Para Charles Darwin, "espécie" era um termo indefinível, "dado arbitrariamente por conveniência a um conjunto de indivíduos que se assemelham muito um ao outro". Isso não impediu os cientistas nos 150 anos desde então de tentar, no entanto. Quando os cientistas de hoje se sentam para estudar uma nova forma de vida, aplicam qualquer número de mais de 70 definições do que constitui uma espécie - e cada uma delas ajuda a entender um aspecto diferente do que torna os organismos distintos.
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De certa forma, essa infinidade de definições ajuda a provar o ponto de Darwin: A ideia de uma espécie é, em última análise, uma construção humana. Com o avanço da tecnologia do DNA, os cientistas agora são capazes de desenhar linhas mais refinadas entre o que consideram as espécies, observando o código genético que as define. Como os cientistas escolhem traçar essa linha depende se o sujeito é um animal ou planta; as ferramentas disponíveis; e a preferência e expertise do cientista.
Agora, à medida que novas espécies são descobertas e as antigas são descartadas, os pesquisadores querem saber: Como definimos uma espécie hoje? Vamos olhar para trás, para a evolução do conceito e até onde ele chegou.
Talvez a definição mais clássica seja um grupo de organismos que podem se reproduzir mutuamente para produzir descendentes férteis, uma idéia originalmente estabelecida em 1942 pelo biólogo evolucionista Ernst Mayr. Embora elegante em sua simplicidade, este conceito tem sido atacado pelos biólogos, que argumentam que ele não se aplica a muitos organismos, como os unicelulares que se reproduzem assexuadamente, ou aqueles que se mostraram capazes de procriar com outros organismos distintos. para criar híbridos.
Alternativas surgiram rapidamente. Alguns biólogos defendem uma definição ecológica que atribui espécies de acordo com os nichos ambientais que eles preenchem (esse animal recicla os nutrientes do solo, esse predador mantém os insetos sob controle). Outros afirmaram que uma espécie era um conjunto de organismos com características físicas que eram distintas das outras (a cauda abanada do pavão, os bicos dos tentilhões de Darwin).
A descoberta da dupla hélice do DNA levou à criação de mais uma definição, na qual os cientistas poderiam procurar por pequenas diferenças genéticas e desenhar linhas ainda mais finas, denotando espécies. Baseado em um livro de 1980 dos biólogos Niles Eldredge e Joel Cracraft, sob a definição de uma espécie filogenética, as espécies animais agora podem diferir em apenas 2% de seu DNA para serem consideradas separadas.
"Em 1996, o mundo reconheceu metade do número de espécies de lêmures que existem hoje", diz Craig Hilton-Taylor, que administra a Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas da União Internacional para a Conservação da Natureza. (Hoje existem mais de 100 espécies reconhecidas de lêmures). Os avanços na tecnologia genética deram à organização uma imagem muito mais detalhada das espécies do mundo e de sua saúde.
Esses avanços também renovaram os debates sobre o que significa ser uma espécie, à medida que ecologistas e conservacionistas descobrem que muitas espécies que uma vez pareciam singulares são realmente multidões. O entomologista do Smithsonian, John Burns, usou a tecnologia do DNA para distinguir algumas das chamadas "espécies crípticas" - organismos que parecem fisicamente idênticos a membros de uma determinada espécie, mas possuem genomas significativamente diferentes. Em um estudo de 2004, ele foi capaz de determinar que uma espécie de borboleta tropical identificada em 1775 na verdade abrangia 10 espécies separadas.
Em 2010, a avançada tecnologia de DNA permitiu aos cientistas resolver um antigo debate sobre os elefantes africanos. Ao sequenciar o DNA mais raro e mais complexo dos núcleos de células de elefantes, em vez do DNA mitocondrial mais comumente usado, eles determinaram que os elefantes africanos na verdade compreendiam duas espécies separadas que divergiram há milhões de anos.
"Você não pode mais chamar elefantes africanos da mesma espécie que os elefantes asiáticos e os mamutes", disse David Reich, geneticista populacional e principal autor do estudo, à Nature News.
O curador de entomologia Smithsonian W. Donald Duckworth estuda uma bandeja de espécimes de mariposa em 1975. Os taxonomistas tradicionalmente confiaram em características físicas para provocar espécies distintas. (Kjell Bloch Sandved / Arquivos Smithsonian) Na esteira dessas e de outras descobertas que mudam de paradigma, o conceito original de Mayr está se desintegrando rapidamente. Essas duas espécies de elefantes africanos, por exemplo, mantiveram o cruzamento apenas 500 mil anos atrás. Outro exemplo fica mais perto de casa: análises recentes de remanescentes de DNA nos genes dos humanos modernos descobriram que os seres humanos e os neandertais - geralmente considerados como espécies separadas que divergiram há cerca de 700.000 anos - se entrecruzaram há apenas 100.000 anos.
