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Pesquisa/Tecnologia
Quarta, 08 de novembro de 2017, 06h58

Diversificação de carnívoros terrestres é investigada


Um debate de longa data na biologia evolutiva e na paleontologia consiste em saber se interações ecológicas – como a competição pelos recursos entre as espécies de um mesmo grupo ou intragrupos – influenciam a diversidade dos mesmos grupos.

É o que explicam os pesquisadores Tiago Bosisio Quental e Mathias Mistretta Pires e colaboradores, em artigo publicado na revista Evolution no qual fazem uma análise estatística do registro fóssil de 12 famílias de mamíferos carnívoros – todas presentes na Eurásia e 10 dessas na América do Norte.

Examinando o registro fóssil das diversas famílias de mamíferos carnívoros (ordem Carnivora) da América do Norte e da Eurásia, incluindo canídeos, felídeos, ursídeos, entre outros, os pesquisadores analisaram a variação na quantidade de espécies dos grupos.

O principal objetivo foi verificar como foram as dinâmicas de especiação e de extinção dessas famílias e o papel das interações entre as espécies desses grupos nos regimes de especiação e extinção.

“O objetivo do trabalho foi testar se existe associação estatística entre a diversidade de um clado [grupo de organismos originados de um único ancestral comum] e a perda ou ganho de diversidade em outro clado”, disse Quental, professor no Departamento de Ecologia do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP).

A pesquisa foi feita no IB-USP e fez parte do pós-doutorado de Pires, feito sob supervisão de Quental e com apoio da Fapesp (http://bv.fapesp.br/pt/bolsas/150326/). Quental e Pires – agora ligado ao Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) – têm trabalhado com colaboradores em uma série de artigos que partem da análise de dados extraídos de registro fóssil. Quental também teve apoio por meio do programa Jovens Pesquisadores.

A escolha da fauna da Eurásia e da América do Norte deriva de três motivos. O primeiro tem a ver com o intercâmbio de espécies. Em pelo menos duas ocasiões na era Cenozoica existiram interligações terrestres entre aqueles continentes, o que permitiu o intercâmbio biótico entre eles.

“Diversas linhagens de mamíferos migraram da Eurásia para a América do Norte e vice-versa. No caso específico dos carnívoros, quatro linhagens eurasianas migraram para a América do Norte e quatro linhagens norte-americanas se expandiram para a Eurásia”, disse Quental.

O primeiro desses intercâmbios faunísticos se deu no Eoceno médio, entre 40 milhões e 30 milhões de anos atrás. O Eoceno foi o período mais quente dos últimos 66 milhões de anos, quando não havia gelo nos polos, o nível dos mares era muito mais baixo e existia uma ponte de pedra no oceano Ártico unindo a Noruega à Groenlândia à altura do arquipélago Svalbard (também conhecido como Spitsbergen).

O outro momento de intercâmbio biótico se deu de forma intermitente nos últimos 23 milhões de anos, a partir do final do Oligoceno, e pelos períodos Mioceno, Plioceno e Pleistoceno, sempre que o resfriamento do clima fazia baixar o nível dos oceanos, expondo no estreito de Bering a passagem que une a Sibéria ao Alasca.

O segundo motivo para a escolha de Carnivora do hemisfério Norte é de ordem taxonômica. Como famílias dessa ordem são estudadas há mais de 200 anos, as identificações de gêneros e espécies estão bem estabelecidas e são confiáveis, com reduzido número de possíveis sinônimos – da mesma espécie registrada com dois ou mais nomes diferentes, um problema comum na paleontologia.

“A terceira razão para a escolha se deve à qualidade do registro fóssil do grupo, que é suficientemente completo no tempo e no espaço, o que confere representatividade à amostra. Além disso, conta com grande quantidade de ocorrências, fornecendo confiabilidade aos resultados do ponto de vista estatístico”, disse Quental.

O conjunto de dados reunido compreende mais de 7 mil ocorrências de cerca de 980 espécies de todas as famílias de Carnivora presentes em cada continente. As datações das ocorrências se estendem desde o período Eoceno até o Pleistoceno, ou seja, os últimos 56 milhões de anos.

De acordo com Pires, o que se buscou no trabalho foi investigar se a dinâmica de diversificação das famílias de mamíferos carnívoros – especiação ou extinção de espécies dentro de uma mesma família (os felídeos, por exemplo) – foi de algum modo afetada por dois fatores distintos. Um deles é a diversidade de espécies dentro daquela mesma família (por exemplo dentro de felídeos). O segundo fator é a diversidade de espécies das outras famílias que existiam no mesmo local (por exemplo de canídeos, ursídeos e outros).

