02 – TEXTURAS CRISTALINAS EM CAULES FOSSILIZADOS DO PERMIANO DA BACIA DO PARNAÍBA, NO ESTADO DO TOCANTINS: O GÊNERO PSARONIUS
Ano 07 (2020) – Número 02 Artigos
10.31419/ISSN.2594-942X.v72020i2a2RAM
1 Rosiney Araújo Martins – Instituto Federal do Rio Grande do Norte/Diretoria de Indústria, rosiney.araujo@ifrn.edu.br;
2 Marcondes Lima da Costa – Universidade Federal do Pará/Instituto de Geociências, marcondeslc@gmail.com
3 Marlene Silva de Moraes – Universidade Federal do Pará/Instituto de Ciências da Saúde
1 rosiney.araujo@ifrn.edu.br, autor correspondente
ABSTRACT
Fossilized stems are records of an exuberant Permian forest distributed in the State of Tocantins. Studies on the origin of fossilization are still lacking. The work aims to understand fossilization by describing crystalline textures present in preserved plant tissues. Macroscopic descriptions of morphoanatomical elements allowed the systematic classification of 6 specimens of stems of the genus Psaronius. Microscopic descriptions (binocular loupe and petrographic microscope) revealed the preservation of morphoanatomy by crystalline silica textures (quartz and chalcedony). This mineralogy indicates permineralization by silica as the fossilization process.
Keywords: fossilized stems, Psaronius, permineralization, Permian
INTRODUÇÃO
Os caules fossilizados em terrenos hoje ocupados pelo Estado do Tocantins registram a presença de uma exuberante floresta permiana. Ela é denominada Floresta Petrificada do Tocantins Setentrional (FPTS) e constitui-se de um rico tesouro da geodiversidade. Ela corresponde ao mais exuberante e importante registro florístico tropical-subtropical do Permiano situado atualmente no hemisfério sul (Dias-Brito et al. 2007). Dentre os vegetais preservados, destacam-se as samambaias arborescentes (Marattiales) na Formação Motuca do Grupo Balsas (Tavares, 2012).
Dentro da ordem Marattiales se destaca o gênero Psaronius representado por caules fósseis bem preservados que ultrapassam 10 m de comprimento e alcançam 1,20 m de diâmetro máximo. Esses troncos mostram a preservação de elementos anatômicos em escala macro e microscópica. Neste contexto, a microscopia óptica é uma ferramenta fundamental em estudos morfoanatômicos desse material fóssil.
O trabalho descreve e discute as diferentes microtexturas delineadas por minerais de sílica, que enaltecem os elementos morfoanatômicos de caules de samambaia arborescente do gênero Psaronius a partir de descrições de amostras de mão e microscopia óptica (lupa binocular e microscópio petrográfico).
LOCALIZAÇÃO DA ÁREA
A área geográfica que detém os fósseis de vegetais está distribuída ao longo da reserva “Floresta Petrificada do Tocantins Setentrional” (FPTS). Dentro da FPTS, os mais notáveis registros desta fauna compõem a unidade de conservação denominada de Monumento Natural das Árvores Fossilizadas do Tocantins (MNAFTO).
Amostras de fósseis investigadas foram coletadas nos arredores da localidade de Bielândia, nos domínios do MNAFTO (Figura 1), em julho de 1997, como parte do desenvolvimento da dissertação de mestrado da primeira autora junto ao Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica da Universidade Federal do Pará. Os fósseis estão hospedados nas rochas sedimentares da Formação Motuca e correspondem a depósitos paleo aluviais da base desta Formação, sobreposta pelas rochas sedimentares marinhas restritas da Formação Pedra de Fogo (Dias-Brito et al. 2007).
Figura 1 – Localização da área de estudos e indicação dos sítios de coleta dos fósseis (seta vermelha), que ainda ressalta as áreas do Monumento Natural das Árvores Fossilizadas do Tocantins (MNAFTO) e da Floresta Petrificada do Tocantins Setentrional (FPTS) Fonte: (Dias-Brito et al. 2007, mod.)
MATERIAIS E MÉTODOS
A partir do material coletado foram selecionados 6 exemplares de caules de Psaronius. A seleção macroscópica foi por estudo comparativo das amostras com a morfoanatomia apresentada na literatura especializada (Stewart & Rothwel, 1993). Utilizou-se lupa binocular Stem sv 11/Zeiss como auxílio à identificação dos elementos morfoanatômicos visíveis à vista desarmada.
