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Em tempos de turbulência ambiental, como as comunidades de organismos respondem? Quando espécies inteiras são exterminadas, as espécies sobreviventes se mudam e assumem o controle, ou novas espécies imigram para preencher as lacunas?
Estas são questões que Sarah Brisson, Ph.D. estudante do Departamento de Ciências da Terra da UConn, começou a estudar. Esta pesquisa está publicada no Anais da Royal Society B.
Brisson estuda um evento de extinção em massa ocorrido no período Devoniano Superior, há cerca de 370 milhões de anos, com o objetivo de entender como os ecossistemas e as comunidades de organismos dentro deles respondem. Para este estudo, Brisson se concentrou em pequenas criaturas oceânicas com conchas chamadas braquiópodes, estudando fósseis coletados na Bacia dos Apalaches em Nova York e na Pensilvânia.
“O nome ‘eventos de extinção em massa’ chama a atenção das pessoas. Estes são tempos de grandes mudanças no meio ambiente, e como essas mudanças impactam os organismos é relevante para entender nosso ambiente atual e as mudanças ambientais”, diz Brisson.
No Devoniano tardio, a Bacia dos Apalaches era um mar raso que se formou na esteira das montanhas crescentes. Brisson diz que o fundo do mar provavelmente estava coberto de braquiópodes, que eram abundantes no conjunto de amostras. Na água, os peixes também se tornavam mais abundantes e, em terra, acontecia um grande esverdeamento, com novas plantas evoluindo pela primeira vez na história da Terra.
“O mundo Devoniano era muito diferente; não havia plantas com flores por milhões de anos. Estamos apenas preparando o terreno para passar para o Mesozóico – a era dos dinossauros – onde temos grandes samambaias e grandes árvores lenhosas”, disse Brisson. diz.
Ao estudar a dinâmica desses ecossistemas, Brisson vê a Terra como um sistema, com mudanças de nicho apenas em um aspecto de toda a estrutura.
“Um espaço de nicho é um ambiente onde um organismo vive, neste caso, o nível de perturbação do substrato e onde ao longo do perfil de profundidade os organismos se sentem mais confortáveis”, diz Brisson.
Dois conceitos a serem considerados são conservadorismo de nicho e evolução de nicho. Brisson explica que, com o conservadorismo de nicho, os organismos permanecem no local e retêm suas características, enquanto que com a evolução de nicho, os organismos mudam e evoluem de alguma forma para preferir os novos parâmetros ambientais ao longo do tempo.
“Na biologia, fala-se muito sobre a dinâmica de nicho, e se vemos evolução de nicho ou conservadorismo de nicho e não há tantos pesquisadores estudando isso em tempo profundo”, diz Brisson.
Depois de identificar meticulosamente cerca de 20.000 fósseis de braquiópodes e analisar suas preferências em todo o gradiente de profundidade, Brisson montou um conjunto de dados e usou escala multidimensional não métrica (nMDS) para ver onde diferentes espécies foram agrupadas na faixa estratigráfica ao longo do tempo para interpretar como os organismos responderam antes e depois do evento de extinção em massa. Brisson diz que os resultados foram uma surpresa.
“Eu vi muita rotatividade onde algumas espécies foram extintas, mas algumas espécies sobreviveram e permaneceram no local, e seus nichos são conservados. Alguns cientistas argumentam que este não é o caso em um evento de extinção em larga escala e eu não esperava esse conservadorismo de nicho seria mostrado aqui.”
Em eventos de extinção como este, onde cerca de 35% das espécies marinhas foram extintas, Brisson explica que é esperado que a abertura de tantos nichos encoraje as espécies sobreviventes próximas a se mudarem para ocupar o novo espaço livre, e os resultados mostraram isso está acontecendo até certo ponto.
“Como regra, no entanto, estamos vendo conservadorismo de nicho nesta região. Nos casos em que você pode ver evolução de nicho no registro de rocha, pode ter havido diferentes pressões sobre os organismos. Acho que deixar essa questão em aberto é importante porque há existem muitas pressões seletivas diferentes e nem todas as pressões seletivas podem ser aplicadas a todas as situações”.
Os fatores que levaram aos pulsos de extinção no Devoniano Superior ainda são debatidos, diz Brisson. Alguns trabalhos, incluindo a pesquisa do co-autor e graduado da UConn Jaleigh Pier ’18 (CLAS), indicaram que ocorreu um evento de resfriamento global. Outras evidências mostram anoxia generalizada que pode ter resultado de um influxo de nutrientes, muito parecido com o que vemos hoje com zonas mortas se formando em ambientes marinhos e aquáticos offshore.
“Parte da razão pela qual eu amo o Devoniano é que existem eventos de extinção em massa que foram estudados tão minuciosamente, especialmente o evento de extinção em massa do Mesozóico, mas há menos certeza em torno do Devoniano Superior. Conforme você está voltando no tempo, é mais difícil ter certeza porque alguns dos proxies usados no Mesozóico não se aplicam ao Devoniano. É um momento limpo e dinâmico para estudar.”
Este trabalho representa apenas um capítulo da dissertação de Brisson, e análises futuras analisarão os dados mais a fundo, incluindo a análise de isótopos estáveis para entender como o nitrogênio pode ter impactado essa região. Olhar tão longe no passado pode lançar luz sobre a aceleração da extinção de espécies de hoje.
“Prevejo usar esse método para estudos futuros porque é uma ferramenta poderosa para entender como eram nossos ecossistemas no passado. É realmente fascinante pegar esses conceitos biológicos e aplicá-los ao longo do tempo.”
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