“Desde os estudos de Darwin, há um consenso de que a competição entre as espécies de um clado poderia limitar a diversidade desse clado. Quanto mais próximas evolutivamente são duas espécies, maiores são as chances de que as suas necessidades sejam parecidas e que, portanto, concorram pelos mesmos recursos. Queríamos testar se a diversificação de um grupo também responde à diversidade dos outros grupos que existiam ao mesmo tempo em um mesmo local” disse Pires.

Nos ambientes em que as condições foram propícias para o surgimento de novas espécies de um mesmo grupo, é esperado que chegue um momento em que o número de espécies será limitado pela quantidade de recursos disponível. Quanto mais espécies há no local, menos recursos estão disponíveis para cada uma delas. Isso faz com que as populações de determinadas espécies parem de aumentar em número e se estabilizem, ou então comece a reduzir a quantidade de indivíduos.

“À medida que um clado vai acumulando espécies, diminui a oferta de recursos. Quando há muitas espécies em um determinado local, a chance de surgir novas espécies diminui e a chance de extinções aumenta”, disse Pires.

Famílias extintas

Os pesquisadores analisaram inicialmente a dinâmica de diversificação de Carnivora na América do Norte e na Eurásia. “Será que o surgimento de uma linhagem mais jovem está ligado ao declínio de uma linhagem mais antiga? É isso que queríamos saber”, disse Quental.

Na Eurásia, variações na diversificação foram influenciadas principalmente pelos grupos que invadiram o continente a partir da América do Norte. Esses grupos invasores surgiram com altas taxas de especiação, ou seja, acumularam diversidade rapidamente.

Depois, as taxas de especiação caíram, tudo isso há cerca de 24 milhões de anos. Mais tarde, entre 5,3 milhões e 2,5 milhões de anos atrás, houve um novo pico de especiação, novamente influenciado pela invasão de um clado norte-americano, os canídeos.

Na América do Norte, a diversificação foi elevada há cerca de 40 milhões de anos, movida por altas taxas de especiação dos grupos que se originaram no local, mas essas taxas vieram a cair mais tarde. Ao contrário do que ocorreu na Eurásia, os grupos que invadiram a América do Norte não sofreram grandes aumentos ou quedas na especiação e extinção.

De acordo com os autores, “quando se faz uma sintonia fina desses resultados, descobre-se que a diversificação na Eurásia foi influenciada pela diversidade dentro de cada família, enquanto na América do Norte a interação (concorrência) entre as famílias parece ter sido o fator mais importante na dinâmica de diversificação”.

Na Eurásia, as taxas de especiação de anficionídeos (a família extinta dos cães-urso e tigre-das-cavernas), ursídeos (ursos), mustelídeos (lontras, texugos e doninhas), viverrídeos (civetas e ginetas) e canídeos decresceram à medida que sua própria diversidade crescia. “Esse efeito de dependência da diversidade seria resultado de uma saturação da diversidade dos grupos”, disse Pires.

Já na América do Norte, os resultados sugerem que a família extinta dos hienodontídeos foi substituída pelos canídeos, e que o declínio dos canídeos se deu a partir da chegada dos felídeos eurasiáticos.

Essas substituições entre clados se dão por um aumento da extinção de um grupo em resposta ao aumento na diversidade do outro. De maneira geral, os dados apontam a invasão dos felídeos na América do Norte como o evento de intercâmbio biótico que provocou os maiores efeitos entre os grupos de carnívoros daquele continente.

“A análise do registro fóssil de Carnivora sugere que interações dentro dos clados e entre os clados estão associadas com diferentes efeitos sobre regimes de especiação e de extinção, o que abre espaço para uma nova teoria sobre como a diversificação responde a interações ecológicas e à diversidade de maneira geral”, concluem os autores.

Pires e Quental incluíram no trabalho a investigação sobre a potencial relação entre mudanças climáticas e alterações nas taxas de especiação e de extinção de Carnivora.

“Nossos testes sobre a relação entre temperatura global e taxas de diversificação sugerem que não há relação entre a especiação e a variação de temperatura. No entanto, os modelos suportam uma relação positiva entre a extinção e as mudanças na temperatura global para a maioria dos clados em ambos os continentes, ou seja, as taxas de extinção tendem a aumentar à medida que a temperatura muda”, destacam. 

Agência Fapesp


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