Análises em lenhos fósseis de coníferas integradas a análises geoquímicas em sedimentos associados como proxies para interpretações paleobiogeográficas e paleoambientais no intervalo Aptiano das bacias do Araripe (Formação Santana) e Sergipe-Alagoas (Formação Maceió)

Abstract

Análises anatômicas em lenhos fósseis de coníferas, integradas a análises geoquímicas em fácies sedimentares a eles associadas, foram desenvolvidas tendo como objetivos principais interpretações paleobiogeográficas, paleoclimáticas e paleoambientais no intervalo Aptiano em duas bacias do nordeste brasileiro. O morfotaxon Agathoxylon santanensis nov. sp., procedente do Membro Crato (Crato Lagerstätte) da Formação Santana, (Bacia do Araripe), definido a partir de padrões de xilema, apresenta características anatômicas no floema e padrões morfológicos de uma folha organicamente conectada, que indicam afinidade com a família Araucariacea. A presença de Agathoxylon Hartig com afinidade araucariana no Cinturão Climático Equatorial Quente e Árido, considerando outros registros previamente documentados nos cinturões contemporâneos subtropical e temperado, indica que a ocorrência dessas coníferas não era climaticamente controlada durante o Aptiano. As assinaturas de padrões de crescimento no lenho indicaram zonas de interrupção causadas por estresse hídrico, implicando em períodos intermitentes de seca sob um clima megatérmico. O processo de preservação identificado como geleificação no lenho proveniente da Formação Maceió (Bacia de Sergipe-Alagoas), apesar de gerar alterações na arquitetura celular em alguns tecidos, preservou também tecidos não comprimidos que permitiram a caracterização anatômica diagnóstica da família Pinaceae. O primeiro registro de Pinaceae na Bacia Sergipe –Alagoas, respaldado pela presença de grãos de pólen de tipo Cedripites em sedimentos associados, traz implicações palebiogeográficas relacionadas à fase de ruptura do Gondwana no Cretáceo. Os resultados permitiram inferir que as Pinaceae teriam provavelmente se irradiado a partir de massas de terra do sul da Província de Laurásia (atual Península Ibérica) para o norte da Província Gondwana, estabelecendo-se em massas de terra norte - africanas durante o Eocretáceo, tornando-se componentes comuns nas províncias florísticas terrestres do Norte do Gondwana durante o Aptiano e registradas atualmente em bacias sedimentares do Norte da África e nordeste do Brasil. A composição da matéria orgânica particulada em sedimentos associados, caracterizada pela dominância de fitoclastos e cutículas, e a baixa contribuição de esporomorfos terrestres, além da ausência de microplâncton aquático, sugere deposição em fácies distais de canal em um complexo fluviodeltaico, dentro de amplo sistema turbidítico. A identificação de perileno no lenho e também como elemento disperso em sedimentos associados ratifica a associação entre este biomarcador químico e a atividade de fungos degradadores de lenho. Evidências de padrões de decomposição do xilema mostram que coníferas afins a Araucariaceae e Pinaceae foram hospedeiras disponíveis para interações lenho- Basidiomycota sob condições climáticas quentes e áridas na faixa equatorial durante o Aptiano, provavelmente em processos patogênicos e saprofíticos. A identificação da interação planta-fungo implica em algumas forças ambientais, representadas por janelas de oportunidade que impulsionaram a regulação da disponibilidade hídrica em ambientes aeróbios, sob condições gerais de baixa umidade e alta temperatura.

Anatomical analysis of fossil coniferous woods, integrated with geochemical analysis of associated sedimentary facies, were conducted with the main goals of establishing paleobiogeographic, paleoclimatic and paleoenvironmental interpretations for the Aptian interval in two basins in northeastern Brazil. The morphogenus Agathoxylon santanensis nov. sp., described for the Crato Member (Crato Lagerstätte) of the Santana Formation, (Araripe Basin) defined from xylem patterns, shows anatomical characteristics in the phloem and morphological patterns of an organically connected leaf, which indicate affinity with the Araucariacea family. The presence of Agathoxylon Hartig with Araucarian affinity in the equatorial Warm Arid Climate Belt, considering other records previously documented in the contemporary subtropical and temperate belts, indicates that these conifers were not climatically controlled during the Aptian. Signatures of growth patterns in the wood indicated interruption zones caused by water stress, implying intermittent periods of drought under a megathermal climate. The preservation process identified as gelification in the wood from the Maceió Formation (Sergipe-Alagoas Basin), despite generating changes in the cell architecture of some tissues, also preserved uncompressed tissues that allowed the diagnostic anatomical characterization of the Pinaceae family. The first record of Pinaceae in the Sergipe -Alagoas basin Brazil, supported by the presence of 16 Cedripites pollen grains in associated sediments, brings palebiogeographic implications related to the Gondwana rupture phase in the Cretaceous. The results indicated that the Pinaceae would have probably radiated from landmasses in southern Laurasian Province (present-day Iberian Peninsula) to the north of the Gondwanan Province, in North African terrestrial masses during the Early Cretaceous, becoming common components in the terrestrial floristic provinces of northern African and Brazilian Gondwana during the Aptian. The composition of the particulated organic matter in associated sediments, characterized by the dominance of phytoclasts and cuticles, and the low contribution of terrestrial sporomorphs, in addition to the absence of aquatic microplankton, suggest deposition in distal canal facies in a fluviodeltaic complex, within a broad turbiditic system. The identification of perylene in the wood and as a dispersed element in associated sediments ratifies the association between this chemical biomarker and the activity of wood-degrading fungi. Evidence of xylem decomposition patterns shows that conifers related to Araucariaceae and Pinaceae were available hosts for wood-Basidiomycota interactions under warm and arid climatic conditions in the equatorial belt during the Aptian, probably in pathogenic and saprophytic processes. The identification of the plant-fungus interaction implies the occurrence of environmental forces represented by windows of opportunity that boosted the regulation of water availability in aerobic environments under general conditions of low humidity and high temperature.