O que é uma espécie?
Ainda hoje cientistas continuam a debater essa questão. Uma melhor definição poderá alterar a lista das espécies ameaçadas
Carl Zimmer
Se você visitar o Parque Provincial de Algonquin, em Ontário, Canadá,
poderá ouvir os uivos solitários dos lobos e, com um pouco de sorte,
observará ao menos de relance uma alcateia correndo, ao longe, através
da floresta. Mas quando chegar em casa todo contente por ter avistado
aqueles animais, qual a espécie de lobo você dirá ter encontrado? Se
for tirar a dúvida com dois ou três cientistas, talvez ouça diferentes
respostas. Pode até acontecer de um deles ficar em dúvida e lhe dizer
que se trata dessa ou daquela espécie.
No século 18 naturalistas europeus nomearam de
Canis lycaon os lobos do Canadá e do leste dos Estados Unidos, porque eles pareciam diferentes de
Canis lupus,
o lobo- cinzento da Europa e da Ásia. No início do século 20,
naturalistas americanos decidiram que os lobos de Algonquin pertenciam,
na verdade, à mesma espécie do lobo-cinzento eurasiano, ou seja,
Canis lupus.
Mais recentemente, entretanto, pesquisadores canadenses estudaram o DNA
dos lobos e trouxeram à tona a velha questão. Eles argumentaram que os
verdadeiros loboscinzentos (
C. lupus) seriam apenas as
populações que habitam o oeste da América do Norte. Os lobos do Parque
Provincial de Algonquin, de acordo com os pesquisadores, constituiriam
uma espécie diferente, que eles renomearam
C. lycaon.
Outros especialistas em lobos não aceitam que haja evidências suficientes para separar
C. lupus
em duas espécies distintas. Os dois lados, porém, concordam que a
identidade dos lobos do Parque de Algonquin ficou muito mais confusa
devido ao problema do intercruzamento (hibridização). Os coiotes –
outra espécie do gênero Canis – vêm se expandindo a leste e
intercruzando com
C. lycaon. Agora, boa parte da população de
coiotes do lado leste carrega o DNA do lobo, e vice-versa. C. lycaon,
entretanto, está intercruzando com lobos-cinzentos na borda oeste da
área de distribuição desses animais. Assim os animais do Parque de
Algonquin não estão apenas misturando o DNA de
C. lycaon com o DNA de
C. lupus mas, também, passando adiante o DNA do coiote.
Mesmo que
C. lycaon,
no passado, tenha sido considerado uma espécie, poderia recuperar esse
status? Muitos pesquisadores acreditam que a melhor maneira de
concebermos a espécie é vê-la como uma população cujos membros cruzam
principalmente entre si, tornando aquele grupo geneticamente distinto
das outras espécies. No caso dos lobos e dos coiotes fica difícil dizer
exatamente onde termina uma espécie e começa a outra. “Preferimos
chamá-la de Canis soup”, diz Bradley White, da Universidade de Trent,
em Ontário.
Esse debate vai além da mera convenção de nomear
corretamente as espécies. Os lobos do sudeste dos Estados Unidos são
considerados uma espécie à parte, o chamado lobo-vermelho (
Canis rufus).
Muito se tem feito para salvar essa espécie da extinção, com programas
de reprodução em cativeiro e projetos de reintrodução ao seu hábitat
natural. Cientistas canadenses, entretanto, argumentam que o
lobo-vermelho é, na verdade, apenas uma população isolada de
C. lycaon
do lado sul. Se for assim, então o governo não está, de fato, salvando
uma espécie da extinção, já que milhares de animais pertencentes à
mesma espécie,
C. lycaon, ainda prosperam no Canadá.
Como
ficou demonstrado, no caso dos lobos do Parque de Algonquin, definir
espécie pode ser muito importante para as medidas de preservação
ambiental, tanto no que diz respeito às espécies ameaçadas quanto em
relação a seus hábitats. “Podemos dizer que, por um lado, trata-se de
assunto esotérico, de outro, de problema prático; e, talvez, de
problema legal”, avalia Alan Templeton, da Washington University em St.
Louis.
Definições Complicadas É surpreendente ver o
quanto os cientistas vêm debatendo para chegar a um consenso sobre algo
tão simples e decidir se esse ou aquele grupo de organismos constitui
ou não uma espécie. Talvez isso se deva ao latim, que deu nomes às
espécies, carregados de uma certeza absoluta, levando o público a pensar
que as regras são muito simples. Ou possivelmente isso se deva a 1,8
milhão de espécies que os cientistas vêm nomeando de uns séculos para
cá; ou, ainda, talvez, às leis como a Endangered Species Act (lei que
estabelece as regras para as espécies ameaçadas nos Estados Unidos).
Mas o que sabemos, de fato, é que o debate sobre o conceito de espécie
ocorre há décadas. “Não há consenso, entre os biólogos, sobre o que vem a
ser uma espécie”, admite Jonathon Marshall, biólogo da Southern Utah
University. De acordo com a última estimativa existem em circulação,
pelo menos, 26 conceitos publicados.
