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Quando Charles Darwin viajou para as Ilhas Galápagos há quase 200 anos como um cavalheiro naturalista, ele usou o poder da observação para desenvolver a sua teoria de que as espécies evoluem ao longo do tempo.
Hoje, os biólogos evolucionistas Donald Miles, Robert Ricklefs e Jonathan Losos têm a vantagem de enormes conjuntos de dados e do poder da análise estatística para estudar como as espécies dentro de um grupo desenvolvem as suas próprias características únicas e se tornam novas espécies.
Seus resultados podem mudar a forma como os biólogos encaram a diversificação de espécies.
Na viagem de Darwin em 1831 a bordo do HMS Beagle, ele coletou amostras de 18 espécies diferentes de passeriformes, ou pássaros que pousam. Essas espécies variavam muito em tamanho e tinham diferentes tipos de bico com base em sua dieta.
Um século mais tarde, os biólogos apelidaram-nos de “tentilhões de Darwin” e usaram-nos como um exemplo clássico de radiação adaptativa, onde a rápida diversidade dentro de um grupo, também conhecido como clado, difere numa ilha insular ou arquipélago em comparação com um continente.
Mas talvez não, de acordo com um novo estudo publicado no Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS) de Miles, Ricklefs e Losos que faz a pergunta: “Quão excepcionais são as radiações adaptativas clássicas dos passeriformes?”
Miles é professor e catedrático de ciências biológicas na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Ohio. Ele e os coautores, Ricklefs, da Universidade de Missouri-St. Louis e Losos, da Universidade de Washington, começaram a estudar as hipóteses existentes de radiação adaptativa. Os resultados sugeriram uma nova possibilidade alternativa.
“Tradicionalmente, os biólogos procuram explicações para a extraordinária diversificação das espécies tanto nas principais inovações dentro de uma espécie como nas mudanças no ambiente, semelhante à teoria da evolução por seleção natural de Darwin”, disse Miles. “Outros vêem as radiações adaptativas como o fim da distribuição da diversificação evolutiva, onde alguns clados são o resultado de radiações adaptativas e outros não.”
Miles fornece exemplos clássicos de como os passeriformes insulares foram usados para ilustrar a visão alternativa de que as radiações adaptativas são simplesmente os clados com maior disparidade ecológica e morfológica.
“Mas uma possibilidade alternativa é que a diversificação morfológica nos mais diversos clados resultasse do mesmo processo subjacente de evolução que é comum, pelo menos no sentido estatístico, a todos os clados do grupo de comparação”, acrescentou Miles.
Procurando respostas dos pássaros empoleirados do mundo
Os pesquisadores usaram um extenso conjunto de dados sobre a morfologia dos passeriformes acumulados por Ricklefs para obter possíveis respostas, adotando diversas abordagens diferentes para testar as teorias conflitantes.
“Escolhemos pássaros passeriformes para examinar se alguns clados apresentam evidências de diversificação adaptativa excepcional. Muitos clados são exemplos clássicos de radiação adaptativa, com oportunidades ecológicas em ilhas oceânicas frequentemente usadas para explicar a diversidade dos clados”, disse Miles.
Os pesquisadores usaram os mesmos dados morfológicos, mas dividiram os clados de aves de duas maneiras diferentes. Primeiro, concentraram-se nas medições de oito características morfológicas externas relacionadas com o movimento e a dieta; este trabalho foi definido por um táxon e incluiu 2.627 espécies e abrangeu quase metade das aves empoleiradas do mundo. Em segundo lugar, analisaram os dados definidos por idade, abrangendo 784 clados e 5.598 espécies. Nova Zelândia, Madagascar e Nova Guiné foram designadas como espécies “insulares”.
“Investigamos se casos célebres de radiações evolutivas de pássaros passeriformes em ilhas produziram uma diversidade excepcional em relação às radiações de idades comparáveis em todo o mundo”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.
“Vários grupos de aves se destacam como casos clássicos de radiações insulares, incluindo clados restritos a ilhas únicas, bem como a arquipélagos insulares”, disse Miles. “Entre os mais célebres deles estão os tentilhões de Darwin das Ilhas Galápagos, que têm sido objeto de muitas análises da diversidade evolutiva. Outros clados de ilhas célebres incluem as trepadeiras havaianas, as aves do paraíso da Nova Guiné, as vangas de Madagascar e os tanagers das Índias Ocidentais.”
Os pesquisadores também incluíram exemplos menos conhecidos de radiação insular – os mockingbirds e os thrashers da Bacia do Caribe.
Eles também analisaram a distribuição da “disparidade fenotípica” (diferenças nas características) entre os clados de aves. E, por último, “concentraram-se em dois factores que se pensa promoverem a radiação adaptativa – a diversificação nas ilhas e nos trópicos – e perguntaram se os clados que exibem estes factores são mais diversos”, escreveram. Como parte de sua análise estatística, eles analisaram os casos excepcionais, “se os clados observados excedendo o percentil 95 poderiam ser considerados valores extremos”.
Entre suas conclusões incluem:
- Exemplos clássicos de clados considerados radiações adaptativas não são quantitativamente distintos de outros clados de passeriformes em termos de disparidades de tamanho. As distribuições são semelhantes, mas os clados insulares apresentam maior disparidade de tamanho.
- A distribuição da disparidade fenotípica entre os clados de aves está de acordo com a distribuição normal, levantando “a possibilidade de que nenhuma explicação especial para a diversidade aparentemente excepcional seja necessária”.
No final, os pesquisadores dizem que os dados apontam para a sua hipótese.
“A maioria dos clados de aves diversificou-se de acordo com um único processo subjacente”, disse Miles. “Os dados não excluem a possibilidade de que inovações importantes ou oportunidades ecológicas possam explicar a elevada diversidade, como nas aves-do-paraíso ou nas trepadeiras, mas as nossas descobertas sugerem fortemente cautela contra a interpretação generalizada de que a grande disparidade é prima facie evidência de que um clado foi afetado por fatores evolutivos não experimentados por outros clados de aves.”
Assim como a diversidade evolutiva das aves tem sido extensivamente estudada, esta abordagem analítica acrescenta outra importante contribuição ao estudo da radiação adaptativa.
“Nossos resultados podem surpreender muitos, pois exibem poucas evidências de um conjunto de clados qualitativamente distintos da distribuição de todos os clados, mas análises adicionais usando conjuntos de dados morfológicos maiores e abordagens estatísticas mais refinadas seriam os próximos passos bem-vindos”, disse Miles.
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