno (1638-1686) desvendou o mistério das glossopetrae ao dissecar a cabeça de um tubarão moderno e comparar a morfologia de seus dentes às místicas “pedras-língua”, mostrando que eram praticamente idênticos. Robert Hooke (1635-1703), contemporâneo de Steno, utilizando-se de um microscópio rudimentar, comparou detalhadamente plantas e moluscos fósseis a espécimes atuais, mostrando que as explicações mágicas sobre a origem dos fósseis eram infundadas. Hooke inclusive chegou a considerar que os espécimes muito diferentes dos seres atuais poderiam ser formas extintas, mas no geral ao se deparar com tais exemplares era comum imaginar-se que eram espécies ainda não descobertas, o que era sustentado, no caso dos seres marinhos, pela vastidão dos oceanos ainda muito pouco explorados.

Nicolaus Steno (1638 – 1686), bispo católico, anatomista e geólogo, nascido na cidade de Copenhague, Dinamarca. Foi beatificado pelo papa João Paulo II em 1988.
Comparação entre dentes de tubarão e Glossopetrae feita por Nicolaus Steno em 1667.

John Woodward (1665-1728), paleontólogo inglês, também era adepto da ideia de que fósseis tinham uma origem orgânica. Em sua obra Um ensaio sobre a História Natural da Terra e corpos terrestres (1695), ele descreve fósseis, rochas e minerais de sua coleção, se opondo fortemente a concepção de que fósseis eram meras imitações ou tentativas malsucedidas de criar a vida, colocando que representavam de fato faunas e floras pretéritas. Porém, o autor supunha que esses registros haviam sido carregados para sua posição presente através de um Dilúvio Universal, ideia fundamentada a partir da literatura bíblica judaico-cristã e sustentada pelo movimento protestante que vinha crescendo na Europa.

Mesmo com a existência de visões como as de Da Vinci, Fracastoro, Steno, Hooke e até os autores que defendiam a teoria do dilúvio bíblico, como Woodward, ainda existiam no século XVIII vários pensadores que não aceitavam a ideia de que os fósseis tinham como origem os seres vivos e preferiam defender a posição de que estes eram originados da matéria inorgânica. Esta ideia perdeu força com um evento muito peculiar ocorrido na Alemanha em 1726. Johannes Bartholomew Beringer (1667 – 1738), um professor na Universidade de Wüzburg, publicou um trabalho com descrições ilustradas de diversos fósseis, com vários espécimes de Muschelkalk, Triássico Médio da Alemanha. Junto aos espécimes triássicos eram descritas também formas peculiares, sóis, luas, estrelas e até letras hebraicas, interpretadas e ilustradas como sendo fósseis. Acontece que os alunos de Beringer, que já não acreditavam nas ideias aristotélicas da Geração Espontânea, esconderam no sedimento essas formas produzidas artificialmente e enganaram o professor de modo a fazê-lo descobri-las em campo. Foi só quando o próprio nome de Beringer foi encontrado entre essas formas que ele então percebeu o que havia ocorrido. O professor tentou comprar os exemplares de seu trabalho e destruí-los, mas em 1767 uma nova versão foi publicada, eternizando o caso como uma estranha curiosidade da ciência e parte da história da Paleontologia. Com isso, a ideia da Geração Espontânea como explicação para a origem dos fósseis foi fortemente desacreditada e estabeleceu-se a noção de que fósseis eram provenientes de seres vivos.

Ilustrações de Beringer mostrando “fósseis” de inscrições em hebraico.

“Fósseis” descritos por Beringer mostrando um cometa e um sol. Parte da coleção da Universidade de Wüzburg, Alemanha.

A Idade da Terra e a Estratigrafia

Tão importante para a história da Paleontologia quanto o estabelecimento de uma origem orgânica para o registro fossilífero foram as investigações sobre a idade da Terra e as metodologias desenvolvidas para estudá-la. Até o século XVII a única ideia amplamente aceita sobre a idade da Terra era baseada nos textos bíblicos. Em 1658, foi publicada a obra Os Anais do Mundo, trabalho do Arcebispo irlandês James Ussher (1581-1656), que se utilizou das escrituras judaico-cristãs para estimar a idade da Terra, concluindo que esta teria cerca de seis mil anos, tendo ocorrido o primeiro dia da Criação em 23 de outubro de 4004 a.C. O conceito de uma Terra jovem ia ao encontro das explicações diluvianas para o aparecimento de fósseis marinhos no ambiente continental e era, portanto, amplamente aceito por pensadores desta corrente.

