A flor do Kajanthus lusitanicus, com 110 milhões de anos: o seu interior visto num corte longitudinal graças a observações numa máquina de raios X intensos MÁRIO MIGUEL MENDES
O exterior da flor do Kajanthus lusitanicus observado ao microscópico electrónico de varrimento
MÁRIO MIGUEL MENDES
O exterior da flor do Kajanthus lusitanicus observado ao microscópico electrónico de varrimento
MÁRIO MIGUEL MENDES
Interior da flor do Kajanthus lusitanicus visto numa máquina de raios X intensos
MÁRIO MIGUEL MENDES
Pólenes do Kajanthus lusitanicus MÁRIO MIGUEL MENDES
Fruto da planta Canrightiopsis dinisii observado ao microscópio electrónico de varrimento: no topo, vários grãos de pólen MÁRIO MIGUEL MENDES
Pormenor dos grãos de pólen num fruto da Canrightiopsis dinisii MÁRIO MIGUEL MENDES
Pólenes do género Pennipollis, com 125 milhões de anos, apanhados em Torres Vedras
MÁRIO MIGUEL MENDES
O paleobotânico Mário Miguel Mendes JOÃO PAIS
Nem sempre a Terra teve flores. Subitamente, elas apareceram – um mistério que Charles Darwin considerou “abominável”. Portugal tem estado a contribuir para o estudo das flores primitivas, graças à descoberta de fósseis de várias plantas novas para a ciência.
Na palma da mão, é um ponto negro, indistinguível a olho nu. Já à lupa binocular, este pedaço de carvão, nem de um milímetro de comprimento, ganha formas. É uma flor, exemplar único, nova para a ciência. Esteve enterrada em argila durante 110 milhões de anos, até ter sido recolhida entre quilos de terra pelo investigador Mário Miguel Mendes perto da vila do Juncal, no concelho de Porto de Mós, distrito de Leiria. Ela e os fósseis de outras três plantas, também classificadas entretanto como novidades científicas, enriquecem as colecções do jardim português do Cretácico, quando os dinossauros reinavam e as plantas com flor começavam a despontar na Terra.
Antes, uma breve história. Há cerca de 440 milhões de anos, ter-se-ão deslocado para terra firme, vindas do mar, as primeiras plantas. “Esses primeiros colonizadores terão sido algas verdes já extintas, que apresentavam semelhanças com os briófitos, grupo de plantas a que pertencem os musgos”, explica-nos o paleobotânico Mário Miguel Mendes, do Centro de Investigação Marinha e Ambiental da Universidade do Algarve, em Faro, e do Museu Geológico, em Lisboa. “Para que as plantas pudessem conquistar o meio terrestre, tiveram de desenvolver estruturas que possibilitassem, por um lado, a obtenção de água e, por outro, reduzir a sua perda. Além disso, desenvolveram as raízes que fixavam a planta ao solo, absorvendo água necessária à sua manutenção, e os caules que suportam as folhas, órgãos fotossintéticos por excelência.”
Estavam ainda longe de ter flores, e os continentes onde viviam tinham uma configuração muito diferente da de hoje. A evolução tornou as plantas mais complexas, até aparecerem as gimnospérmicas, como as coníferas, em que as sementes não estão encerradas dentro de um fruto, de que são exemplo os pinheiros e os seus pinhões. “Há cerca de 320 milhões de anos, em Portugal formavam-se cordilheiras de montanhas com lagos envolvidos e habitados por vegetação rica e diversificada. Havia cavalinhas gigantes e plantas afins de licopódios e selaginelas actuais, mas de porte arbóreo, a par de coníferas que lembravam araucárias. Os fetos eram particularmente abundantes e diversificados”, conta Mário Miguel Mendes. “Esta vegetação desenvolvia-se em ambientes pantanosos, em clima húmido e relativamente quente das áreas próximas do equador da Terra de então. São desta altura muitos dos depósitos de carvão mundiais, inclusivamente em Portugal.”
Há cerca de 250 milhões de anos, os continentes anteriormente existentes já tinham colidido entre si e formado um só supercontinente, a Pangeia. Mas a tectónica é imparável e a fragmentação das placas ao longo da era Mesozóica – iniciada há 235 milhões de anos, no período do Triásico, e terminada com o Cretácico, entre há 145 e 65 milhões de anos –, colocou novos desafios às plantas terrestres. Se na Pangeia viviam sobre a influência de um clima continental, com a fragmentação das placas tectónicas as plantas tiveram de se adaptar a condições mais húmidas. “Esta interacção entre clima e fenómenos tectónicos ditou o aparecimento e a extinção de alguns grupos vegetais”, explica o paleobotânico.
