A rica descoberta de fósseis – a primeira desse tipo no Grand Canyon – inclui moluscos minúsculos que raspam rochas, crustáceos filtradores, vermes de dentes espinhosos e até fragmentos dos alimentos que provavelmente consumiam.

Ao dissolver as rochas nas quais esses animais estavam fossilizados e analisá-las sob microscópios de alta potência, os pesquisadores liderados pela Universidade de Cambridge conseguiram obter uma imagem detalhada de um período único na evolução da vida na Terra.

Os animais fossilizados têm uma idade que varia entre 507 e 502 milhões de anos, durante um período de rápido desenvolvimento evolutivo conhecido como explosão cambriana, quando a maioria dos grandes grupos animais começou a aparecer no registro fóssil.

Em algumas regiões nesse período, águas ricas em nutrientes impulsionaram uma corrida armamentista evolutiva, fazendo com que os animais desenvolvessem uma ampla gama de adaptações exóticas para alimentação, movimento ou reprodução.

A maioria dos fósseis animais do Cambriano é composta por criaturas de carapaça dura, mas em algumas poucas localidades ao redor do mundo, como a formação Burgess Shale no Canadá e as xistos de Maotianshan na China, as condições eram favoráveis à preservação de partes suaves do corpo antes de se decompondo.

No entanto, até agora, fósseis de animais do Cambriano sem esqueleto eram majoritariamente conhecidos de ambientes carentes de oxigênio e recursos, pouco propícios para provocar as inovações mais complexas que moldaram a evolução dos primeiros animais.

Agora, o Grand Canyon revelou os primeiros fósseis do Cambriano de corpo mole, ou não mineralizados, provenientes de uma “zona Goldilocks” evolutiva que teria fornecido recursos abundantes para acelerar a evolução dos primeiros animais. Os resultados foram publicados na revista Science Advances.

“Esses fósseis raros nos proporcionam uma visão mais completa de como era a vida durante o período Cambriano”, afirmou o autor principal Giovanni Mussini, um estudante de doutorado no Departamento de Ciências da Terra de Cambridge. “Ao combinar esses fósseis com vestígios de suas escavações, caminhadas e alimentações – que são encontrados por todo o Grand Canyon – conseguimos montar um ecossistema antigo inteiro.”

Mussini e colegas dos Estados Unidos localizaram os fósseis durante uma expedição em 2023 ao longo do Rio Colorado, que começou a esculpir o Grand Canyon no que hoje é o Arizona entre cinco e seis milhões de anos atrás.

“Surpreendentemente, não tínhamos um registro fóssil do Cambriano desse tipo no Grand Canyon anteriormente – houve descobertas de coisas como trilobitas e fragmentos biomineralizados, mas pouco em relação a criaturas de corpo mole”, disse Mussini. “Mas a geologia do Grand Canyon, que contém muitas rochas de argila fina e facilmente divididas, nos sugeriu que poderia ser exatamente o tipo de lugar onde poderíamos encontrar alguns desses fósseis.”

Os pesquisadores coletaram várias amostras de rochas e as levaram de volta a Cambridge. As rochas do tamanho de um punho foram primeiramente dissolvidas em uma solução de ácido fluorídrico, e o sedimento foi passado por várias peneiras, liberando milhares de fósseis minúsculos. Nenhum dos animais foi preservado em sua totalidade, mas várias estruturas reconhecíveis ajudaram os pesquisadores a identificar os grupos a que os animais pertenciam.

Exames mais aprofundados dos fósseis revelaram algumas das maneiras mais complexas que os animais estavam evoluindo durante o Cambriano para capturar e consumir seu alimento. “Essas eram ‘tecnologias’ de ponta para sua época, integrando múltiplas partes anatômicas em sistemas de alimentação altamente eficientes”, disse Mussini.

Muitos desses fósseis são de crustáceos, provavelmente pertencentes ao grupo que inclui os camarões de salmoura, reconhecíveis por seus dentes molares. Esses pequenos seres possuíam extensões semelhantes a pelos em sulcos triangulares ao redor de suas bocas e utilizavam seus membros peludos para varrer partículas de alimentos que passavam, como um sistema de correia transportadora. Pequenos sulcos em seus dentes poderiam então triturar o alimento. O nível de detalhe dos fósseis é tal que várias partículas semelhantes a plâncton podem ser vistas próximas às bocas dos crustáceos.

Outros animais com aparência moderna do Cambriano do Grand Canyon incluem moluscos semelhantes a lesmas. Esses animais já possuíam fileiras ou cadeias de dentes não muito diferentes dos caracóis de jardim modernos, o que provavelmente os ajudava a raspar algas ou bactérias das rochas.

A criatura mais incomum identificada pelos pesquisadores é uma nova espécie de priapulídeos, também conhecidos como vermes-pênis ou vermes-cacto, que eram amplamente distribuídos durante o Cambriano, mas estão quase extintos hoje em dia. O priapulídeo do Grand Canyon possuía centenas de dentes complexos e ramificados, que o ajudavam a varrer partículas alimentares para sua boca extensível. Devido ao tamanho do fósseis e suas exóticas fileiras de dentes, os pesquisadores nomearam esse novo animal Kraytdraco spectatus, em homenagem ao dragão krayt, uma criatura fictícia do universo Star Wars.

“Podemos ver a partir desses fósseis que os animais do Cambriano apresentavam uma ampla variedade de estilos de alimentação utilizados para processar seus alimentos, alguns dos quais têm equivalentes modernos, e outros que são mais exóticos”, afirmou Mussini.

Durante o Cambriano, o Grand Canyon estava muito mais próximo do equador do que hoje, e as condições eram ideais para apoiar uma variedade ampla de vida. A profundidade das águas ricas em oxigênio, nem muito profundas nem muito rasas, permitia um equilíbrio entre maximização de nutrientes ou oxigênio e redução de danos causados por ondas e exposição à radiação UV do Sol.

Esse ambiente ótimo fez com que fosse um local excelente para experimentação evolutiva. Como a comida era abundante, os animais podiam se permitir correr mais riscos evolutivos para manter-se à frente da competição, acelerando o ritmo geral da evolução e orientando o surgimento de inovações ecológicas que ainda moldam a biosfera moderna.

“Os animais precisavam se manter à frente da concorrência por meio de inovações complexas e dispendiosas, mas o ambiente lhes permitia fazer isso”, disse Mussini. “Em um ambiente mais carente de recursos, os animais não podem se dar ao luxo de fazer esse tipo de investimento fisiológico. Isso tem certos paralelos com a economia: investir e correr riscos em tempos de abundância; economizar e ser conservador em tempos de escassez. Há muito o que aprender com pequenos animais cavando no fundo do mar há 500 milhões de anos.”

A pesquisa foi apoiada em parte pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA e pelo Conselho de Pesquisa Natural e Ambiental do Reino Unido (NERC), parte da Inovação e Pesquisa do Reino Unido (UKRI). Giovanni Mussini é um Bye-Fellow do Magdalene College, em Cambridge.