Uma equipa internacional de cientistas, na qual se inclui Martim Melo, do Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos (CIBIO-InBIO), da Universidade do Porto, e do Museu de História Natural e da Ciência da U.Porto (MHNC-UP), publicou recentemente um estudo na prestigiada revista Nature, no qual faz, pela primeira vez, a
demonstração empírica da Teoria da Biogeografia das Ilhas, utilizando uma base de dados a nível mundial. Proposta por Robert MacArthur e Edward Wilson nos anos 60, a Teoria da Biogeografia de Ilhas é comummente utilizada para explicar a diversidade de espécies observada nas ilhas. Na prática, a teoria postula que em ilhas maiores vão existir mais espécies pois quanto maior a área menor as taxas de extinção. Já nas ilhas mais isoladas, as taxas de uma colonização são
menores, resultando numa menor biodiversidade. MacArthur e Wilson também reconheceram que a evolução dentro de arquipélagos leva à formação de novas espécies, mas nunca a conseguiram incluir no seu modelo. De resto, muitos estudos testaram a Teoria da Biogeografia das Ilhas a pequenas escalas, mas, até hoje, nenhum deles o tinha tentado fazer a uma escala global. No estudo
agora publicado, foram reunidos dados moleculares de centenas de espécies de aves de 41 arquipélagos a nível mundial. Estes dados permitem estimar não só taxas de colonização e extinção, mas também taxas de especiação (formação de espécies). Para analisar estes dados, a equipa utilizou um modelo estatístico inovador, desenvolvido pelo investigador português- e primeiro autor do estudo – Luis Valente, do Naturalis Biodiversity Center (Países Baixos). O
resultado foi surpreendente: o modelo que melhor prevê o número de espécies em ilhas é mesmo o modelo original de MacArthur e Wilson. Simultaneamente, foi possível chegar a outra constatação fascinante. Embora seja dada muita atenção às divergências evolutivas que ocorrem em ilhas, como no caso dos tentilhões de Darwin nas Galápagos, a grande maioria das espécies de aves nas ilhas constituem ramos evolutivos únicos, como resultado de colonizações independentes de espécies provenientes dos
continentes.… até agora
Martim Melo (à esq.) e Luis Valente foram dois dos investigadores responsáveis pelo estudo agora publicado. (Foto: Amancio Motove Etingue)
Um avanço essencial para o conhecimento da biodiversidade
“É a primeira vez que se inclui a evolução no modelo. O nosso uso de dados moleculares permitiu colmatar essa falha. A formação de espécies em arquipélagos depende simultaneamente da área e do isolamento: quanto maior e mais isolada for uma ilha, maior o número de espécies que se irão aí formar”, refere Martim Melo.
Ainda segundo o investigador e coordenador de exploração no MHNC-UP, “o artigo não só comprova a teoria da biogeografia das ilhas para as aves, como define a forma das relações exatas entre os fatores físicos (área, isolamento) e os determinantes do número de espécies (colonização, extinção, especiação)”, acrescenta.
Este estudo constitui assim um avanço essencial para o conhecimento dos principais processos que explicam a biodiversidade global. Contudo, falta ainda compreender porque surgiram mais espécies em determinados grupos de animais e de plantas e de que forma a crescente perda e fragmentação de habitats irá afetar a biodiversidade.
Para a compreensão dos efeitos da fragmentação de habitats, Martim Melo salienta que “as ilhas continentais, ilhas previamente ligadas a um continente, mas separadas deste pela subida do nível do mar, constituem modelos mais próximos e por isso potencialmente mais informativos”. E é por essa razão que neste momento se encontra com Luis Valente na ilha de Bioko (Guiné Equatorial) “a realizar trabalho de campo nesse sentido”.
As ilhas, porções de terra menos extensas que os continentes e cercadas de águas por todos os lados, servem de palco para o espetáculo de intensas especiações por deriva genética. Em uma ilha pode ser encontrado um complexo de ecossistemas de pequena extensão espacial com número de códigos genéticos restrito, pois as trocas genéticas e ocorrência de colonização são potencialmente reduzidas. Esse isolamento favorece o processo de especiação.