Entretanto, materiais como as Glossopetrae intrigavam o já citado Nicolaus Steno. Ter identificado que as “pedras-língua” eram na verdade dentes de tubarão não foi suficiente para o dinamarquês. Como era possível um corpo sólido, como um dente de tubarão, ser encontrado contido em outro corpo sólido, como uma rocha? Esta e outras questões levaram à publicação de 1669 intitulada De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus, ou Introdução a um discurso sobre um corpo sólido incluído de forma natural dentro de outro corpo sólido. Entre questões como os fósseis e os cristais, Steno explicou a formação e as características dos estratos, as camadas de rocha por ele observadas, em especial na Toscana (Itália). O autor compara depósitos fossilíferos a rochas não-fossilíferas, chegando à conclusão de que estas representam um tempo anterior ao surgimento dos organismos vivos, quando a Terra era envolvida por um oceano universal. As camadas homogêneas e de granulometria fina seriam, então, representativas dos depósitos mais antigos, enquanto as camadas que apresentassem heterogeneidade na granulometria e composição e a presença de fósseis, corresponderiam a depósitos mais recentes. Por mais imprecisa que fosse tal definição, Steno já estava interpretando as camadas de rocha como sendo depósitos correspondentes a um determinado período da história da Terra e cujas características forneciam informações a respeito do seu ambiente de formação. Este é o conceito fundamental da Estratigrafia, ciência que estuda a sucessão das camadas de rocha (estratos) e os eventos que as formaram. Mas o autor vai ainda mais além e define três princípios que são até hoje tidos como a base da Estratigrafia:

Princípio da Horizontalidade Original: as partículas sedimentares de um fluído acomodam-se sob a influência da gravidade, portanto as camadas são originalmente depositadas horizontalmente. Desta forma, qualquer camada que esteja inclinada ou perpendicular ao horizonte deve ter sofrido perturbação posterior à sua formação.

Princípio da Superposição de Camadas: em uma sucessão de estratos, não tendo havido deformações, o estrato mais antigo posiciona-se mais abaixo e os estratos sucessivamente mais jovens posicionam-se acima. Originalmente a ideia de Steno era de que os estratos iniciais teriam sido formados a partir da precipitação do oceano universal e posterior acumulação de sedimentos, de forma que durante sua formação somente água estaria acima. O próximo estrato se formaria então apenas quando o primeiro estivesse consolidado, originando assim o empilhamento das camadas. A ideia de um oceano universal e a limitação da formação de estratos a somente ambientes aquosos não encontra fundamentação atualmente, mas o princípio de acumulação de sedimentos mais jovens sobre uma camada mais antiga e já consolidada se mantém. Daí a importância desse princípio.

Princípio da Continuidade Lateral Original: todo estrato deve cobrir o mundo todo ou ser limitado lateralmente por outro depósito sólido. Ampliando um pouco o conceito original, entendemos que os estratos se estendem em todas as direções até que sua espessura chegue a zero ou seja limitado por sua bacia deposicional.

De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus, Nicolaus Steno, 1669.

Outras tentativas de explicar a sucessão dos estratos geológicos foram feitas após o trabalho de Steno. John Woodward, também anteriormente citado, utilizava o evento do Dilúvio Universal para tanto. O autor inglês colocava que anteriormente ao Dilúvio, a conformação da superfície da Terra era semelhante ao que observamos hoje e que a biodiversidade também pouco se diferenciava da atual. O interior da Terra havia sido preenchido com água, que subitamente rompeu através da crosta e ergueu-se acima das montanhas mais altas. A crosta terrestre teria se desintegrado completamente com esse evento, mas as formas de vida e os metais permaneceram intactos. O material da crosta desintegrada teria então afundado e formado a sucessão estratigráfica com as rochas mais pesadas na base e os depósitos mais leves nos horizontes superiores. Fósseis mais pesados teriam sido incorporados aos estratos mais basais, abaixo dos estratos contendo fósseis mais leves como equinodermos. Nos estratos mais de topo estariam ossos de seres humanos, animais quadrúpedes, peixes, conchas e plantas. Após o dilúvio nenhum outro evento catastrófico semelhante teria ocorrido e as chuvas e os rios teriam carregado o material da superfície, que teria sido depositado nas planícies aluviais e no fundo do oceano. As ideias de John Woodward, entretanto, não encontram fundamentação atualmente, visto que as explicações de Steno para a formação dos estratos é muito mais próxima do que observamos na realidade, tendo sido fundamentais para o estabelecimento da Estratigrafia como conhecemos e estudamos no presente.

John Woodward (1665 – 1728), naturalista, geólogo e antiquário, nascido em Derbyshire, Inglaterra.

Um dos problemas que a teoria de Nicolaus Steno enfrentava no contexto de sua época era que os mecanismos que formariam os estratos demandavam tempo. Sendo o conceito da Terra jovem bem estabelecido e aceito no século XVII, como os estratos poderiam se formar a partir da deposição dos sedimentos em seis mil anos?

