A Paleobotânica é um ramo da biologia dentro da paleontologia que estuda os fósseis de vegetais, também denominados fitofósseis (do grego fito = plantas; latim fossillis = extraído da terra), ou seja, os restos mineralizados de plantas que existiram há muitos milhares e milhões de anos, na vida da Terra. É importante para entender como as plantas evoluíram ao longo do tempo e quais foram os processos relacionados à sua diversificação.
Paleozoologia é o estudo dos fósseis de animais.
Esta divisão provém do facto de durante muitos anos os seres vivos serem classificados quer como plantas - e estudados pelos botânicos - quer como animais - estudados pelos zoologistas. Os arqueólogos também estudam restos fossilizados de plantas e animais, mas no sentido de compreenderem as atividades humanas em determinado período da história da Terra, tais como os hábitos alimentares, a criação de animais ou cultura de plantas, comércio desses organismos, etc.
Paleobotânica vem do grego palaios = antigo; botaniché = botânica, planta, erva. O termo Paleobotânica foi originalmente divulgado por Lester Ward (1885).WARD, L. F., 1885. Sketch of Paleobotany. 5th Annual Report of U.S. Geological Survey, Washington, D.C., p. 363-469. Tiffney (1985)TIFFNEY, B. H., 1985. Geological Factors and the Evolution of Plants, Yale University Press, new Haven, Comm. 294 p. uniu várias definições aplicáveis à paleobotânica e criou uma definição mais ampla do termo, que segue: “Paleobotânica é a área da ciência que estuda os organismos vegetais sob todas as formas conhecidas de fossilização ou de vestígios nas rochas, considerando a interação sinergística dos organismos com os seus ambientes de vida, no curso do tempo geológico”.
A paleobotânica tem como foco principal o estudo de fósseis do Reino Plantae, mas também estão inclusos fósseis dos Reinos Monera (bactérias e cianobactérias), Fungi (fungos e afins) e alguns do Reino Protista (algas), pois historicamente estes organismos eram classificados como pertencentes ao Reino Plantae.
thumb|alt=No centro da imagem, impressão fóssil de uma flor com cinco pétalas na extremidade de um ramo, em meio a uma rocha de coloração clara.|x300px|Flor fóssil do Eoceno
O estudo das plantas fósseis pode ser utilizado tanto para fins científicos quanto econômicos. Os estudos científicos estão voltados para compreensão da origem, evolução e diversificação das plantas através das idades geológicas, ou seja, a resposta dos vegetais às inúmeras mudanças ocorridas durante milhares de anos na terra. As plantas são produtoras primárias dominantes em todos os ecossistemas terrestres e essenciais para a vida dos animais terrestres, tornando o estudo de plantas fósseis crucial para a compreensão da organização e funcionamento das paleocomunidades. A identificação florística fóssil permite caracterizar mudanças climáticas, avanços e retrocessos florestais, alimentos disponíveis nos diferentes tempos geológicos e como estas características interferiram na formação das flora e fauna atuais. Os principais objetivos da Paleobotânica podem ser resumidos em: (1) a reconstituição das floras pretéritas, (2) a determinação das relações filogenéticas e evolutivas, (3) o reconhecimento da distribuição espacial e temporal das floras, e (4) a reconstituição paleoambiental. A Paleobotânica torna-se economicamente importante nos estudos de vegetais fósseis que sofreram processo de aromatização, que modifica quimicamente os compostos orgânicos dando origem aos compostos (hidrocarbonetos) conhecidos como carvões vegetais e petróleos. A paleobotânica é uma ciência multidisciplinar, dispondo de fundamentos biológicos e geológicos essenciais para o estudo dos fósseis vegetais. Os fundamentos biológicos abrangem os estudos Taxonômicos, Filogenéticos e Evolutivos, com base na anatomia, morfologia e fisiologia vegetal, que promovem descobertas sobre Sucessões Florísticas e Paleofitogeografia. Os fundamentos geológicos referem-se ao ambiente de sedimentação, de vida e de fossilização dos fósseis vegetais, permitindo datações e inferências sobre o ciclo sedimentar. Para a aplicação dos estudos geológicos é necessário à inclusão de várias outras ciências, entre elas:
Geocronologia: procura estimar o tempo relativo aos ciclos de vida e de fossilização dos fósseis vegetais. Paleoecologia: relaciona o espécime com o seu ambiente de vida. Estratigrafia: avalia o posicionamento do espécime fóssil na camada rochosa. Tectônica: através de reconstituições paleofitogeográficas colabora para o entendimento das grandes extinções e surgimento de importantes grupos florísticos. Geoquímica: através da quimiotaxonomia, corroboram os estudos de taxonomia e reconstituição paleoambiental.