“Há 225 milhões de anos, no Triásico, as plantas foram povoando as imensas áreas continentais semidesérticas, a partir da vizinhança de áreas lacustres. No Jurássico (200-145 milhões de anos), as coníferas dominavam a vegetação arbórea. Os fetos abundavam.”
Mas a Terra continuava sem flores. As primeiras plantas com flores, ou angiospérmicas, apareceram relativamente tarde na história do planeta – “apenas” há cerca de 130 milhões de anos, no início do Cretácico, como indicam os fósseis mais antigos. E as suas flores eram pequenas. E sem pétalas. Hoje, as angiospérmicas dominam a vegetação terrestre, ocupando quase todos os ecossistemas e representando mais de 85% das espécies vegetais vivas.
“O aparecimento súbito destas plantas no Cretácico Inferior sempre intrigou os cientistas. Charles Darwin referia-se a este súbito evento evolutivo que provocou alterações profundas em todos os ecossistemas terrestres como um ‘ mistério abominável’. Aparentemente, o seu desenvolvimento foi feito a par da evolução dos insectos e a sua enorme diversificação terá resultado do êxito adaptativo das suas inovações evolutivas. Mas muitos aspectos relacionados com as condições paleoambientais que presidiram à proliferação das angiospérmicas continuam por esclarecer”, diz Mário Miguel Mendes.
Portugal tem contribuído para a reconstituição desta história do nosso planeta. Tal como nos Estados Unidos, na China e em Espanha, em Portugal encontram-se os fósseis de plantas com flores mais antigos do mundo. São de flores, sementes e frutos, com cerca de 125 milhões de anos, recolhidos em Torres Vedras pela dinamarquesa Else Marie Friis, uma das maiores especialistas em angiospérmicas. Por exemplo, identificou pólenes que só existem quando há flores de um género e espécie novos – aMayoa portugallica, descrita em 2004.
Em Torres Vedras, Mário Miguel Mendes também recolheu pólenes (de Pennipollis, por exemplo), sementes e frutos, nos depósitos com 125 milhões de anos. E na praia do Porto da Calada, perto da Ericeira, há ainda registo de um grão de pólen com 139 milhões de anos (atribuído à espécie Clavatipollenites hughesii).
Há ainda os restos de plantas com flores de uma jazida perto de Cercal, no concelho de Cadaval, com cerca de 120 milhões de anos. Ainda que seja agora dúbio que sejam de angiospérmicas, estes restos foram famosos em tempos. Em 1894, foram estudados por um francês apaixonado pela botânica e pela paleobotânica, o marquês Louis Charles Gaston de Saporta. O geólogo português Carlos Teixeira voltou a essas plantas em 1948, nas Memórias dos Serviços Geológicos de Portugal, frisando que o jazigo onde se descobriram ficou célebre: “Não há livro de paleobotânica que não o mencione. E com razão, pois procedem dali os mais antigos restos de dicotiledóneas [um grupo de angiospérmicas], até hoje, na Europa”, escrevia, na época.
Remexendo os sedimentos…
Mário Miguel Mendes, de 40 anos, e os seus colegas têm continuado o estudo das angiospérmicas primitivas do país. Nos últimos tempos, anunciaram a descoberta de algumas preciosidades floridas do Cretácico português, na revista científicaGrana. Uma delas é precisamente a angiospérmica, de exemplar único, preservada na argila perto da vila do Juncal, que Mário Miguel Mendes encontrou por volta de 2008.
A equipa classificou-a como um género e uma espécie novos para a ciência. Chamou-lhe Kajanthus lusitanicus, em que o género (a primeira palavra) é a derivação do nome de Kaj Raunsgaard Pedersen, em homenagem a este investigador emérito da Universidade de Aarhus, na Dinamarca, também estudioso de plantas fossilizadas e que vive com Else Marie Friis. E o segundo nome científico, que, em conjunto com o primeiro, designa a espécie, remete visivelmente para o país de origem do fóssil.
O paleobotânico português costuma procurar fósseis de plantas onde as empresas de cerâmica extraem argila para o fabrico de tijolos ou telhas – os barreiros. Percorre esses terrenos argilosos, dispostos em vários níveis, e geralmente o resultado dessas incursões traduz-se em sacos com quilos de argila etiquetados. “Cada amostra deve ter aí uns 15 quilos.”