James Hutton (1726-1797) ampliou ainda mais essa discussão indo de encontro aos conceitos fundamentados pelos textos bíblicos. Suas observações da natureza, especialmente das rochas e minerais, levou a publicação de seu trabalho denominado de A Teoria da Terra (1788), em que aborda tópicos como a origem das rochas, a formação da Terra, erupções vulcânicas e faunas e floras antigas. Mas o ponto mais relevante de seu trabalho trata dos processos de denudação (exposição) das estruturas da superfície terrestre. Hutton descreve o efeito de agentes químicos e físicos na destruição das rochas, a ação da água no transporte dos sedimentos para os oceanos e sua posterior acumulação para a formação das camadas de rocha. O autor demonstra a dimensão do tempo necessário para que ciclos de destruição e construção feitos por agentes tão lentos possam se completar, formando a sucessão estratigráfica e as formações geológicas que observamos hoje. Para provar seu ponto, chama a atenção para a insignificância das mudanças ocorridas na superfície terrestre durante a escala de tempo histórico. Tais conclusões deram origem a um dos princípios que fundamenta a ciência da Geologia, o Uniformitarismo: os processos geológicos que atuavam no passado longínquo da Terra seriam os mesmos observados atualmente, de modo que a história do planeta é feita de múltiplos eventos de soerguimento, denudação e deposição. Assim, se fortalecia a ideia de um tempo geológico profundo, que posteriormente seria confirmado diretamente através das datações radiométricas iniciadas por Clair Patterson na década de 1950.

James Hutton (1726 – 1797), geólogo, químico e naturalista nascido na cidade de Edimburgo, Escócia.

Publicação da Royal Society of Edinburgh contendo A Teoria da Terra, de Hutton, 1788
Clair Patterson (1922 – 1995), geoquímico nascido em Mitchellville, EUA.

A Bioestratigrafia e a Estruturação da Paleontologia como Ciência

Durante o século XVIII o interesse pelo campo de estudos que tratava das rochas e minerais estava aumentando exponencialmente. Abraham Gottlob Werner (1749 – 1817) sistematizou pela primeira vez esse crescente ramo da ciência, o qual inicialmente chamou de “Ciência das Montanhas”, alterado posteriormente para “Geognosia”. Werner considerava que a Geognosia compreendia a identificação mineral das rochas, a determinação de sua posição estratigráfica, espessura e condições sob as quais foram originadas, bem como o posicionamento estratigráfico dos fósseis. Sob o termo “Geologia”, sugerido por Jean-André Deluc (1727-1817), Werner mantinha somente as especulações teóricas sobre a origem e história da Terra.

Por mais importante que tenha sido essa sistematização inicial do estudo das rochas e minerais, a Geognosia de Werner tinha alguns problemas. A sucessão cronológica de membros individuais de uma formação não podia ser determinada com precisão e os fósseis eram raramente utilizados para a identificação estratigráfica, que acabava por se utilizar mais frequentemente das características minerais das rochas.

Foi William Smith (1769-1839) quem primeiro conseguiu arranjar e identificar em ordem cronológica os estratos de rocha de acordo com os fósseis neles encontrados. O inglês confeccionou um mapa geológico da Europa em 1801 (publicado de forma completa em 1816) se utilizando principalmente de conchas fósseis. Os trabalhos anteriores, que se baseavam majoritariamente em características minerais dos estratos, dependiam muito de camadas contínuas de rocha; Smith, por se utilizar dos fósseis, conseguia correlacionar estratos não contínuos, podendo cobrir uma área mais extensa do território europeu. Assim nascia o ramo da Bioestratigrafia, a correlação estratigráfica de camadas de rocha por seu conteúdo biológico (os fósseis). William Smith é considerado também o “pai da Geologia Histórica”.

Abraham Gottlob Werner (1749 – 1817), geólogo e mineralogista nascido na Prússia.
Jean-André Deluc (1727 – 1817), geólogo e meteorologista nascido em Genebra, Suíça.
William Smith (1769 – 1839), geólogo nascido em Churchill, Inglaterra.

Um trabalho realizado independentemente de Smith em 1808 e que chegou a conclusões semelhantes foi o dos franceses Georges Cuvier (1769-1832) e Alexandre Brongniart (1770-1847), que avaliaram os estratos de rocha de uma seção da Bacia Sedimentar de Paris, notando uma sucessão cronológica das camadas acompanhadas por desaparecimentos e aparecimentos de grupos de fósseis, avançando das camadas da base (mais antigas) para o topo (mais recentes).

O nascimento da Bioestratigrafia trazia finalmente o conhecimento de que a investigação da flora e da fauna fóssil era um elemento-chave no estudo das formações rochosas. A identificação e correlação dos estratos de rocha só poderiam ser precisos se utilizassem tanto as características minerais das rochas, quanto o conteúdo biogênico nelas presentes. Com tais fatos estabelecidos, o estudo dos fósseis atraiu a atenção de cada vez mais pesquisadores, elevando-o à posição de uma disciplina científica independente. Essa nova ciência foi nomeada Paleontologia quase que simultaneamente por Henri Marie Ducrotay de Blainville (1777-1850) e Johann Fischer Von Waldheim (1771-1853) no ano de 1834.

Cuvier, Catastrofismo e o Conceito de Extinção

Georges Cuvier foi um naturalista francês, cuja importância para a sistematização da Paleontologia como ciência é quase imensurável. Já nas décadas finais do século XVIII, no início de sua carreira, vivendo na cidade de Fécamp, na Normandia, Cuvier realizava coletas de espécimes com os quais produzia análises anatômicas e chegava a conclusões compartilhadas através de cartas com ex-colegas e professores. Também se interessava por mineralogia e fazia observações geológicas das formações do litoral normando. Teve contato com os trabalhos de Werner e de autores como Romé de L’isle (1736-1790), Jean-Claude de La Métherie (1743-1817) e René Just-Haüy (1787-1789).

