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A história das mariposas apimentadas é um conto evolutivo clássico. À medida que a fumaça do carvão escurecia a casca das árvores perto das cidades da Inglaterra durante a Revolução Industrial, as mariposas de corpo branco se tornaram alvos visíveis para os predadores e seus números diminuíram rapidamente. Enquanto isso, mariposas de corpo negro, que eram raras, prosperaram e se tornaram dominantes em seu ambiente recém-escuro.
As mariposas se tornaram um exemplo clássico de como a mudança ambiental impulsiona a evolução das espécies. Mas, nos últimos anos, os cientistas começaram a pensar no processo inverso. Pode haver um ciclo de feedback no qual a evolução das espécies impulsiona a mudança ecológica? Agora, um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Rhode Island mostra algumas das melhores evidências desse fenômeno.
Em pesquisa publicada no Anais da Academia Nacional de Ciências, os pesquisadores mostram que uma mudança evolutiva no comprimento das pernas dos lagartos pode ter um impacto significativo no crescimento da vegetação e nas populações de aranhas em pequenas ilhas nas Bahamas. Esta é uma das primeiras vezes, dizem os pesquisadores, que tais efeitos dramáticos da evolução para o ambiente foram documentados em um ambiente natural.
“A ideia aqui é que, além de o ambiente moldar as características dos organismos através da evolução, essas mudanças de características devem retroalimentar e conduzir mudanças nas relações predador-presa e outras interações ecológicas entre as espécies”, disse Jason Kolbe, professor de biologia. ciências da Universidade de Rhode Island e um dos principais autores do estudo. “E realmente precisamos entender como essa dinâmica funciona para que possamos fazer previsões sobre como as populações vão persistir e que tipo de mudanças ecológicas podem resultar”.
Nos últimos 20 anos, Kolbe e seus colegas observaram a dinâmica evolutiva das populações de lagartos anole em uma cadeia de pequenas ilhas nas Bahamas. A cadeia é composta por cerca de 40 ilhas que variam de algumas dezenas a algumas centenas de metros de área – pequenas o suficiente para que os pesquisadores possam acompanhar de perto os lagartos que vivem lá. E as ilhas estão distantes o suficiente para que os lagartos não possam pular facilmente de uma ilha para outra, então populações distintas podem ser isoladas umas das outras.
Pesquisas anteriores mostraram que anolis marrons se adaptam rapidamente às características da vegetação circundante. Em habitats onde o diâmetro de arbustos e galhos de árvores é menor, a seleção natural favorece lagartos com pernas mais curtas, que permitem que os indivíduos se movam mais rapidamente ao escapar de predadores ou perseguir um lanche. Em contraste, lagartos mais esguios tendem a se sair melhor onde os galhos das árvores e plantas são mais grossos. Pesquisadores mostraram que essa característica de comprimento de membro pode evoluir rapidamente em anoles marrons – em apenas algumas gerações.
Para este novo estudo, Kolbe e sua equipe queriam ver como essa característica evoluída do comprimento dos membros poderia afetar os ecossistemas das pequenas ilhas das Bahamas. A ideia era separar lagartos de pernas curtas e de pernas longas em suas próprias ilhas e, em seguida, procurar diferenças em como as populações de lagartos afetam a ecologia de suas ilhas.
Armados com equipamentos especializados para luta de lagartos – bastões com minúsculos laços feitos de fio dental na ponta – a equipe capturou centenas de anólis marrons. Eles então mediram o comprimento da perna de cada lagarto, mantendo aqueles cujos membros eram especialmente longos ou especialmente curtos e devolvendo o resto à natureza. Uma vez que eles tinham populações distintas de lagartos de membros curtos e longos, eles libertaram cada população em ilhas que anteriormente não tinham lagartos vivendo nelas.
Como as ilhas experimentais eram em sua maioria cobertas por vegetação de menor diâmetro, os pesquisadores esperavam que os lagartos de pernas curtas fossem mais bem adaptados a esse ambiente, ou seja, mais manobráveis e mais capazes de capturar presas nas árvores e arbustos. A questão que os pesquisadores queriam responder era se os efeitos ecológicos desses caçadores altamente eficazes poderiam ser detectados.
Após oito meses, os pesquisadores voltaram às ilhas para procurar diferenças ecológicas entre as ilhas repletas de grupos de pernas curtas e longas. As diferenças, descobriu-se, eram substanciais. Em ilhas com lagartos de pernas curtas, as populações de aranhas da teia – uma presa importante para anoles marrons – foram reduzidas em 41% em comparação com ilhas com lagartos esguios. Também houve diferenças significativas no crescimento das plantas. Como os lagartos de pernas curtas eram melhores em caçar insetos herbívoros, as plantas floresceram. Em ilhas com lagartos de pernas curtas, as árvores de botão tinham o dobro do crescimento de brotos em comparação com as árvores em ilhas com lagartos de pernas longas, descobriram os pesquisadores.
Os resultados, diz Kolbe, ajudam a fechar o círculo da interação entre ecologia e evolução.
“Essas descobertas nos ajudam a fechar esse ciclo de feedback”, disse Kolbe. “Sabíamos de pesquisas anteriores que os fatores ecológicos moldam o comprimento dos membros e agora mostramos a relação recíproca dessa mudança evolutiva no meio ambiente”.
Compreender todo o escopo das interações entre evolução e ecologia será útil para prever os resultados dos ambientes, dizem os pesquisadores – particularmente porque as atividades humanas aceleram o ritmo das mudanças evolutivas e ecológicas em todo o mundo.
A pesquisa foi financiada pela National Science Foundation (DMS-1716803 e DEB-2012985).
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