Quando Charles Darwin embarcou pela primeira vez nos trópicos a bordo do HMS Beagle em 1835, ficou chocado. O naturalista de 26 anos esperava encontrar o mesmo nível de diversidade de plantas e animais que havia deixado nas latitudes mais altas de Plymouth, na Inglaterra. Em vez disso, nas amenas ilhas Galápagos, ele encontrou uma multidão de criaturas estranhas e diversas prosperando juntas.
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Viajando em terra para explorar, Darwin anotou em suas anotações que o número de diferentes habitantes “vegetais e animais” em pequenas ilhas tropicais era notavelmente mais alto do que em outros locais ao longo de sua viagem. Ele se perguntou: Como era possível que os trópicos parecessem ter muito mais diversidade do que as florestas mais setentrionais da Europa? Essas criaturas não deveriam ter lutado contra a extinção há muito tempo?
Darwin nunca descobriu a resposta para esse mistério particular (afinal, ele tinha muito em mente), e assim a questão persistiu por mais um século. Finalmente, no início da década de 1970, dois ecologistas surgiram, de forma independente, com a mesma hipótese para explicar o fenômeno misterioso - pelo menos com árvores.
Daniel Janzen e Joseph Connell apresentaram uma explicação aparentemente contraintuitiva. Talvez, eles afirmaram, a surpreendente diversidade de plantas que encontramos nas florestas tropicais é possibilitada por dois fatores: a presença de “inimigos naturais” que visam espécies específicas e mantêm o tamanho da população sob controle, e a tendência de jovens de uma espécie se estabelecerem longe de seus pais, além do alcance desses predadores.
Até recentemente, os pesquisadores só conseguiram provar que a hipótese de Janzen-Connell é válida em estudos localizados. O problema era que eles não tinham acesso ao tipo de conjuntos de dados globais necessários para explicar o padrão planetário mais amplo de diversidade decrescente do equador para os polos. Agora, em um novo estudo publicado na semana passada na revista Science, pesquisadores mostram que esse mecanismo hipotético é de fato responsável por tendências globais na biodiversidade florestal.
Myers possui uma muda de árvore tropical na Floresta Amazônica no Peru. (Jonathan Myers) No ano passado, os ecologistas florestais Jonathan Myers e Joe LaManna viajaram para uma oficina em Hainan, na China, com foco na análise de dados gerados pelo ForestGEO (Forest Global Earth Observatory) do Smithsonian, uma rede de 60 florestas em todo o planeta que são exaustivamente monitoradas. Myers e LaManna, ambos da Universidade de Washington em Saint Louis, Missouri, sabiam que a ForestGEO poderia fornecer o conjunto de dados global de que precisavam para responder à pergunta que os irritava e a outros ecologistas desde a viagem de Darwin.
“Uma das diferenças marcantes entre os climas temperados e os trópicos é que todas essas espécies 'extras' são muito raras”, diz LaManna, pesquisador de pós-doutorado e primeiro autor do novo estudo. Considere que as florestas temperadas podem ser povoadas de parede a parede com árvores de pau-brasil, enquanto os trópicos são pontilhados por um grupo de árvores únicas que freqüentemente existem isoladas das outras espécies. “Como essas espécies raras podem persistir diante da extinção?”, Pergunta Myers, professora de biologia e co-autora do estudo.
Responder a essa pergunta exigiu um empreendimento gigantesco. O conjunto de dados registrou 2, 4 milhões de árvores de 3.000 espécies de uma forma exata para garantir comparabilidade em cada floresta. Mais de 50 coautores de 41 instituições, incluindo o Smithsonian, analisaram os dados, que abrangem 24 parcelas do ForestGEO em todo o planeta. "Foi muito", diz LaManna. “Cada haste com até um centímetro de diâmetro é mapeada, medida, identificada e identificada”.
O esforço hercúleo valeu a pena. Depois de analisar os dados, eles encontraram uma tendência surpreendente: em áreas com maior número de árvores adultas, havia menos jovens mudas da mesma espécie. Esse padrão foi mais pronunciado nos trópicos do que nas regiões temperadas que eles amostraram.