Plantas são os organismos mais sensíveis às modificações climáticas em escala continental, sendo assim, plantas fósseis tornam-se fundamentais para o levantamento de mudanças climáticas que afetaram e afetam o ambiente terrestre, fornecendo dados que poder ser incluídos em pesquisas para criação de políticas públicas nas áreas de conservação e ecologia, além de validar modelos climáticos relativos ao aquecimento global. Esta multidisciplinaridade da paleobotânica faz desta ciência uma ferramenta de suma importância, não apenas para estudos biológicos, mas também geológicos conferidos a partir dos estudos das relações de espaço-tempo para a reconstituição da geohistória do planeta.IANNUZZI, R.; VIEIRA, C. E. L.; Paleobotânica. Rio Grande do Sul: URFGS, 2005, 167 p.CARVALHO, I. S.; Paleontologia. Rio de Janeiro: Interciência, 2004, 861p.Paleobotânica: porque não só de dinossauros vive a Paleontologia. Disponível em: < http://www.clickciencia.ufscar.br> Acesso em: 30 de mai. 2012.
Histórico A Paleobotânica como ciência teve início com Adolphe Brongniart (1801-1876), pioneiro nos estudos de morfologia e fisiologia das plantas fósseis. Considerado o pai da Paleobotânica, Brongniart era botânico, taxonomista e anatomista vegetal e geólogo. Francês, nascido em Paris, evidenciou-se o fundador da Paleobotânica estudando a anatomia comparada de vegetais viventes e fósseis. Era filho do naturalista e geólogo Alexandre Brongniart (1770-1847), também francês de Paris, e neto do arquiteto, Alexandre-Théodore Brongniart, criador do Palais Brongniart, em Paris. Com Jean Victoire Audouin e Jean-Baptiste Dumas, participou da criação do Annales des Sciences Naturelles (1824) e doutorou-se em medicina (1826).
Assumiu a cadeira de botânica no Muséum National d'Histoire Naturelle de Paris (1833) que depois (1857) seria renomeada como Botanique et physiologie végétale. Recebeu (1841) a Médaille Wollaston e assumiu a presidência da Académie des Sciences (1847). Fundou também a Société Botanique de France (1854) e foi seu primeiro presidente.
thumb|Adolphe Brongniart 1801-1876|alt=Adolphe Brongniart 1801-1876|direita|x300px|Adolphe Brongniart
Escreveu mais de 200 trabalhos, entre elas uma publicação pioneira sobre o desenvolvimento do pólen (1827) com a qual foi premiado pela Académie des Sciences, e sua obra-prima, a Histoire des végétaux fossiles (1828-1837), trabalho que abriu o caminho de estudos nos relacionamentos entre plantas extintas e existentes deu-lhe o título do pai de Paleobotânica e fundador da morfologia comparada entre vegetais fósseis e atuais.
Fossilização dos vegetais
Tafonomia A Tafonomia (do grego tafos = sepultamento; nomos = leis) é a área da Paleontologia que estuda os vários processos de fossilização, desde a morte dos organismos até a coleta final do achado fóssil, chamado “associação fóssil”. Brett & Baird (1984)BRETT, C. E. & BAIRD, G. C. 1984. Comparative taphonomy: a key to interpretation of sedimentary sequences using fossil preservation. G.S.A., Abstracts (Southern and North Central Sections). traduzem tafonomia vegetal como “o estudo da preservação diferencial a que as plantas são submetidas, mediante os tipos e intensidades dos processos preservacionais”.