Os níveis escuros do terreno argiloso têm restos de vegetais fossilizados e são justamente esses que interessam ao paleobotânico, porque pode lá haver fósseis de plantas. E que, ao mesmo tempo, não interessam às empresas de cerâmica, porque os restos vegetais, ao arderem durante a cozedura da argila, deixam as telhas e os tijolos esburacados.
O que veio a ser descrito como a Kajanthus lusitanicus estava em argilas cinzento-escuras no barreiro do Chicalhão, no Juncal. “As condições de fossilização têm de ser as adequadas: estas peças têm de ficar imediatamente protegidas dos agentes de decomposição e degradação, para ficarem conservadas nas melhores condições. Neste caso, ficaram preservadas em argilas”, refere Mário Miguel Mendes.
“A flor está incarbonizada, que é um processo de fossilização”, acrescenta o investigador sobre esse processo que consiste no enriquecimento relativo de carbono à custa da libertação gradual dos componentes voláteis e das moléculas orgânicas da planta.
Uma vez no laboratório, a argila é lavada num crivo, ficando retidos só os carvões e alguns sedimentos. “O material que fica no crivo é seco e visto à lupa binocular. Tudo o que tiver formas aparentemente identificáveis é colocado à parte”, conta. “Na lupa, vê-se logo se temos sementes, frutos, flores... Mas se as flores tiverem pólenes ‘in situ’, isso só consigo ver no microscópio electrónico.” Nem é possível identificar, nesta fase, o tipo de planta a que pertence uma flor.
Sendo promissor, o fóssil da Kajanthus lusitanicus seguiu para observações pormenorizadas no microscópio electrónico de varrimento, já no Museu Sueco de História Natural, em Estocolmo. Aí, Mário Miguel Mendes trabalhou com Else Marie Friis, que co-orientou a sua tese de doutoramento com o paleobotânico João Pais, da Universidade Nova de Lisboa, outro dos autores do artigo da Kajanthus lusitanicus. “Nesse dia, tínhamos visto muito material – flores, sementes e frutos –, já estávamos os dois cansados. Olhei para a flor e pensei: ‘Esta flor diz-me qualquer coisa.’ Sobretudo por causa da disposição dos estames e dos carpelos.”
Mas como tinham tirado poucas fotografias da flor, Mário Miguel Mendes quis observá-la de novo no microscópio electrónico. “Tinha ficado intrigado com ela.” Uns dias mais tarde, quando o microscópio ficou finalmente disponível outra vez, ainda que muito cedo, às seis da manhã, pôde observá-la em várias perspectivas. “Vi que tínhamos uma coisa nova. Quando mostrei a fotografia à professora Friis, ela disse: ‘Nunca vi isso!’”
A singularidade desta flor de carvão do Cretácico tornou-se ainda mais evidente quando as suas estruturas internas puderam ser observadas, nomeadamente os óvulos, sem que fosse destruída. Para tal, a flor viajou até à Suíça, ao
Instituto Paul Scherrer, em Villigen, onde foi submetida a raios X intensos (numa máquina chamada “sincrotrão”).
O que tinha de especial esta flor portuguesa? A resposta científica está no artigo da equipa: a planta que deu essa flor é muito parecida com uma espécie actualmente endémica da China, aSinofranchetia chinensis. Além disso, é o membro mais antigo da família Lardizabalaceae, pelo que está na base da linhagem da evolução das angiospérmicas. Que aspecto teria esta planta, que era terrestre? “Não me atrevo a dizer. Não encontrámos o resto da planta. Não sabemos como eram as folhas, os caules…”, responde. “Actualmente, a Sinofranchetia chinensis é uma planta trepadeira.”
E se procurarmos uma resposta literária, Antoine de Saint-Exupéry deu-nos uma n'O Principezinho. “E se eu, eu que aqui estou à tua frente, conhecer uma flor única no mundo, uma flor que não existe em mais lado nenhum senão no meu planeta, mas que, numa manhã qualquer, uma ovelha pode reduzir a nada num instante, assim sem dar sequer pelo que está a fazer, isso também não tem importância nenhuma?”, diz o principezinho, que vivia num asteróide com os seus vulcões em miniatura e a sua rosa vermelha, irritado com o amigo que encontrou na Terra. “Amar uma flor de que só há um exemplar em milhões e milhões de estrelas basta para uma pessoa se sentir feliz quando olha para o céu. Porque pensa: ‘Ali está ela, algures lá no alto…’ Mas se a ovelha comer a flor, para essa pessoa é como se as estrelas se apagassem todas de repente! Mas isso também não tem importância nenhuma, pois não?”
