Quanto tempo levam as novas espécies para evoluir?
Novas espécies podem se formar com uma rapidez surpreendente – ou o processo pode levar eras.
Charles Darwin ficou famoso por ficar maravilhado com as “formas infinitas, mais belas e mais maravilhosas” produzidas pela evolução e, de fato, a Terra hoje está repleta de cerca de 1 trilhão de espécies . Mas quanto tempo levou para essas espécies evoluírem?
A resposta varia amplamente entre as formas de vida, “dependendo dos táxons [tipo de criatura] e das condições ambientais”, disse Thomas Smith, professor de ecologia e biologia evolutiva da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, à WordsSideKick.com. Varia de escalas de tempo observáveis pelo homem até dezenas de milhões de anos.
Crucialmente, porque a evolução acontece através de mudanças herdadas, a velocidade de reprodução de uma criatura, ou o tempo de geração, limita a taxa à qual novas espécies podem se formar – conhecida como taxa de especiação – de acordo com a Universidade da Califórnia, Santa Bárbara (UCSB). Por exemplo, como as bactérias se reproduzem tão rapidamente, “dividindo-se em duas a cada poucos minutos ou horas”, podem evoluir para novas variedades em anos ou mesmo dias, de acordo com o Museu Americano de História Natural da cidade de Nova Iorque.
Pode ser complicado, no entanto, determinar quais variedades bacterianas contam como novas espécies, disse Smith. Embora os cientistas definam as espécies com base na possibilidade de cruzarem, as bactérias não se reproduzem sexualmente. No entanto, um estudo de 2008 publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences relatou que uma linhagem de bactérias E. coli observada durante décadas desenvolveu a capacidade de utilizar citrato como fonte de alimento num ambiente oxigenado. Como a incapacidade de fazer isso é “uma característica definidora da E. coli como espécie”, a mudança poderia representar o início de uma nova espécie, disseram os pesquisadores – uma que se desenvolveu dentro de alguns anos.
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As plantas, num fenómeno conhecido como poliploidia, podem duplicar todo o seu genoma em sementes, resultando em cópias adicionais de cada cromossoma e numa nova espécie numa geração. O isolamento reprodutivo resultante “cria automaticamente uma nova espécie”, disse Smith.
E como muitas plantas se reproduzem por si mesmas, o novo organismo poliplóide pode criar mais espécies novas. “As plantas costumam ser autofecundantes, então podem dar origem a uma população inteira”, disse UCSB.
Mesmo no reino animal, a especiação pode ocorrer em escalas de tempo observáveis pelo homem, particularmente entre insectos de geração rápida. As moscas larvas da maçã ( Rhagoletis pomonella ), por exemplo, historicamente se alimentaram de plantas de espinheiro, mas algumas mudaram para maçãs domesticadas depois que estas chegaram ao Nordeste dos EUA em meados do século XIX. Desde então, os dois grupos tornaram-se reprodutivamente isolados, de acordo com um estudo de 2006 publicado na revista Annals of the Entomological Society of America , e são agora considerados "raças hospedeiras" - o primeiro passo num tipo de especiação sem barreiras físicas.
A especiação geralmente se move mais lentamente nos vertebrados, mas ainda pode acontecer rapidamente. Um estudo de 2017 publicado na revista Science relatou que um tentilhão das Galápagos imigrou para uma nova ilha e cruzou com uma ave nativa, produzindo uma nova linhagem reprodutivamente isolada dentro de três gerações. Essa linhagem pode representar o início muito rápido da especiação através da hibridização de espécies, em vez do acúmulo mais lento de adaptações, disse o coautor do estudo Leif Andersson, geneticista da Universidade de Uppsala, na Suécia, à WordsSideKick.com.
“Este é um cenário possível de como uma nova espécie pode se formar”, disse Andersson. "Mas então o quão estável será durante um longo período de tempo é mais incerto."
Limites de velocidade
O recorde de velocidade para a especiação total entre os vertebrados provavelmente pertence aos peixes ciclídeos no Lago Vitória, na África, disse Smith. Esses peixes explodiram em 300 espécies “de um único fundador, há menos de 12 mil anos”, disse ele. Algumas pesquisas, como um estudo de 2000 publicado na revista Proceedings of the Royal Society B , questionaram esse cronograma, mas a especiação de ciclídeos "é extraordinária", disse Smith.
Para encontrar um limite superior para os tempos de especiação, observe a especiação que ocorre devido a barreiras físicas, disse Smith. Por exemplo, as jibóias, encontradas principalmente nas Américas, e as pítons, nativas da África e da Ásia, diferenciaram-se após a separação da América do Sul da África. Isto provavelmente representa dezenas de milhões a 100 milhões de anos desde a divisão continental até à especiação completa, disse Smith. (O último ancestral comum dessas cobras deslizou há cerca de 70 milhões de anos, durante a era dos dinossauros , de acordo com a Universidade Nacional da Austrália , enquanto a África e a América do Sul se separaram há cerca de 140 milhões de anos .)
Nomear um tempo de especiação médio ou mais comum é um desafio, disse Andersson, mas os cientistas podem estimar os ancestrais mais recentes, dando uma ideia aproximada. “Em aves e mamíferos, o que vemos é que normalmente… uma divisão entre espécies bem desenvolvidas tem cerca de um milhão de anos”, disse ele.
Um estudo de 2015 publicado na revista Molecular Biology and Evolution forneceu outra estimativa. Com base em dados de mais de 50 mil espécies (embora incluíssem poucas bactérias), os investigadores descobriram que a especiação geralmente requer a acumulação de mutações ao longo de 2 milhões de anos. Isto se aplica a vertebrados, artrópodes (um grupo que inclui insetos, aracnídeos e crustáceos) e plantas.
No entanto, tais modelos exigem muitas suposições, alertaram outros pesquisadores em uma matéria da Quanta Magazine sobre a pesquisa. Os cientistas estão numa base mais sólida no que diz respeito aos factores que abrandam ou aceleram a especiação em geral – nomeadamente a pressão ambiental e o isolamento reprodutivo, disse Smith. “Em todas as espécies… quanto maior a pressão de seleção e menor o fluxo gênico, maior a probabilidade de ocorrer especiação”, disse ele.
Publicado originalmente no Live Science.
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