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Geogenômica

Diversificação das aves amazônicas dependeu dos rios e do clima

Região oeste da floresta é mais estável e pode ter servido como refúgio, enquanto instabilidade da porção sudeste teria impulsionado a formação de espécies

Hylophylax naevius, uma das espécies de aves que vivem em florestas úmidas de terra firme na Amazônia

Adriano Gambarini

Os cursos variáveis dos rios e as flutuações climáticas ao longo dos milhares de anos, agindo em parceria, são responsáveis pela grande diversidade de aves na Amazônia, que abriga a maior floresta tropical do mundo. “O clima toca a música, mas quem dá os passos são as aves às margens dos rios”, resume o biólogo Alexandre Aleixo, atualmente professor na Universidade de Helsinque, na Finlândia. É uma mudança de visão em relação ao foco dado aos caudalosos rios como responsáveis por isolar espécies habitantes de margens opostas. Os resultados do trabalho liderado por ele foram publicados na quarta-feira, 3 de julho, na revista científica Science Advances.

Entrevista: Alexandre Aleixo
     

Entender a diversidade de animais e plantas que compõem a floresta amazônica tem sido, há décadas, o foco de muitos pesquisadores de áreas biológicas e, mais recentemente, geológicas (ver Pesquisa FAPESP nº 242). Com o recente avanço na capacidade de obter sequências genéticas, os pesquisadores construíram genealogias usando sequências de DNA de mais de mil espécimes de 23 espécies de aves dependentes de áreas de matas úmidas, com ampla distribuição pela Amazônia. De posse dessa genealogia, e dos dados geográficos de onde foram coletadas, além de cerca de 6.500 outros registros de localidades, foi possível fazer o que os especialistas chamam de modelagem de nicho: delinear as condições climáticas nas quais vivem e extrapolar esse mapeamento para o que se conhece do clima amazônico nos últimos 20 mil anos. “Ninguém tinha analisado tantas amostras com uma distribuição tão ampla na Amazônia”, afirma Aleixo.

Alexandre Aleixo/Universidade de Helsinque Rio Roosevelt, um dos afluentes do Madeira, passou por fortes modificações no passadoAlexandre Aleixo/Universidade de Helsinque

“Os rios são extremamente importantes, mas não contam toda a história evolutiva da biodiversidade.” Eles só se tornam barreiras, de acordo com o pesquisador, depois que as espécies chegam às suas margens. Nesse trajeto, há espaço e tempo para uma enorme variação de trajetórias. “Caso contrário, todas as espécies teriam reagido ao mesmo tempo quando o rio surgiu, e não encontramos essa sincronia cronológica.” Algumas espécies têm uma história de 5 milhões de anos, outras de 500 mil. E aí entram os fatores climáticos, que delimitam a extensão da floresta e a composição da flora e da fauna.

O trabalho também reforça a ideia de que a Amazônia está longe de se comportar como unidade. A região sudeste da floresta, delimitada pelos rios Tapajós e Amazonas, assim como um corredor marcado pelo rio Negro, são instáveis e mais recentes. Aleixo explica que a floresta só existe ali nos momentos em que o clima é ideal – com intensa umidade e um regime de chuvas previsível – como atualmente. No passado a vegetação era diferente naquela área, assim como deve acontecer no futuro, caso se mantenham as projeções de mudanças climáticas. “Nossos dados se encaixam no que dizem os modelos do grupo do [climatologista] Carlos Nobre, do Inpe [Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais], que preveem alterações na floresta quando ultrapassarmos 40% de desmatamento e atingirmos determinados padrões de temperatura e pluviosidade.”