Isso significa que, diferentemente dos ecossistemas de maior latitude, é menos provável que as árvores próximas ao equador coexistam em torno de vizinhos da mesma família. É como se, em algum momento, os pais das árvores e seus filhos de mudas concordassem unanimemente que era hora de sair do porão. Exceto em uma floresta, morar longe não apenas permite que as árvores progridam em seu ninho vazio. É uma questão de vida e morte para as espécies.
"Com árvores, é menos um efeito direto da árvore-mãe na descendência", diz Myers. “É um efeito indireto, onde os inimigos naturais que atacam os adultos também atacam os descendentes.” Esses inimigos podem ser patógenos, predadores de sementes ou herbívoros que têm como alvo uma espécie. Assim como as densas populações humanas nas cidades permitem a rápida disseminação de doenças transmissíveis, esses inimigos podem devastar rapidamente uma floresta densa da mesma espécie.
Se suas mudas se estabelecerem mais longe, no entanto, é menos provável que qualquer inimigo acabe com elas. “Você pensa nos inimigos como sendo más influências nas árvores, especialmente aquelas de baixa abundância”, diz LaManna. “Mas eles podem ser uma forte força estabilizadora - [inimigos] podem realmente protegê-los e impedi-los de serem extintos.” Você pode dizer: Com inimigos como esse, quem precisa de amigos?
"Mudou a maneira como penso em ecologia", diz Myers. "O inimigo pode realmente ter um efeito benéfico na manutenção das espécies raras nessas comunidades, especialmente nos trópicos."
Predadores herbívoros deixam para trás folhas mortas em Madidi, na Bolívia. (Jonathan Myers) Os dados fornecem explicações convincentes sobre por que vemos os padrões globais de biodiversidade que fazemos, diz Gary Mittelbach, ecologista florestal e professor de biologia integrativa da Michigan State University, que não esteve envolvido no estudo. "O fato de que eles foram capazes de mostrá-lo em uma base mundial com métodos padronizados ajuda a solidificar a idéia", diz Mittelbach.
Uma fraqueza do estudo é que, embora implique uma tendência global, não há amostras do norte da Europa Central ou do sul de Papua Nova Guiné. “Eu gostaria que eles tivessem mais [florestas] na Ásia e na Europa, então nem todos os de alta latitude estão na América do Norte”, diz Mittelbach. Mesmo com a escassez de amostras de altas latitudes, no entanto, "ainda estou bastante convencido do padrão", diz ele.
Embora os pesquisadores tenham mostrado com sucesso que a tendência apresentada por Janzen e Connell é verdadeira, a questão sobre o que exatamente está fazendo com que os trópicos sejam tão diversos ainda permanece.
Myers especula que a estabilidade do clima tropical pode contribuir para a sua rica biodiversidade, em comparação com as mudanças drásticas que ocorreram ao longo do tempo geológico nas latitudes mais altas. "Houve muito mais distúrbios na zona temperada" nos últimos milhares de anos, diz ele. Por "perturbação", Myers significa lençol de gelo que repetidamente destruiu toda a América do Norte no passado da Terra.
Os trópicos não suportaram tais perturbações. Pesquisadores atribuem a alta taxa de reprodução e baixa taxa de extinção em espécies tropicais de plantas e animais ao clima relativamente confortável. Isso funcionou bem para eles até agora, mas as florestas ao redor do mundo estão mudando como resultado de padrões climáticos mais voláteis. Por exemplo, à medida que as latitudes mais altas se tornam mais quentes, as árvores temperadas estão migrando lentamente para o norte.
"Pode haver uma influência direta ou indireta do clima na mediação da força das interações bióticas entre inimigos e árvores", diz Myers. "Onde é mais quente ou mais úmido, você pode esperar que os patógenos tenham uma influência mais forte."
A tendência global que esses pesquisadores descobriram ilustra o quanto a diversidade da vida biológica na Terra pode depender de interações em pequena escala. “Esse mecanismo é um processo de escala global, e estamos falando de interações entre adultos, jovens e seus inimigos especializados na escala de 10 metros”, diz LaManna. "Essa interação em escala local está contribuindo para um padrão de biodiversidade em todo o mundo".