Então esses elefantes e hominídeos ainda separam espécies?
Este não é apenas um argumento de semântica científica. Identificar as espécies de um organismo é fundamental para qualquer esforço para proteger esse animal, especialmente quando se trata de ação do governo. Uma espécie que é listada na Lei de Espécies em Perigo dos EUA, por exemplo, ganha proteção contra quaisquer ações destrutivas do governo e de cidadãos privados. Essas proteções seriam impossíveis de aplicar sem a capacidade de determinar quais organismos fazem parte dessa espécie em extinção.
Ao mesmo tempo, os avanços nas técnicas e na tecnologia de sequenciamento estão ajudando os cientistas de hoje a entender melhor quais espécies estão sendo afetadas pelas ações humanas.
"Somos capazes de reconhecer quase todas as espécies [agora]", diz Mary Curtis, cientista forense da vida selvagem que lidera a equipe de genética do Laboratório Forense do Serviço de Pesca e Vida Selvagem dos EUA. Seu laboratório é responsável por identificar quaisquer restos de animais ou produtos suspeitos de terem sido comercializados ilegalmente ou colhidos. Desde que adotou técnicas de sequenciamento de DNA há mais de 20 anos, o laboratório conseguiu fazer identificações muito mais rapidamente e aumentar o número de espécies que pode reconhecer de maneira confiável às centenas.
"Muitas das coisas que obtemos em genética não têm forma ou forma", diz Curtis. O laboratório recebe pedaços de carne não identificados, itens decorativos ou até mesmo o conteúdo estomacal de outros animais. A identificação desses itens incomuns está geralmente fora do alcance de especialistas em taxonomia usando a forma do corpo, a identificação do cabelo e outras características físicas. "Só podemos fazer isso com o DNA", diz Curtis.
Ainda assim, Curtis, que já estudou peixes, não desconsidera a importância dos taxonomistas tradicionais. "Muitas das vezes estamos trabalhando juntos", diz ela. Taxonomistas experientes podem identificar rapidamente casos reconhecíveis, deixando o seqüenciamento de DNA mais caro para as situações que realmente precisam.
Nem todos os ecologistas são vendidos nesses avanços. Alguns expressam preocupações sobre a "inflação taxonômica", uma vez que o número de espécies identificadas ou reclassificadas continua a disparar. Eles se preocupam com o fato de que, à medida que os cientistas traçam linhas baseadas nas pequenas diferenças que a tecnologia do DNA lhes permite ver, todo o conceito de uma espécie está sendo diluído.
"Nem tudo o que você pode distinguir deve ser sua própria espécie", disse o zoólogo alemão Andreas Wilting ao Washington Post em 2015. Wilting propusera condensar os tigres em apenas duas subespécies, dos atuais nove.
Outros cientistas estão preocupados com os efeitos que a reclassificação de espécies outrora distintas pode ter nos esforços de conservação. Em 1973, o pardal à beira-mar, ameaçado de extinção, um pequeno pássaro que já foi encontrado na Flórida, deixou de prestar assistência de conservação potencialmente útil ao ser reclassificado como uma subespécie de um pardal marinho muito mais populoso. Menos de duas décadas depois, o pardal à beira-mar foi extinto.
Hilton-Taylor ainda não tem certeza de quando ou como as comunidades ecológicas e de conservação irão se conformar com a ideia de uma espécie. Mas ele espera que a tecnologia de DNA tenha um impacto significativo na interrupção e reformulação do trabalho desses campos. "Muitas coisas estão mudando", diz Hilton-Taylor. "Esse é o mundo em que estamos vivendo."
Essa incerteza é, em muitos aspectos, reflexiva da definição de espécies hoje também, diz Hilton-Taylor. A IUCN baseia-se na experiência de vários grupos e cientistas para compilar dados para sua Lista Vermelha, e alguns desses grupos adotaram conceitos mais amplos ou mais restritos sobre o que faz uma espécie, com uma dependência diferente do DNA. "Há uma diversidade de cientistas por aí", diz Hilton-Taylor. "Nós apenas temos que ir com o que temos."