…Na Bacia Lusitaniana
Ao artigo na “Grana” sobre a Kajanthus lusitanicus, seguiu-se agora outro na mesma revista, no qual a equipa descreve de uma assentada três novas espécies de angiospérmicas, todas terrestres também, incluídas no que é descrito também como um género novo. O género é o Canrightiopsis, e as três espécies são aCanrightiopsis dinisii, a Canrightiopsis intermedia e aCanrightiopsis crassitesta, igualmente com 110 milhões de anos. “Até agora, o Canrightiopsis é conhecido apenas em Portugal”, diz o novo artigo.
Na análise das características destas plantas, vasculhadas novamente no microscópio electrónico de varrimento e no sincrotrão do Instituto Paul Scherrer, a equipa pôde determinar a existência de uma relação evolutiva entre o novo género e um género mais antigo e, ainda, com outros géneros actualmente existentes. “O novo género estabelece a ligação entre o género extinto Canrightia e os géneros da flora moderna Chloranthus,Ascarina e Sarcandra”, sublinha o cientista.
E com uma das novas plantas presta-se uma homenagem muito especial. A equipa quis dedicar a Canrightiopsis dinisii a Jorge Dinis, investigador da Universidade de Coimbra que em Setembro de 2013 teve um acidente de viação. “Um camião em contramão deixou-o em coma. Até hoje, o meu colega não consegue andar e não recuperou a fala”, diz Mário Miguel Mendes.
No caso das três novas espécies, não há um só exemplar, como noKajanthus lusitanicus. A sua descrição baseou-se em quase 1000 espécimes de frutos, sementes e grãos de pólenes. “A maior parte dos espécimes é de Famalicão, onde cerca de 650 já foram separados dos resíduos orgânicos”, relata o segundo artigo naGrana.
Muitos dos 1000 exemplares, só agora descritos na literatura científica, foram apanhados por Else Marie Friis ainda na década de 1990, calcorreando Portugal, e encontram-se no Museu Sueco de História Natural. Mas o Kajanthus lusitanicus e oCanrightiopsis dinisii, por exemplo, ficaram no Museu Geológico de Lisboa.
Além de Famalicão e do Chicalhão, os cerca de 1000 exemplares (também incarbonizados) foram recuperados em Arazede, Buarcos, Catefica, Vale de Água e Vila Verde. Excepto em Catefica, estavam todos em barreiros, alguns entretanto desactivados. Nestes sete locais há depósitos da Bacia Lusitaniana, que começou a formar-se há 150 milhões de anos, quando se iniciou o afastamento entre as massas continentais da Europa e da América do Norte e, no meio delas, ia nascendo o Atlântico Norte.
A Bacia Lusitaniana tinha então águas pouco profundas e zonas costeiras pantanosas. Com o passar do tempo, a água foi secando e a bacia foi sendo preenchida por depósitos continentais – onde estavam as quatro novas espécies de angiospérmicas descritas recentemente na Grana e classificadas dentro dos dois novos géneros –, localizados agora na faixa Oeste da Península Ibérica, indo do Norte de Aveiro até à Península de Setúbal.
O estudo dos restos vegetais portugueses faz parte do projecto CretaCarbo – iniciado em 2009, e coordenado, desde o acidente de Jorge Dinis, por Luís Duarte, também da Universidade de Coimbra, com o objectivo de desvendar os mistérios da evolução e da ecologia das angiospérmicas. “Na Bacia Lusitaniana, temos o Cretácico bem representado, por isso podemos acompanhar a evolução florística desde o Cretácico Inferior, onde dominavam os fetos e as gimnospérmicas, até ao Cretácico Superior, onde passaram a dominar as plantas com flores”, diz Mário Miguel Mendes. “Tem de haver algo que explique por que é que, de repente, as angiospérmicas passaram a dominar toda a flora fóssil. As condições climáticas estão relacionadas com isso. A Terra era mais quente do que actualmente.”
Assim, através da composição da flora, a equipa procura compreender que condições climáticas permitiram a explosão das plantas com flores, na transição do Cretácico Inferior para o Cretácico Superior. Portanto, há cerca de 99 milhões de anos o planeta tornava-se ainda mais florido.
Especulando, será que essas flores já perfumariam a Terra? “É possível que sim, porque algumas, para a polinização por acção dos insectos, teriam de ter alguma coisa que os atraísse.”