Georges Cuvier (1769 – 1832), naturalista zoólogo nascido Montbéliard, França.

Cuvier ganhou notoriedade com suas correspondências e publicações nas quais expressava suas ideias e observações sobre anatomia. Em 1794 foi aceito como membro da Sociedade de História Natural de Paris e em 1795 foi nomeado como suplente para a cadeira de Anatomia dos Animais no Museu de História Natural de Paris. Tendo acesso à coleção do museu, Cuvier pôde ampliar consideravelmente seu conhecimento em anatomia e até abril de 1796 apresentou 18 trabalhos sobre anatomia comparada.

No mesmo mês de abril de 1796, Georges Cuvier apresentou o sumário de seu primeiro trabalho envolvendo uma espécie fóssil, no qual comparou ossadas e dentes de três espécimes de proboscídeos (grupo dos elefantes, mamutes e mastodontes), concluindo que tratavam-se de três espécies distintas, duas viventes e uma desaparecida. É preciso contextualizar que a extinção de uma espécie inteira não era um conceito estabelecido no final do século XVIII, e mesmo materiais fósseis consideravelmente diferentes de qualquer ser vivo atual eram tratados com ressalva, geralmente levando à conclusão de que estariam vivos em algum lugar remoto do planeta, o denominado argumento do “fóssil vivente”. Cuvier contornou esse argumento ao utilizar nos seus trabalhos espécies animais que, caso vivas atualmente, dificilmente não seriam notadas, como por exemplo as do grupo dos já mencionados proboscídeos.

Seis dias após a polêmica apresentação de seu trabalho com proboscídeos, Cuvier apresentou outro trabalho com uma espécie fóssil e que também teve muita repercussão. O autor francês analisou um esqueleto fóssil de uma espécie não identificada, montado em Madrid por Juan-Bautista Bru de Ramón (1740-1799). O material era proveniente da Argentina, embora no título de seu artigo, Cuvier classificou erroneamente como proveniente do Paraguai. Tal fato poderia ser interpretado como uma demonstração de como Cuvier não dava tanta relevância para o ambiente em que o animal vivia, tendo como foco de seu trabalho as características anatômicas.

Cuvier concluiu em sua análise que o fóssil representava uma espécie distinta de qualquer outra, seja fóssil ou vivente, a qual nomeou de Megatherium americanum. Este foi provavelmente o primeiro fóssil a receber uma denominação binomial lineana (gênero e espécie). Em uma versão do artigo publicado na revista Monthly Magazine, ainda no ano de 1796, foi adicionada a ilustração do esqueleto feita por Ramón em que mostrava o animal como um quadrúpede. Cuvier não faz referência alguma a esse aspecto no trabalho, mas relaciona o animal fóssil às preguiças atuais, as quais possuem um hábito de vida arborícola.

Comparação entre espécimes de proboscídeos no trabalho Mémoires sur les espèces d’éléphants vivants et fossiles, de Cuvier, 1799
Ilustração de esqueleot de Megatherium americanum montado por Ramón como um quadrúpede.

Era do conhecimento de Cuvier que a fim de analisar e comparar anatomicamente todas as espécies fósseis existentes, como era de sua ambição, seria necessária a criação de uma rede de compartilhamento de informações por seguidores de sua metodologia de pesquisa, que havia sido bem definida na sua obra Quadro elementar da história natural dos animais, de 1798, na qual descreve com detalhamento as leis da Anatomia Comparada, que lhe permitiam reconstruir os animais a partir de materiais fósseis incompletos.

Tendo ganhado notoriedade internacional com os diversos trabalhos publicados nos anos finais do século XVIII, e principalmente com a enorme circulação de seu livro, Cuvier ascendeu dentro da academia científica francesa, sendo nomeado para a cadeira de História Natural no Collége de France. Isto permitiu com que o autor divulgasse suas ideias para um público maior, culminando no seu apelo feito em uma sessão da Academia de Ciências em 1800 para a criação de uma comunidade científica que adotasse seus métodos de pesquisa com anatomia comparada, de modo a incorporar de vez os fósseis na ciência da Geologia. Cuvier desejava que tal comunidade lhe enviasse ilustrações de materiais de vários lugares do mundo para que ele pudesse descrevê-los e compará-los às espécies viventes e fósseis. Esse movimento contribuiu para a sistematização da paleontologia como um campo científico que agora possuiria uma metodologia, um paradigma e uma comunidade que o adotava. 

