Gigantismo e nanismo nas ilhas

Os gigantes das ilhas são abundantes: Komodo tem seus dragões. Madagascar tem sua barata gigante sibilante. Até cerca de 1.000 anos atrás, a Nova Zelândia tinha seu pássaro colossal, o moa. Dos anões, o mundo testemunhou tudo, desde raposas, coelhos e cobras que são menores que suas contrapartes no continente, até o último oxímoro, o mamute-pigmeu, que existia em várias formas, desde as Ilhas Anglo-Normandas da Califórnia até a Ilha Wrangel, no Ártico Siberiano.

Por Peter Tyson Quarta-feira, 1 de novembro de 2000 Nova

Compartilhar

Por que isso acontece? Quais fatores incentivam uma espécie a alterar suas dimensões nas ilhas? O que, em suma, determina se uma criatura receberá brobdingnagiano ou liliputiano?

Esse hipopótamo parece que não sofreria um pouco de nanismo - o que acontece com os hipopótamos que atingem ilhas isoladas, embora com muito tempo. Madagascar, por exemplo, costumava ter um hipopótamo-pigmeu.

Crédito da foto: Peter Malsbury / istockphoto

A regra da ilha

A primeira tentativa de explicar essa aparente roleta evolutiva foi feita em 1964 por um jovem biólogo chamado J. Bristol Foster. Recém saído de um programa de doutorado na Universidade da Colúmbia Britânica, Foster publicou um artigo breve mas influente na revista Nature, intitulado "Evolution of Mammals on Islands". Alegando "muita confusão e contradição" na literatura científica sobre o tamanho dos mamíferos nas ilhas, Foster realizou um levantamento de 116 espécies ou subespécies insulares (que habitam ilhas) que vivem principalmente nas costas do oeste da América do Norte e Europa. Ele resumiu suas descobertas na tabela abaixo, que indica se uma criatura da ilha é menor, de tamanho semelhante ou maior que seu suposto ancestral do continente.
 
A tabela revela algumas tendências interessantes. Os roedores tendem ao gigantismo, enquanto os carnívoros, lagomorfos (coelhos e lebres) e artiodáctilos (veados, hipopótamos e outros ungulados iguais) têm maior probabilidade de ficarem anões. No geral, entre as espécies de mamíferos que colonizam ilhas, as grandes tendem a encolher, enquanto as pequenas tendem a aumentar. Os biólogos passaram a chamar a generalização de Foster de "regra da ilha".

Relacionado

Como o pássaro conseguiu suas asas?

Esta tabela do artigo de Foster mostra os tamanhos relativos das espécies e subespécies de mamíferos que habitam as ilhas, em comparação com os supostos parentes do continente.

Crédito da foto: Dados de Foster, J. Bristol. 1964. "Evolução dos mamíferos nas ilhas". Nature 202: 234-235 (18 de abril de 1964).

Foster continuou oferecendo explicações tentativas sobre como pelo menos algumas dessas transformações extraordinárias ocorreram. As ilhas, ele argumentou, contêm menos espécies do que os continentes e, portanto, menos números de predadores e concorrentes que podem enfatizar um recém-chegado. "Em tais situações", ele escreveu, "parece que o roedor maior tem uma vantagem".
 
Mas como explicar aquelas espécies que diminuem de tamanho? Foster ofereceu uma resposta possível e, para apenas um grupo, os artiodáctilos. Embora os roedores sejam capazes de controlar suas populações na ausência de predadores, os hipopótamos e os cervos e sua espécie não podem. Como resultado, os artiodáctilos são "especialmente suscetíveis", segundo Foster, a esgotar os recursos alimentares e ocasionar desnutrição e nanismo em seus filhotes. Se, nas gerações seguintes, indivíduos menores obtiveram maior sucesso reprodutivo, então a evolução poderá começar a favorecê-los, levando ao nanismo.
 
O artigo modesto de Foster representou, como David Quammen escreve em The Song of the Dodo , "uma espécie de inocência pré-revolucionária, estando do lado distante de uma grande revolta". Essa revolta foi a publicação de 1967 da Theory of Island Biogeography , de Robert MacArthur e Edward O. Wilson. O livro não apenas lançou um campo inteiramente novo de empreendimentos científicos - o estudo de como as plantas e os animais insulares chegaram aonde estão hoje -, mas estimulou uma série de jovens biólogos a enfrentar a questão do gigantismo / nanismo.

Refinando a regra da ilha

Um desses jovens cientistas foi Ted Case. Como Foster, Case publicou um artigo seminal no início de sua carreira (1978) em uma importante revista científica ( Ecology ). Mas seu trabalho era muito mais longo - 18 páginas em comparação com as duas de Foster - e, contra a mesa solitária de Foster, oferecia numerosos gráficos, tabelas e equações matemáticas complexas.