Foram confeccionadas 12 lâminas delgadas, representativas de cortes transversais e longitudinais dos caules, para descrição das estruturas cristalinas desenvolvidas ao longo dos diferentes elementos morfoanatômicos. A descrição de texturas cristalinas revelou a variedade mineralógica resultante do processo de fossilização. O microscópio empregado foi o Axiolab Pol-Zeiss.
O GÊNERO PSARONIUS E A FOSSILIZAÇÃO DE VEGETAIS
O gênero Psaronius foi estabelecido por Cotta[1] apud Morgan (1959) ao descrever fragmentos de caule de fetos de árvores do Carbonífero ao Permiano. O cilindro vascular central é do tipo dictiostelo policíclico rodeado por uma capa externa de raízes adventícias (Figura 2).
Este gênero agrupa árvores que se desenvolviam em ambiente de pântano, extintas a partir do Paleozóico Superior (Morgan, 1959; Stewart & Rothwell, 1993).
[1] COTTA,B. -1832 – Die Dendrolithen in Beziehung auf ihren inneren Bau. Dresden und Leipzig. P: 27-36.
Fligura 2 – Reconstituição de Psaronius com aproximadamente 3 m de altura e corte transversal exibindo estelo do tipo dictiostelo policíclico rodeado por capa de raízes adventícias (Fontes: Morgan, 1959; Salgado-Larouriau, 2003).
A permineralização de sílica no tecido de plantas é o modo mais comum de preservação, sendo o quartzo microgranular e a calcedônia as principais variedades de minerais de sílica em formações geológicas do Paleozóico ao Terciário (Stein, 1982), podendo ocorrer ainda opala-A (Jones & Segnit, 1971) e opala-CT (Senkayi et al.,1985)
RESULTADOS
Macroscopicamente as seções transversais dos exemplares exibem minuciosa preservação do estelo (porção central dos caules) do tipo dictiostelo policíclico, com pequenas cavidades, contornado por uma capa externa de raízes adventícias. O dictiostelo policíclico configura massas vasculares (semelhantes a minhocas entrelaçadas) distribuídas na porção central dos caules cuja seção transversal varia de circular a elíptica (Figuras 3A e 3B). É comum a presença de pequenas cavidades ao longo do estelo.
Figura 3 – Corte transversal de caule exibindo estelo do tipo dictiotelo policíclico com cavidades (C), rodeado por capa de raízes adventícias (RA), em forma circular (A) e elíptica (B)
Os elementos do estelo são o parênquima fundamental, o parênquima de reforço, o floema e o xilema, preservados por minerais microcristalinos (Figura 4A). Na capa externa de raízes adventícias há concentração de vasos separados por massa de parênquima fundamental (Figura 4B).
Figura 4 – Texturas cristalinas em elementos morfoanatômicos do estelo (A) e da capa de raízes adventícias (B) observados sob lupa binocular.
Parênquima fundamental (PF), parênquima de reforço (PR), floema (FL), xilema (XL) e vaso (V).
Nos cortes transversais e longitudinais predominam texturas mineralógicas microcristalinas. Apenas nas cavidades há desenvolvimento de cristais, visíveis à lupa binocular, representados por quartzo hialino, prismático, com faces estriadas horizontalmente e terminações romboédricas (Figura 5).
Figura 5 – Quartzo prismático com terminação romboédrica desenvolvido em cavidade de Psaronius, observado sob lupa binocular
Ao microscópio petrográfico, os elementos morfoanatômicos exibem preservação minuciosa da estrutura vegetal em cortes transversais e longitudinais (Figuras 5A e 5B).
Figura 6 – Fotomicrografia à luz polarizada de tecidos preservados em corte transversal (A) e longitudinal (B). Parênquima fundamental (PF), parênquima de reforço (PR), floema (FL) e xilema (XL).
Texturas mineralógicas formadas unicamente de sílica (quartzo e calcedônia) se distribuem ao longo dos diferentes elementos anatômicos. O quartzo microcristalino ocorre no xilema e no parênquima fundamental como mosaicos de cristais anédricos. Franjas de calcedônia fibrosa contornam as paredes dos citados tecidos e preenchem o floema.