Mas as contribuições de Cuvier foram ainda mais longe. No seu trabalho de 1808, com Brongniart, em que classificaram os estratos rochosos das formações dos arredores de Paris, o autor focou sua atenção para as sucessões faunísticas que se apresentavam. Em cada camada estratigráfica era possível observar determinadas espécies fósseis que desapareciam nos estratos superiores, onde novos grupos de seres apareciam. Alguns estratos mostravam claramente ambientes marinhos, com a presença de amonites e belemnites, ou mexilhões e ostras. Outros eram claramente terrestres e continham ossadas de grandes quadrúpedes. A esta mudança nos organismos encontrados em cada camada, Cuvier deu o nome de Sucessão Biótica. O francês também interpretou que os limites entre as camadas representavam eventos catastróficos, responsáveis por extinguir as formas anteriores e alterar o ambiente em que os estratos se formavam, de maneira súbita. Assim nascia a teoria de Cuvier que mais tarde ficaria conhecida como Catastrofismo, um conceito que, por mais impreciso que possa ser atualmente, estabelecia de vez a ideia da extinção de espécies inteiras, hoje fundamental para o estudo da paleobiologia.

Alexandre Brongniart (1770 – 1847), químico, mineralogista, geólogo, zoólogo e paleontólogo nascido em Paris, França.
Mapa geológico de Paris no trabalho Essay sur la
géographie des environs de Paris
, de Cuvier e Brongniart, 1808

Teorias Evolutivas e a Paleontologia

Nas primeiras décadas do século XIX o estudo dos fósseis se consolidava como a chave para o conhecimento da vida no passado geológico. A comunidade científica que se criou a partir dos discursos de Cuvier, se empenhava em comparar anatomicamente os animais atuais e fósseis com o foco de encontrar novas espécies extintas, diferentes de todos os seres viventes. As ideias do Catastrofismo pressupunham que os seres vivos eram imutáveis e que uma sucessão biótica ocorria quando uma catástrofe dizimava a fauna anterior, dando lugar aos seres do próximo momento geológico. Isto teria ocorrido até cerca de seis mil anos atrás, período da última catástrofe, cujos sobreviventes seriam os seres observados no presente.

Apesar de ser o paradigma da paleobiologia no século XIX, o fixismo (seres vivos imutáveis) de Cuvier não era aceito por todos os pesquisadores. Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829) defendia um ponto diferente, uma ideia evolutiva. Em sua obra Philosophie Zoologique ou Filosofia Zoológica de 1809, Lamarck propôs que os seres progridiriam de forma gradual em direção a uma maior complexidade e perfeição. As mudanças nas plantas e animais se daria através da lei do uso e desuso, de modo que as estruturas sofreriam alterações morfológicas por serem ou não utilizadas e essas novas características são transmitidas para os seus descendentes.

Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chavalier de Lamarck (1744 – 1829), naturalista nascido em Bazentin, França.
Philosophie Zoologique, de Lamarck, 1809.

Lamarck traz o exemplo das girafas para ilustrar sua teoria. Para ele, os ancestrais das girafas teriam pescoço curto e as patas traseiras e dianteiras com comprimento proporcional. Porém, eventualmente, precisaram alcançar folhas mais altas; as sucessivas tentativas teriam feito, então, com que o seu pescoço se alongasse e suas patas dianteiras ficassem maiores que as traseiras. Esses caracteres adquiridos por um indivíduo seriam transmitidos para seus descendentes.Este paradigma de mutabilidade das espécies ficou conhecida como Transformismo (em oposição ao Fixismo).

Cuvier e Lamarck discordavam em diversos pontos nas suas proposições. A ideia transformista para a explicação da sucessão biótica desafiava o conceito de organização que era a base da Anatomia Comparada. Para Cuvier, o nível de transformação na organização de um ser que era necessário para haver especiação não era possível de ser alcançado, pois inviabilizaria a própria organização. Seria, de acordo com o autor, reduzir a nada toda a História Natural. Por outro lado, Lamarck negava veementemente a possibilidade da extinção. Para ele os seres não eram extintos, apenas se transformavam. Nesse embate de ideias prevaleceram as proposições de Cuvier, de modo que o fixismo foi amplamente adotado em toda primeira metade do século XIX.

Mas foi através dos trabalhos de Charles Robert Darwin (1809-1882) que as teorias evolutivas ganharam força. Entre 1831 e 1836, Darwin esteve a bordo do navio do governo inglês H.M.S. Beagle, que tinha como principal objetivo a produção cartográfica da América do Sul. Na condição de naturalista, Charles Darwin pôde fazer as mais diversas observações da biodiversidade de lugares como as Ilhas Galápagos, a Patagônia e o Brasil. Seus registros da viagem foram publicados em um diário de bordo junto ao capitão do navio, Robert Fitzroy (1805-1865), em 1836, e em um volume separado em 1839.

Charles Darwin (1809 – 1882), naturalista, geólogo e biólogo nascido em Shrewsbury, Inglaterra. É tido como um dos mais importantes cientistas da história.
H.M.S Beagle, navio do governo britânico capitaneado por Fitzroy.

Robert Fitzroy (1805 – 1865), oficial da Marinha Real Britânica e cientista, nascido em Ampton, Inglaterra.