Case reconheceu o trabalho pioneiro de Foster e depois apontou onde a análise de seu antecessor ficou aquém. Talvez mais notavelmente, Case, que estuda um réptil parecido com uma iguana conhecido como chuckwalla gigante, enfatizou exceções gritantes à regra da ilha: como o mesmo lagarto ou roedor pode ser relativamente grande em algumas ilhas, mas não em outras, e como uma ilha pode tem formas gigantescas de um tipo de lagarto ou raças de roedores e anões de outro.

teve que se contentar em ser a pequena cascavel quando chegou a Angel de la Guarda e encontrou seu rival já lá. Crédito da foto: © Kennan Ward / Corbis

Crotalus ruber

Como exemplo desse último cenário, Case citou o curioso exemplo de duas espécies de cascavel que coabitam Angel de la Guarda, uma das ilhas desertas ensolaradas no Golfo da Califórnia, onde estuda a chuckwalla. No continente mexicano próximo, Crotalus ruber tem aproximadamente o dobro do tamanho de C. mitchelli , mas em Angel de la Guarda, a situação é exatamente inversa, com C. mitchelli cerca de duas vezes maior que C. ruber . Como isso aconteceu? A julgar por um exame mais atento das duas espécies, C. mitchelli parece ter divergido mais de seu progenitor continental do que C. ruber , diz Case, o que implica que C. mitchelli chegou primeiro a Angel de la Guarda. Para fazer uso de todas as presas disponíveis, C. mitchelli adotou um tamanho maior. Quando C. ruber finalmente chegou à ilha, encontrou o nicho de cascavel grande já ocupado. Portanto, ele teve que aceitar o nicho da cascavel e evoluiu um quadro menor para isso.

Por que a evolução nunca produziu um pato gigante que não voa?

Tendo essas anomalias em mente, Case concluiu em seu artigo que "[qualquer] teoria que se propõe a explicar essas tendências de tamanho insular também deve ser consistente com suas numerosas exceções". Nessas 18 páginas de letras pequenas, Case elaborou essa teoria. O principal fator subjacente a todas as modificações no tamanho do corpo, ele argumentou, é a quantidade líquida de energia que um animal pode obter em um determinado período de tempo. Todas as mudanças procedem disso, mas todos os tipos de outros fatores também entram em jogo para decidir se esse tipo diminui ou aumenta de tamanho.
 
E, praticando o que ele pregou, Case permitiu exceções à sua modificação do governo de Foster. Por exemplo, se um tamanho cada vez maior de espécies submetidas a gigantismo eventualmente interferisse na capacidade da criatura de voar (em pássaros) ou escalar (em lagartixas) ou escavar (em roedores), essas espécies aumentariam apenas até até o ponto em que esses outros fatores se tornam de extrema importância.

Com o tempo, o veado-vermelho que há muito tempo chegou a Jersey da França tornou-se seis vezes menor que seus pares do continente.

Crédito da foto: © Roger Whiteway / istockphoto

Blazing the Trail

A trilha que Foster e Case começaram a seguir décadas atrás foi mais bem esclarecida por um grupo crescente de biogeógrafos. Esses trabalhadores também apresentaram generalizações e também concedem exceções. Como qualquer cientista em um campo nascente, eles ainda argumentam de maneira vociferante os detalhes, mas a maioria concorda em algumas conclusões gerais.
 
O tamanho grande, por exemplo, parece conferir várias vantagens seletivas. Criaturas maiores podem explorar uma gama maior de recursos; predadores maiores, por exemplo, podem se alimentar de presas grandes e pequenas. Por causa dessa capacidade, eles podem dar à luz ninhadas ou garras maiores. Indivíduos mais pesados ​​tendem a dominar outros de sua espécie em conflitos territoriais e outros conflitos por recursos. E porque eles têm maiores reservas de energia e água, podem sobreviver melhor à fome e à seca.
 