A biogeografia de ilhas constitui-se em um ramo da ciência biogeográfica repleta de fortes emoções. Muitas das formas de vida mais espalhafatosas do mundo ocorremem ilhas. Encontram-se nelas gigantes, anões, exímios artistas da permutação e não-conformistas de todo tipo. Essas criaturas improváveis habitam as zonas mais isoladas e remotas do planeta e conferem uma definição biológica vivida a palavra exótico (QUAMMEN, 2008).
O número de espécies em uma ilha equilibra os processos regionais governando a imigração, enquanto que a extinção é governada pelos processos locais.
Um exemplo de extinção em massa é a da ilha Cracatoa, no qual um vulcão entrou em erupção e destruiu completamente a ilha, originando uma ilha ao lado. Mas como as espécies colonizaram novamente a ilha nova?
As chegadas de espécies podem ser ocasionais como os insetos voadores, sementes dispersas pelo vento, água marinha carregando sementes etc. As aves contribuem muito para a chegada de espécies, pois defecam e trazem consigo sementes de outras áreas. Jangadas naturais servem para translocar uma espécie até a ilha, como por exemplo uma árvore que cai no mar vinda de outra ilha distante, pode trazer consigo alguns animais que chegariam até a outra ilha.
Para uma ilha ser completamente habitável por várias espécies, ela tem também que ter água doce. A água doce só será disponibilizada quando toda a ilha estiver com a vegetação densa e uma grande capacidade de reter água das chuvas etc.
A diversidade de espécies na ilha nova só aumenta com a imigração de outras ilhas ou com as massas continentais. As ilhas possuem os animais dos continentes e esses animais que se estabelecem nas ilhas são menores, sendo assim a seleção natural trabalha a favor dos menores indivíduos. A capacidade suporte (área física e recursos) é pouca, por isso os menores animais são favorecidos.
As espécies são levadas até ilhas distantes através dos continentes, onde migram para ilhas vizinhas e em seguida conseguem chegar à ilha distante pelas correntes marinhas ou jangadas naturais, aves etc.
Quanto maior o número de espécies numa ilha, menor é a taxa de imigração. A ilha é colonizada pelo estabelecimento de vegetação e em seguida pelos animais vindos do continente. Quando todas as espécies continentais que puderem ocorrer na ilha estiverem presentes, a imigração será zero.
Áreas menores= riqueza menor, desde que estejam distantes do continente. Se uma ilha menor está próxima ao continente a riqueza será maior que a ilha distante que é grande. As espécies levarão maior tempo para colonizar a outra ilha distante.
Competição
Conforme o numero de espécies na ilha aumenta, a competição também aumenta e a taxa de extinção consequentemente também aumenta. Conforme maior competição local, maior será a substituição de espécies. A composição de espécies na ilha muda de acordo com a densidade da competição. Conforme a diversidade (riqueza e abundância) aumenta, a diversidade de habitat e abundância de recursos decresce.
O estado estacionário
A teoria do equilíbrio da biogeografia de ilhas contrapõe a imigração e extinção.
A extinção e imigração darão o equilíbrio nas espécies, onde quando maior a taxa de imigração menor o número de extinção e vice-versa.
Relação espécie – área
Ilhas pequenas sustentam riquezas menores que ilhas grandes, quando em clímax.
A riqueza aumenta com o tamanho da ilha e diminui quanto maior a distância do continente ou da fonte de colonização (que pode ser uma ilha vizinha de um continente).
Gráfico SS e Si – equilíbrio
A ilha menor atinge a capacidade suporte mais rápido porquê abrigará mais espécies que a ilha maior, pois a mesma não tem recursos suficientes para quantidades de espécies semelhantes a ilha maior.
Grau de isolamento
As ilhas mais próximas do continente tem mais espécies que as ilhas mais distantes.
O equilíbrio da diversidade chega primeiro na ilha que está mais próxima ao continente e depois na ilha mais longe.
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