Entre os materiais encontrados por Darwin durante a sua viagem estavam os fósseis. Em uma passagem de seu livro A Origem das Espécies, ele relata fósseis de um animal semelhante a um crocodilo, encontrados na terra avermelhada dos pampas argentinos, além de dentes de tubarão e conchas de espécies extintas localizadas na base de falésias. No território uruguaio, Darwin adquiriu um crânio quase completo de um grande mamífero fóssil, posteriormente descrito como Toxodon platensis.

As observações de Charles Darwin levaram-no a consideração de que os seres vivos se modificam com o tempo (transformismo), pensamento semelhante ao de Lamarck. Em 1838, teve contato com a obra de Thomas Robert Malthus (1765-1834) An Essay on the Principle of Population ou Um ensaio sobre o princípio da população, de 1803, que coloca que as populações humanas crescem em progressão geométrica, enquanto a oferta de alimentos cresce em proporção aritmética. Darwin não observou a veracidade desse conceito na natureza, entretanto. Existia certa constância no tamanho das populações de seres vivos, ao mesmo tempo em que era observada uma variabilidade entre os seres, inclusive em características essenciais para sua adaptação ao ambiente. Alguns indivíduos, por conta dessas características, morriam precocemente, enquanto outros tinham uma maior longevidade e conseguiam produzir descendentes férteis. O inglês concluiu então que deveria existir uma luta pela vida, onde os mais adaptados sobreviveriam e transmitiriam suas características vantajosas para os seus descendentes. Tal processo foi denominado de Seleção Natural, mecanismo base de sua teoria evolutiva.

Esqueleto de Toxodon, Museu Argentino de Ciências Naturais Bernardino Rivadavia, Buenos Aires.
An Essay on the Principle of Population, 1798. A primeira edição foi publicada anonimamente, mas Malthus foi logo identificado como o autor. A segunda edição foi publicada em 1803 com revisões.
Thomas Robert Malthus (1766 – 1834), nascido na Inglaterra, é considerado o pai da Demografia.

Para a ocorrência das modificações nos seres propostas por Darwin, seria necessário um longo período de tempo e um ambiente relativamente calmo, livre de catástrofes. Daí suas ideias diferiam de vez do Catastrofismo de Cuvier e se assemelhavam mais às ideias de James Hutton e Charles Lyell (1797-1875). Desta forma, a modificação era direcional, lenta e gradual, ocorrendo através da seleção natural. Neste período, Darwin já se fundamentaria na ideia de uma Terra mais antiga do que se imaginava, com base nos primeiros estudos envolvendo a meia-vida de elementos radioativos.

Ao longo das décadas de 1840 e 1850, Darwin trabalhou na organização de sua teoria, tendo escrito um manuscrito de 35 páginas em 1842, ampliado para 230 páginas em 1844. Mas o naturalista inglês tinha receio de expor suas ideias publicamente. Em parte, esse receio pode ser explicado pelo evento da publicação da obra Vestiges of the Natural History of Creation ou Vestígios da História Natural da Criação, de 1844, publicada anonimamente pelo jornalista escocês Robert Chambers (1802-1871), que trazia premissas evolutivas baseadas nas ideias lamarckistas. O livro foi duramente criticado pelos cientistas da época, inclusive por Adam Sedgwick (1785-1873), mentor de Darwin em Cambridge. Aliado a isto estava o fato de que Darwin pretendia trazer concepções biológicas totalmente livres de conceitos religiosos, o que causaria comoção na comunidade científica e na sociedade em geral.

Em 1858, entretanto, Darwin recebeu um manuscrito que o incentivou a publicar suas ideias. Alfred Russel Wallace (1823-1913), um jovem naturalista inglês enviou-o seu trabalho On the tendency of varieties to depart indefinitely from the original type ou Da tendência das variedades de se afastarem indefinidamente do tipo original, onde descrevia o mesmo mecanismo da seleção natural, apesar de não ter utilizado o mesmo termo. Darwin impressionou-se com a semelhança das duas ideias, elaboradas independentemente. Seu trabalho, que vinha sendo organizado há quase 20 anos, possuía um embasamento maior, com mais exemplos e observações, mas Wallace merece o crédito de coautor da ideia da seleção natural.

Os dois apresentaram seus resultados de forma conjunta à Linnean Society ainda em 1858 sob o título de On the Tendency of Species to form Varieties; and on the Perpetuation of Varieties and Species by Natural Means of Selection ou Sobre a tendência das espécies em formar variedades e Sobre a perpetuação das variedades e espécies por meio da seleção natural. Em 1859, Darwin publicou seu trabalho completo, intitulado On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life ou A Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural ou a Preservação das Raças Favorecidas na Luta pela Vida, um dos trabalhos mais importantes e influentes da história da ciência.