As evidências dos vegetais do passado são preservadas através do tempo pela fossilização, que ocorre pela incorporação dos restos vegetais na litosfera, isolando-os da atmosfera e hidrosfera onde se concentram os agentes decompositores (oxigênio, bactérias, fungos, etc.). O fenômeno da fossilização de restos de organismos é bastante raro e, normalmente, limitado às áreas deposicionais. Ocorre, em geral, através de processos sedimentares que soterram os organismos após sua morte, ou partes dos organismos após sua fragmentação, possibilitando o registro destes restos por retardar ou estancar os processos de decomposição. Uma série de circunstâncias favoráveis deve ocorrer para que haja a preservação de evidências dos organismos do passado.
A) Condições ambientais anóxicas ou de circulação restrita: São ambientes com ausência total ou baixa concentração de oxigênio, que impede a ação de organismos decompositores de material orgânico, como bactérias aeróbicas e fungos biodegradantes;
B) Condições sedimentares: Os sedimentos não devem estar consolidados e a espessura deverá ser de poucos metros, para que os organismos ou pelo menos partes dos mesmos sejam recobertos;
C) Presença de corpo aquífero: Deverá existir um corpo aquífero que não ultrapasse em muito a espessura de 1m (Schopf, 1975).SCHOPF, J. W. 1975. Model of Fossil Preservation. Review of Paleobotany and Palynologi, 20: 27-53.
D) Atividades sísmicas e intemperismos: Se o ambiente se apresentar tectonicamente ativo, a fossilização poderá ocorrer no nível metamórfico, ou seja, os organismos sedimentados poderão sofrer deformações ou até serem destruídos. Se o ambiente for mais calmo, os eventos diagenéticos (compactação e cimentação) atuarão, não permitindo o metamorfismo.
Sob condições favoráveis de preservação, o próximo passo é o da fossilização propriamente dita, ou “fossildiagênese”, que consiste nos processos físico-químicos que alteram os restos vegetais. Esta etapa ocorre simultaneamente à diagênese dos sedimentos que contém os restos vegetais, o que resultará na transformação desses sedimentos em rochas sedimentares por aumento de pressão e temperatura. As áreas deposicionais proporcionam condições necessárias à formação do registro sedimentar e, por conseguinte, do registro fossilífero, conhecidas como bacias sedimentares. O resultado dessas alterações diagenéticas e/ou da interação dos sedimentos circundantes ao longo da diagênese poderá dar origem a um espécime fóssil.
Estruturas vegetais fossilizadas Diferentes processos de fossilização darão origem a distintos tipos de fósseis. Porém, apenas os tecidos e as partes mais resistentes dos organismos podem ser preservados no registro paleontológico, salvo raríssimas exceções.
No caso de plantas terrestres, os tecidos ou estruturas resistentes que apresentam melhor potencial de preservação são cutículas da epiderme, lenhos e envoltórios de esporos e pólen. Isso se deve a composição química dessas estruturas, substancialmente resistentes. Os compostos orgânicos de vegetais que normalmente preservam-se no registro paleontológico são a esporopolenina, a cutina e a lignina, seguindo essa ordem de potencial de preservação.
Paredes celulares presentes em bactérias, fungos, algas e plantas terrestres também possuem algum potencial de preservação, apesar de serem bem menos resistentes, por serem constituídos por celulose, nas plantas terrestres, e outros tipos de polissacarídeos nos demais organismos. A exina, tecido vegetal, é rica em esporopolenina e encontrada principalmente em envoltórios externos de esporos e grãos de pólen. A cutícula, camada cerosa externa que recobre a superfície de várias porções aéreas da planta, como caules jovens, folhas e estruturas reprodutivas, é formada principalmente por cutina. Já o xilema, porção lenhosa do sistema condutor da planta, é formado principalmente por lignina e celulose.