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Os peixes, os vertebrados com maior biodiversidade no reino animal, apresentam um enigma aos biólogos evolutivos: a maior riqueza de espécies é encontrada nas águas tropicais do mundo, mas os grupos de peixes que geram novas espécies mais rapidamente habitam climas mais frios em latitudes mais altas.
Um novo estudo de Yale ajuda a explicar esse paradoxo. Os pesquisadores descobriram que a capacidade dos peixes em ecossistemas temperados e polares de fazer a transição de águas rasas para águas profundas desencadeia a diversificação das espécies.
Suas descobertas, publicadas em 11 de fevereiro na revista Natureza Comunicaçõessugerem que, à medida que as mudanças climáticas aquecem os oceanos em latitudes mais altas, isso impedirá a evolução das espécies de peixes.
“Os clados de peixes que contribuem com a maior diversidade de peixes nos oceanos de hoje estão alavancando a coluna de água e as profundezas do oceano, em particular, para diversificar”, disse a principal autora Sarah T. Friedman, que conduziu a pesquisa enquanto era associada de pós-doutorado de G. Evelyn Hutchinson na Yale. “Os peixes que fazem essas incursões no oceano profundo estão quase exclusivamente localizados em altas latitudes, onde é mais fácil se mover ao longo da coluna d’água. Essas regiões estão experimentando o aquecimento mais drástico devido às mudanças climáticas, que ameaçam interromper a especiação, tornando-a mais difícil para os peixes mudarem de profundidade.”
Friedman, agora biólogo pesquisador de peixes na Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, foi coautor do estudo com Martha Muñoz, professora assistente de ecologia e biologia evolutiva na Faculdade de Artes e Ciências de Yale e curadora assistente de zoologia de vertebrados no Museu Yale Peabody. .
Para o estudo, os pesquisadores analisaram os dados existentes sobre a ocorrência global de 4.067 espécies de peixes que incluíam informações sobre a distribuição geográfica das espécies e a taxa de especiação. Em parte, sua análise modelou a frequência com que se pode esperar que as linhagens de peixes transitem pelas profundezas do oceano. Ao estabelecer uma distribuição de mudanças antecipadas em profundidade, os pesquisadores puderam comparar o número de transições observadas em linhagens específicas. Eles descobriram que linhagens de alta latitude, ricas em espécies – eelpouts, rockfishes, flatfishes, icefishes e snailfishes – transitavam para cima e para baixo na coluna d’água com mais frequência do que o esperado. Enquanto isso, linhagens tropicais hiperdiversas, como gobies e bodiões, mudaram de profundidade com menos frequência do que o previsto.
Clados de peixes, linhagens evolutivas que compartilham um ancestral comum, que podem se dispersar livremente ao longo do gradiente de profundidade, podem ter maior probabilidade de capitalizar novos recursos ou nichos em profundidades específicas e se isolar de outros membros de seu grupo, disseram os pesquisadores. Isso pode levar à adaptação local repetida e à evolução de novas espécies.
Muitas variáveis podem afetar a capacidade de um peixe se mover entre as profundidades, incluindo temperatura da água, pressão e penetração de luz. Friedman e Muñoz sugerem que a temperatura desempenha um papel importante na capacidade dos clados de peixes de alta latitude de transitar ao longo da coluna de água. Clados de peixes que habitam águas mais frias têm mais facilidade em viajar para as profundezas do oceano, onde a temperatura da água cai drasticamente. Por outro lado, os peixes tropicais, que passam a vida em águas rasas e quentes, enfrentam barreiras térmicas íngremes para fazer a transição para o oceano profundo, disseram os pesquisadores.
A alta biodiversidade existente nas águas tropicais pode ser um resquício do passado profundo, quando as regiões mais quentes eram focos de geração de espécies, mas com o tempo, a maior parte da diversificação começou a ocorrer mais perto dos pólos da Terra, explicaram.
Mas esse mecanismo de biodiversidade em latitudes mais altas é vulnerável às mudanças climáticas. Como o perfil da água é muito mais uniforme em latitudes mais altas do que nos trópicos, os peixes que as habitam são fisiologicamente ajustados a esses ambientes, explicou Muñoz. Para eles, uma mudança de um grau na temperatura será fisiologicamente mais desafiadora do que para um organismo que é mais um generalista térmico.
“À medida que os oceanos esquentam, os organismos podem enfrentar barreiras mais íngremes para se dispersar pela coluna de profundidade”, disse Muñoz. “Com o tempo, acho que veremos uma desaceleração desse motor da biodiversificação”.
O estudo foi financiado pela G. Evelyn Hutchinson Environmental Postdoctoral Fellowship, que visa permitir colaborações de pesquisa criativa nas ciências ambientais em Yale, desenvolvendo diversas excelências acadêmicas no nível de pós-doutorado.
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