Alfred Russel Wallace (1823 – 1913), nascido em Usk, País de Gales, foi um naturalista, geógrafo, antropólogo e biólogo.
On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the Preservation of Favoured Races in the Stuggle for Life, Charles Darwin, 1859

Em seu livro, Darwin fornece o embasamento teórico para sua Teoria da Evolução por Seleção Natural, oferecendo diversos exemplos provenientes de sua experiência como naturalista durante várias décadas. Argumentos utilizados por Cuvier contra as ideias evolutivas de Lamarck, como a falta de espécies intermediárias no registro fossilífero, são respondidos; Darwin coloca que o registro fossilífero é imperfeito e a dinâmica geológica da Terra se encarregaria de apagar parte das formas intermediárias, registrando apenas alguns instantes da história.

Por mais revolucionárias que as ideias de Darwin fossem na época, sua aceitação não veio de imediato. O paradigma do fixismo de Cuvier estava bem estabelecido e os mecanismos para explicar a modificação das espécies não foram descobertos pelo naturalista inglês, tendo ele recorrido a ideias de Lamarck como o uso e desuso. Grandes paleontólogos do século XIX como Edward Drinker Cope (1840-1897), responsável por inúmeras descobertas fascinantes na Paleontologia de Vertebrados, contestavam sua teoria, preferindo adotar as ideias lamarckistas, em um movimento que ficou conhecido como neo-lamarckismo. O rival de Cope, Othniel Charles Marsh (1831-1899), igualmente brilhante no seu trabalho com paleovertebrados, foi, entretanto, um dos pioneiros em adotar as ideias evolucionistas de Darwin, que reconheceu as descobertas de Marsh como o melhor suporte para sua Teoria da Evolução, em uma carta enviada ao professor em 1880.

Foi no começo do século XX que a teoria de Darwin ganhou uma aliada importante: a genética. A divulgação dos trabalhos de Gregor Johann Mendel (1822-1884) em 1900, apresentados originalmente em 1865, trazia matematicamente o conceito da variação genética em populações com reprodução sexuada (neste caso, as famosas ervilhas, além de outras plantas). À luz dessa nova área das ciências biológicas a teoria de Darwin foi reinterpretada a partir de 1940 com os trabalhos de autores como Fisher, Simpson, Huxley e Dobzhansky, dando origem ao neodarwinismo ou a Teoria Sintética da Evolução, sustentada até hoje por inúmeros trabalhos de ecologia, genética, filogenia etc.

Da Caça aos Dinossauros ao Século XXI

É inegável que hoje a imagem da Paleontologia para a sociedade em geral está fortemente ligada aos dinossauros. Esses animais condensam aquilo que há de mais encantador na superfície da ciência paleontológica: são gigantes e misteriosos. Seus registros mais antigos datam de mais de 220 milhões de anos, mas sua aparição para os paleontólogos aconteceu relativamente tarde. A primeira publicação oficial de fósseis de um dinossauro data de 1824, com o Megalosaurus de William Buckland (1784-1856). Gideon Mantell (1790-1852) já havia encontrado em 1822 dentes que seriam publicados em 1825 sob o nome de Iguanodon. Mas esses animais só seriam conhecidos como “dinossauros” a partir de 1842, quando Richard Owen (1804-1892) cunhou o termo Dinosauria (cujo significado é “lagartos terríveis”).

William Buckland (1784 – 1856), foi um teólogo, geólogo e paleontólogo nascido em Axminster, Inglaterra.
Esculturas de Iguanodon expostas no Crystal Palace Park, em Londres. Esculpidas por Benjamin Waterhouse Hawkins sob a curadoria científica de Richard Owen, foram reveladas em 1854 e demonstravam o que havia de mais recente na reconstrução científica de dinossauros.

Gideon Algernon Mantell (1790 – 1852), foi um obstetra, geólogo e paleontólogo nascido em Lewes, Inglaterra.

A descoberta de répteis gigantes rapidamente interessou os paleontólogos de todo o mundo, mas ganhou uma importância ainda maior nos Estados Unidos. O oeste estadunidense, ainda pouco explorado pelos não-nativos do continente, era uma oportunidade perfeita para aqueles que caçavam fósseis de dinossauros. Edward Cope e Othniel Marsh travaram uma verdadeira guerra na busca por descrever espécies novas de dinossauros gigantes, no que ficou conhecida como a “Guerra dos Ossos”, que gerou verdadeiras histórias de velho-oeste, com incursões nas terras áridas de Montana, sabotagens e conflitos com povos originários.

Durante o século XIX os museus de história natural se consolidaram como o grande destino dos materiais fósseis coletados. Marsh enriqueceu muito a coleção do Peabody Museum of Natural History da universidade de Yale (em New Haven). Henry Fairfield Osborn (1857-1935), o paleontólogo que com a ajuda de Barnum Brown (1873-1963) descreveu o Tyrannosaurus rex, possivelmente o fóssil mais famoso da história, ajudou a alavancar as pesquisas paleontológicas do American Museum of Natural History, em Nova Iorque.