O tamanho pequeno também tem suas vantagens, no entanto. Animais menores precisam de menos recursos para sobreviver e se reproduzir. Isso é importante nas ilhas, onde os recursos são mais limitados do que nos continentes. Eles são mais eficientes na absorção de nutrientes e energia. Eles podem se esconder de predadores em espaços mais apertados. E eles podem lidar melhor com condições ambientais estressantes.
Os pesquisadores fizeram outras descobertas em busca de respostas sobre por que as ilhas criam gigantes e anões. Por um lado, mudanças de tamanho podem ocorrer com uma velocidade surpreendente. Em meros 6.000 anos depois de se encontrar isolado em Jersey, uma das Ilhas Anglo-Normandas a 24 quilômetros da costa da França, o cervo vermelho diminuiu em um sexto seu tamanho na Europa continental. Os mamutes da ilha Wrangel passaram de seis toneladas para duas toneladas em apenas 5.000 anos. Em um exame da literatura publicada em 2006, a paleontóloga Virginie Millien confirmou o que muitos biogeógrafos suspeitavam - que as espécies insulares evoluem mais rapidamente que as do continente, particularmente em intervalos mais curtos de anos a milhares de anos.

No caso de cangurus e outros marsupiais australianos, a pressão para diminuir o tamanho do corpo veio de causas humanas e não naturais, diz o mamíferogista Tim Flannery.

Crédito da foto: © Ralph Loesche / istockphoto

Outra descoberta: para espécies de mamíferos que chegam às ilhas, existe um certo tamanho corporal acima do qual o tamanho do corpo tende a diminuir ao longo de muitas gerações e abaixo do qual eles tendem a aumentar. Esse tamanho é pouco menos de nove onças, sobre o peso de um esquilo vermelho. (O tamanho médio dos mamíferos diminui à medida que a área terrestre aumenta; portanto, em Madagascar, são pouco mais de oito onças, na Austrália, 7,6 onças e na América do Norte, pouco menos de três onças.)

O dragão de Komodo poderia realmente ser um anão da ilha?

Hoje, os seres humanos, como costumam fazer, podem jogar uma chave inglesa nas obras. Enquanto estudava as tendências evolutivas em mamíferos australianos, Tim Flannery, um cientista pesquisador do Museu Australiano, identificou algo que ele chama de "time dwarfing". Pensa-se que os humanos colonizaram o continente insular pela primeira vez há 40.000 a 60.000 anos, e Flannery relatou que, nos últimos 40.000 anos, o tamanho do corpo da maioria dos marsupiais australianos diminuiu. Ele supõe que as pessoas aborígines, para maximizar sua colheita de carne, provavelmente caçam espécies maiores e indivíduos maiores dentro dessas espécies. Com o tempo, isso teria diminuído a aptidão de indivíduos relativamente grandes, afirma Flannery, causando nanismo nas espécies sobreviventes.

Perguntas irritantes

Apesar de todo o trabalho realizado nas três décadas e meia desde que Foster levou um facão intelectual ao emaranhado de questões que envolviam a questão do gigantismo / nanismo, muito aguarda a iluminação. Como os biólogos James Brown e Mark Lomolino concluem em seu livro clássico Biogeography , "a generalidade da regra da ilha e seus corolários ... continuam sendo áreas promissoras para estudos futuros".
Novos estudos também podem ajudar a esclarecer certos enigmas evolutivos. Ninguém sabe, por exemplo, se a tartaruga gigante das Seychelles se tornou húmida antes ou depois de chegar ao arquipélago. Ninguém sabe por que os ursos das ilhas mostram apenas um leve grau de nanismo, apesar de sua construção de baixa e hábitos carnívoros. E ninguém sabe por que os patos tendem ao nanismo. Muitos pássaros na história evolucionária tornaram-se gigantescos (e não voam) - o grande auk, o avestruz, os pássaros-elefante de Madagascar. Por que a evolução nunca produziu um pato gigante que não voa? "Uma questão", pensa Quammen, "ficar acordado".

É difícil imaginar um lagarto maior que o dragão de Komodo, atualmente o mais musculoso do mundo, com mais de 300 libras. Mas o Komodo foi positivamente delicado em comparação com um parente extinto na Austrália.

Crédito da foto: © Joe McDonald / Corbis

Um dos enigmas mais intrigantes vem de Flores, uma ilha na Indonésia. Diz respeito ao dragão Komodo, que vive em Flores e também nas proximidades. Por todas as aparências, esse voraz lagarto monitor representa um caso arquetípico de gigantismo. Acredita-se que tenha crescido enormemente com uma dieta de Stegodon , uma criatura extinta semelhante a um elefante que se tornou um pigmeu em Flores, o dragão de Komodo hoje pode crescer até 10 pés de comprimento e pesar 330 libras; pode arrastar para baixo e devorar veados, búfalos e pessoas. No entanto, apesar de ser o maior lagarto do mundo, um monitor muito mais pesado viveu na Austrália durante o Pleistoceno - um monstro de 5 metros de comprimento e 630 kg.
 
Poderia o dragão de Komodo, o lagarto mais feroz da Terra, ser na verdade um anão da ilha? Biogeógrafos: Quebre esse facão.