Adriano Gambarini Alexandre Aleixo em 2009 durante trabalho de campoAdriano Gambarini

Refúgios
O curioso é que o artigo de Aleixo está sendo publicado quase exatamente 50 anos depois do trabalho do biogeógrafo alemão Jürgen Haffer (1932-2010), na edição de 11 de julho de 1969 da revista Science, que lançou as bases da compreensão da biodiversidade amazônica. Era a teoria dos refúgios, em seguida também proposta pelo herpetólogo brasileiro Paulo Vanzolini (1924-2013), que postulava que algumas áreas de estabilidade serviram como repositórios de espécies, em momentos no qual a floresta se retraiu. Os resultados recentes mostram que Haffer tinha razão em muitos aspectos e até hoje continua a ser a referência principal para quem estuda diversificação de espécies na região. “A lógica de refúgios existe, mas encontramos algumas diferenças”, explica Aleixo. Em vez de pequenas áreas de manutenção da floresta, os pesquisadores perceberam que o noroeste da Amazônia, uma meia-lua delimitada pelos rios Negro e Madeira, é muito importante do ponto de vista da ancestralidade das espécies. “Foi um grande refúgio, e as aves acompanharam.” O horizonte de tempo que ele enxerga, tendo aberto uma janela para 2 milhões de anos atrás, também é mais distante do que o de Haffer. “A história das espécies é mais antiga do que os 20 mil anos que ele pensava, desde o Último Máximo Glacial: detectamos que as espécies mais jovens têm de 400 a 100 mil anos de idade, aproximadamente.”

Aleixo também vê de modo mais complexo a ação dos rios. As enormes extensões de água que se vê hoje são certamente barreiras, inclusive para as aves. Ocorre que os rios amazônicos mudam, são dinâmicos. Ao longo dos milênios eles serpenteiam, estreitam, alargam, formam alças, mudam de leito. Nesse processo dinâmico, surgem híbridos que depois, quando voltam a ser isolados, podem dar origem a novas espécies. “Em vez de a instabilidade dos rios homogeneizar as variações entre linhagens, como se achava, acreditamos que ela pode potencializar o surgimento de variabilidade.” Isso, segundo ele, é uma importante quebra de paradigma.

Alexandre Aleixo / Universidade de Helsinque Depois da floresta, sequenciamento: pesquisadores trabalham no laboratório do Museu GoeldiAlexandre Aleixo / Universidade de Helsinque

“Eles mostram que a história desses animais de terra firme estudados aconteceu no curto espaço de tempo de cerca de 6 milhões de anos, semelhante ao que permitiu a separação entre o ser humano e o chimpanzé”, comenta o biólogo Fábio Raposo do Amaral, do campus de Diadema da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp). Ele não participou do trabalho, mas estuda processos evolutivos em aves da Mata Atlântica: apesar de ser um ambiente muito distinto, as conclusões para a Amazônia podem ser inspiradoras. Para ele, o ponto crucial do trabalho liderado por Aleixo é mostrar como processos distintos podem agir em conjunto, acrescentando uma pitada de complexidade. “Na Mata Atlântica é importante como a complexidade do relevo oferece, em sinergia com o clima, oportunidades de isolamento”, compara. E brinca: “Talvez os padrões sejam muito menos comportados do que gostaríamos”.

Além dos resultados em si, o trabalho liderado por Aleixo é uma ode às coleções zoológicas armazenadas em museus. Entre as amostras examinadas, 90% estavam em coleções brasileiras – principalmente do Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG), onde ele estava até se mudar para a Finlândia, e do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa), além de outras como do Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (MZ-USP). “Outro país não poderia ter reunido essa história, já que a Amazônia brasileira é a única a conter todas as nove províncias biogeográficas da bacia”, conclui.

Projeto
Estruturação e evolução da biota amazônica e seu ambiente: Uma abordagem integrativa (nº 12/50260-6); Modalidade Programa Biota/Dimensions-NSF; Pesquisadores responsáveis Lúcia Lohmann (IB-USP) e Joel Cracraft (AMNH); Investimento R$ 6.297.928,48.

Artigo científico
SILVA, S. M. et al. A dynamic continental moisture gradient drove Amazonian bird diversification. Science Advances. v. 5, n. 7, eaat5752. 3 jul. 2019.

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