Edward Drinker Cope (1840 – 1897), foi um paleontólogo nascido na Filadélfia, EUA. Fez importantes descobertas no estudo de répteis mesozóicos como dinossauros e mosassauros.
Othniel Charles Marsh (1831 – 1899), foi um paleontólogo nascido em Lockport, EUA. Pioneiro na adoção das ideias evolutivas de Darwin, é um dos principais estudiosos da paleontologia de vertebrados da história.
Barnum Brown (1873 – 1963) foi um paleontólogo nascido em Carbondale, EUA. Fez importantes descobertas para a paleontologia de vertebrados, incluindo a descoberta do primeiro espécime de Tyrannosaurus rex.

Os dinossauros também ganharam espaço na cultura popular no início do século XX com a obra de sucesso do escocês Arthur Conan Doyle, intitulada O Mundo Perdido (1912), onde descreve a incursão do professor Challenger às misteriosas terras da América do Sul, que preservaram a biodiversidade do passado geológico, promovendo aventuras com pterodáctilos e alossauros. O sucesso dos dinossauros no entretenimento aumentaria com a adaptação cinematográfica de O Mundo Perdido em 1925, o clássico King Kong de 1933 e principalmente o icônico Jurassic Park de 1993 (baseado no livro de mesmo nome de 1989), que trouxe os grandes répteis à vida na tela do cinema e influenciou uma geração inteira de paleontólogos com seus modelos animatrônicos encarnando uma nova versão destes animais. Com esta franquia, popularizaram-se as ideias de Robert Bakker (1945), quem questionou a visão dos dinossauros como répteis obsoletos e revolucionando a paleontologia de vertebrados e renovando o interesse popular na paleontologia em um movimento conhecido como o Renascimento dos Dinossauros (Dinosaur Renaissance).

The Lost World, Arthur Conan Doyle, 1912.
Robert Thomas Bakker (1945) é um paleontólogo nascido em Ridgewood, EUA. É um dos principais pesquisadores de dinossauros da atualidade.
Jurassic Park é uma franquia de filmes baseada na obra de Michael Crichton. O primeiro filme de 1993, dirigido por Steven Spielberg revolucionou a imagem dos dinossauros perante o público, tendo vencido 3 Oscar, incluindo melhores efeitos visuais.

A paleontologia se desenvolveu fortemente durante o século XX, estruturando-se cada vez mais como uma ciência independente. Seu objeto de estudo tornou-se cada vez mais amplo e os estudos cada vez mais específicos, abarcando desde grandes vertebrados até microfósseis. Áreas como tafonomia, paleoicnologia e micropaleontologia ganharam cada vez mais espaço e o ensino da paleontologia nas universidades se espalhou por todos os continentes. Técnicas modernas, como a datação radiométrica das rochas, proporcionaram dados mais precisos sobre a idade das rochas e fósseis, revolucionando o conhecimento estratigráfico da Terra.

Atualmente, a Paleontologia é uma ciência sólida, que atrai um grande número de estudantes em todo o mundo. Com a facilidade na divulgação das pesquisas, o conhecimento paleontológico tem caráter mais universal, e a reconstrução da história da vida na Terra se torna cada vez mais completa. Novas técnicas laboratoriais como a tomografia computadorizada, as análises químicas e a paleohistologia vêm permitindo interpretações cada vez mais precisas dos fósseis. O futuro dessa ciência que, tão competentemente remonta nosso passado, parece ser, de fato, muito promissor!

Materiais de Referência

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OAKLEY, K. “Folklore of Fossils”. Antiquity (39), pp: 9-16 e 117-125. York: 1965

RAUGUST, Tiago. Evolução sob a perspectiva do Registro Fóssil. In: SOARES, M.B.(Org.). A paleontologia na sala de aula. Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Paleontologia, 2015. p. 129-164

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ZITTEL, Karl Alfred Von. History of Geology and Paleontology: To the end of the nineteenth century. Londres: Walter Scott, 1901. 562 p.

Sobre o autor

Lucca Cunha é licenciando em Geografia na UFRGS e atua como bolsista de iniciação à popularização da ciência no programa Ciência na Sociedade, Ciência na Escola da Propesq. Também atua como voluntário no Laboratório de Paleovertebrados do Departamento de Paleontologia e Estratigrafia do Instituto de Geociências da UFRGS.

Sobre o autor

Heitor Francischini é licenciado em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de São Carlos. Mestre em Geociências (Área de Concentração: Paleontologia; 2014) e Doutor em Ciências (Área de Concentração: Paleontologia; 2018) pelo PPGGeo-UFRGS. Durante o doutorado realizou período sanduíche no New Mexico Museum of Natural History and Science (em Albuquerque, EUA) e, durante a graduação, realizou intercâmbio na Universidad de la Republica (em Montevidéu, Uruguai). Atualmente é Professor Adjunto A da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, ministrando as disciplinas Paleontologia Aplicada à Biologia, Paleontologia II e Paleontologia de Vertebrados para os cursos de Ciências Biológicas (Licenciatura e Bacharelado) e Geologia. Possui experiência com os seguintes temas: Paleontologia, Paleobiologia e Paleoicnologia, com ênfase no registro de vertebrados continentais do Paleozoico e Mesozoico, principais temas de sua pesquisa. É membro da Sociedade Brasileira de Paleontologia