No centro das células do xilema, o quartzo ocorre como cristais anédricos limitados por calcedônia em franjas na parede celular e ainda no contato xilema/floema (Figuras 7A e 7B).
Figura 7 – Texturas cristalinas formadas unicamente de sílica em células do xilema (A) e no contato xilema/floema (B).
Quartzo microcristalino (QM), (CF) calcedônia em franja, (PF) parênquima fundamental, (FL) floema, xilema (XL).
A calcedônia também ocorre como esferulitos fibrorradiais com sinal de elongação positivo, correspondendo a calcedônia/quartzo lengh-slow. A calcedônia fibrorradiada está associada preferencialmente ao parênquima fundamental e distribuída aleatoriamente no mesmo (Figura8).
Figura 8 – Calcedônia/quartzo fibrorradiado lengh slow presente no parênquima fundamental.
Nas raízes adventícias predominam quartzo microcristalino, ao longo do parênquima fundamental, e mosaicos anédricos dentro dos vasos.
DISCUSSÕES E CONCLUSÕES
A fossilização de vegetais do Permiano, coletados em Bielândia, Estado de Tocatins preservou de maneira minuciosa a arquitetura original do vegetal vivo, possibilitando a classificação taxonômica a nível de gênero. A sílica é o principal agente da fossilização encontrada nos tecidos como quartzo microcristalino, franjas de calcedônia e diminutos cristais euédricos precipitados em pequenas cavidades. As variedades descritas indicam a permineralização, por água saturada em sílica, como o processo de fossilização, associada ao soterramento dos vegetais. A saturação dos sedimentos exclui oxigênio do ambiente, inibindo a deterioração da estrutura do tecido, mantendo as condições redutoras necessárias à fossilização (Landmesser, 1984 e 1994).
Os caules estudados foram parcialmente exumados, pela ação do intemperismo e da erosão, mantidos na sua posição original ou tornando-se totalmente expostos, fragmentados e distribuídos caoticamente (Dias-Brito et al. 2007).
AGRADECIMENTOS
Ao Conselho Nacional de Pesquisa Tecnológica (CNPq), pelo financiamento das atividades por meio do Projeto Integrado Mineralogia e Geoquímica de Sistemas Supergênicos na Amazônia e concessão de bolsa de Produtividade em Pesquisa e Taxa de Bancada ao segundo autor (Proc. 305015/2016-8). À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão de bolsa de mestrado a primeira autora. Ao Curso de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica da Universidade Federal do Pará (UFPA). À Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária-EMBRAPA/CPATU/Belém-PA, por permitir a utilização da Xiloteca, para as descrições morfoanatômicas.
REFERÊNCIAS
Dias-Brito, D., Rohn, R. Castro, J.C., Dias, R.R., Rössler, R. 2007. Floresta Petrificada do Tocantins Setentrional: o mais exuberante e importante registro florístico tropical-subtropical permiano no Hemisfério Sul. Sítios Geológicos e Paleontológicos do Brasil:104:337-354.
Jones, J.B. & Segnit, E.R. 1971. The nature of opal I: nomenclature and constituent phases. Journal of Geologic Society Australian. 18:57-68.
Landmesser, M. 1984. Das problem der Achatgenese. Mitt. Pollichia. 72:5-137.
Landmesser. M. 1994. Versteinertes Holz. ExtraLapis. Christian Weise Verlag München. 7:1-174.
Morgan, J. 1959. The morphology and anatomy of American species of the genus Psaronius. Illinois Biological Monographs, 27:1-108.
Salgado-Labouriau, M.L. História ecológica da Terra. 2ª ed. rev. São Paulo: Edgard Blücher, 2003.
Stein, C.L. 1982. Silica recrystallization in petrified wood. Journal of Sedimentary Petrology. 52(4):1277-1282.
Senkayi, A.L.; Dixon, J.B.; Hossner, L.R.; Yerima, B. P.K.; Wilding, L.P. 1985. Replacement of quartz by opaline silica during weathering of petrified wood. Clay and Clay minerals. 33:525-531.
Stewart, W.N. & Rothwell, G.W. 1993. Paleobotany and the Evolution of Plants. 2nd edition. Cambridge University Press. 521p.
Tavares, T.M.V. 2012. Estudo de maratiales da Floresta Petrificada do Tocantins Setentrional. PhD Thesis, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, 184f.