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Os animais só podem suportar temperaturas dentro de um determinado intervalo. As temperaturas superior e inferior dessa faixa são chamadas de limites térmicos críticos. À medida que esses limites são excedidos, um animal deve se ajustar ou migrar para um clima mais frio.
No entanto, as temperaturas estão subindo em todo o mundo em um ritmo acelerado. As ondas de calor recordes experimentadas em toda a Europa neste verão são indicativas disso. Ondas de calor como essas podem fazer com que as temperaturas ultrapassem regularmente os limites térmicos críticos, colocando em risco muitas espécies.
Em um novo estudo, meus colegas e eu avaliamos quão bem 102 espécies de insetos podem ajustar seus limites térmicos críticos para sobreviver a temperaturas extremas. Descobrimos que os insetos têm uma capacidade fraca para fazê-lo, tornando-os particularmente vulneráveis às mudanças climáticas.
O impacto das mudanças climáticas sobre os insetos pode ter consequências profundas para a vida humana. Muitas espécies de insetos desempenham funções ecológicas importantes, enquanto o movimento de outras pode perturbar o equilíbrio dos ecossistemas.
Como os animais se ajustam aos extremos de temperatura?
Um animal pode estender seus limites térmicos críticos por meio de aclimatação ou adaptação.
A aclimatação ocorre durante a vida de um animal (muitas vezes dentro de horas). É o processo pelo qual a exposição anterior ajuda a proteger um animal ou inseto contra o estresse ambiental posterior. Os seres humanos se aclimatam à intensa exposição aos raios UV através do bronzeamento gradual, que posteriormente protege a pele contra os raios UV prejudiciais.
Uma maneira de os insetos se aclimatarem é produzindo proteínas de choque térmico em resposta à exposição ao calor. Isso evita que as células morram sob temperaturas extremas.
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Alguns insetos também podem usar cores para se aclimatar. Joaninhas que se desenvolvem em ambientes quentes emergem da fase de pupa com menos manchas do que os insetos que se desenvolvem no frio. Como as manchas mais escuras absorvem o calor, ter menos manchas mantém o inseto mais frio.
A adaptação ocorre quando genes úteis são passados através de gerações por meio da evolução. Existem vários exemplos de animais evoluindo em resposta às mudanças climáticas.
Nos últimos 150 anos, algumas espécies de papagaios australianos, como cacatuas de gangues e papagaios de nádegas vermelhas, desenvolveram bicos maiores. Como uma maior quantidade de sangue pode ser desviada para um bico maior, mais calor pode ser perdido no ambiente circundante.
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Mas a evolução ocorre em um período mais longo do que a aclimatação e pode não permitir que os limites térmicos críticos se ajustem de acordo com o ritmo atual de aumento da temperatura global. Os limites térmicos superiores são particularmente lentos para evoluir, o que pode ser devido às grandes mudanças genéticas necessárias para uma maior tolerância ao calor.
A pesquisa sobre como a aclimatação pode ajudar os animais a sobreviver a um aumento de temperatura excepcional tornou-se uma área de crescente interesse científico.
Uma fraca capacidade de se ajustar a temperaturas extremas
Quando expostos a uma mudança de temperatura de 1℃, descobrimos que os insetos só podiam modificar seu limite térmico superior em cerca de 10% e seu limite inferior em cerca de 15% em média. Em comparação, um estudo separado descobriu que peixes e crustáceos podem modificar seus limites em cerca de 30%.
Mas descobrimos que existem janelas durante o desenvolvimento onde um inseto tem uma maior tolerância ao calor. Como os insetos juvenis são menos móveis que os adultos, eles são menos capazes de usar seu comportamento para modificar sua temperatura. Uma lagarta em seu estágio de casulo, por exemplo, não pode se mover para a sombra para escapar do calor.
Exposto a maiores variações de temperatura, este estágio de vida imóvel enfrentou forte pressão evolutiva para desenvolver mecanismos para suportar o estresse da temperatura. Os insetos juvenis geralmente tinham uma capacidade maior de aclimatação ao aumento da temperatura do que os insetos adultos. Os juvenis foram capazes de modificar seu limite térmico superior em 11% em média, em comparação com 7% para os adultos.
Mas dado que sua capacidade de aclimatação ainda é relativamente fraca e pode cair quando um inseto deixa este estágio de vida, o impacto provavelmente será limitado para se ajustar às futuras mudanças climáticas.
o que isso significa para o futuro?
Uma capacidade fraca de se ajustar a temperaturas mais altas significa que muitos insetos precisarão migrar para climas mais frios para sobreviver. O movimento de insetos para novos ambientes pode perturbar o delicado equilíbrio dos ecossistemas.
As pragas de insetos são responsáveis pela perda de 40% da produção agrícola global. À medida que sua distribuição geográfica muda, as pragas podem ameaçar ainda mais a segurança alimentar. Um relatório da ONU de 2021 concluiu que as populações de lagartas do outono, que se alimentam de culturas como o milho, já expandiram seu alcance devido às mudanças climáticas.
Alquimista da Índia/Shutterstock
A migração de insetos também pode ter impactos profundos na saúde humana. Muitas das principais doenças que afetam os seres humanos, incluindo a malária, são transmitidas por insetos. O movimento de insetos ao longo do tempo aumenta a possibilidade de introdução de doenças infecciosas em latitudes mais altas.
Houve mais de 770 casos de vírus do Nilo Ocidental registrados na Europa este ano. A região italiana de Veneto, onde se origina a maioria dos casos, surgiu como um habitat ideal para Culex mosquitos, que podem hospedar e transmitir o vírus. No início deste ano, os cientistas descobriram que o número de mosquitos na região aumentou 27%.
Espécies de insetos incapazes de migrar também podem ser extintas. Isso é preocupante porque muitos insetos desempenham importantes funções ecológicas. Três quartos das culturas produzidas globalmente são fertilizadas por polinizadores. Sua perda pode causar uma redução acentuada na produção global de alimentos.
A vulnerabilidade dos insetos a temperaturas extremas significa que enfrentaremos um futuro incerto e preocupante se não pudermos conter o ritmo das mudanças climáticas. Uma maneira clara de proteger essas espécies é diminuir o ritmo das mudanças climáticas, reduzindo o consumo de combustíveis fósseis. Em menor escala, a criação de habitats sombreados, que contêm microclimas mais frios, pode proporcionar um descanso essencial para insetos que enfrentam temperaturas crescentes.
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