O mais notável quanto a todas essas discordâncias é que, hoje, o nosso
conhecimento sobre como a vida evolui em novas formas aumentou muito
desde que se iniciou o debate sobre as espécies. Os taxonomistas, até
pouco tempo atrás, identificavam espécies apenas pelas características
visíveis, como nadadeiras, pelos e penas. Agora podem ler sequências de
DNA e descobrir toda uma riqueza de diversidade biológica.
Templeton
e outros especialistas consideram que o debate finalmente chegou a um
ponto crítico. Eles acreditam que agora será possível combinar muitas
das ideias concorrentes em um único conceito básico. A unificação se
aplicaria a qualquer tipo de organismo, de sabiás a microrganismos.
Esses pesquisadores esperam com isso chegar a um método mais poderoso
para reconhecer novas espécies.
Muito antes do alvorecer da
ciência os seres humanos já nomeavam espécies. Para obterem sucesso
durante as suas atividades de caça e de coleta, os humanos de então
precisavam saber que animais caçar e que plantas coletar. A taxonomia, a
ciência que trata da nomeação das espécies, surgiu no século 17 e se
firmou no século seguinte, graças ao trabalho de Carl Lineu. Esse
naturalista sueco inventou um sistema para organizar os seres vivos em
grupos, os quais abrigavam grupos cada vez menores. De acordo com o
novo sistema todos os membros de um grupo particular compartilhavam
determinadas características. Os seres humanos pertenciam à ordem dos
mamíferos e, dentro dessa ordem, à família dos primatas, nesta família,
ao gênero Homo, e gênero
Homo, à espécie Homo sapiens. Lineu
acreditava que cada espécie sempre havia existido desde o momento da
criação. Existem tantas espécies quantas foram as formas que o Ser
Infinito criou no início dos tempos., escreveu.
A nova ordem de
Lineu tornou o trabalho dos taxonomistas muito mais fácil, mas a
tentativa de traçar limites entre as espécies não foi bem-sucedida. Duas
espécies de camundongos podem intercruzar onde as suas áreas de
distribuição se sobrepõem, levando à questão do nome a dar aos híbridos
formados. Dentro de uma mesma espécie, também, ainda havia muita
confusão. O lagópode-escocês da Irlanda (ave galiforme da família dos
fasianídeos), por exemplo, apresenta uma pequena diferença na plumagem
quando comparado com o lagópode-escocês da Escócia, que também difere do
lagópode-escocês da Finlândia. Os naturalistas não chegaram a um
acordo sobre a possibilidade de essas aves pertencerem a espécies
diferentes de lagópode-escocês, ou ser apenas variedades – subgrupos em
outras palavras – de uma única espécie.
Charles Darwin se
divertia com essa questão. “É engraçado ver como diferentes ideias se
manifestam nas diferentes mentes dos naturalistas, quando eles falam em
‘espécies’”, escreveu em 1856. “Tudo isso resulta da tentativa de
definir o indefinível.” As espécies, de acordo com Darwin, nunca foram
entidades fixas que surgiram quando da criação. Elas evoluíram. Cada
grupo de organismos que chamamos de espécie surgiu como uma variedade a
partir de espécies mais antigas. Com o passar do tempo, a seleção
natural os transformou, enquanto se adaptavam ao ambiente. Entretanto
outras variedades se tornaram extintas. Uma variedade antiga, no final,
torna-se completamente diferente de todos os outros organismos – e
isso é o que entendemos como uma espécie em si. “Eu vejo o termo
‘espécie’ como um conceito arbitrário, cunhado apenas por mera
conveniência, para designar um grupo de indivíduos muito semelhantes
entre si”, disse Darwin.
Como os taxonomistas que o precederam,
Darwin só podia estudar as espécies a olho nu; por exemplo, observando
a cor das penas de um pássaro, ou contando as placas de uma craca.
Essa situação perdurou até o início do século 20, quando cientistas
começaram a examinar as diferenças genéticas entre as espécies. As
pesquisas levaram a uma nova maneira de pensar. O que definia uma
espécie eram as barreiras que impediam a sua reprodução com outras. Os
genes fluíam entre os membros de uma mesma espécie, quando acasalavam;
mas esses indivíduos, normalmente, permaneciam no âmbito da sua
espécie, graças às barreiras reprodutivas. Assim, diferentes espécies
podem procriar em épocas distintas do ano; determinada espécie pode
achar os sons de corte de outras espécies nada estimulantes; ou, ainda,
o DNA de uma espécie pode ser incompatível com o DNA de espécies
diferentes.
A maneira mais promissora para as barreiras evoluírem é pelo isolamento.
Assim, alguns membros de uma espécie existente – uma população –
tornam-se incapazes de cruzar com o resto da sua espécie: uma geleira
poderia atravessar sua área de distribuição, isolando essa população do
resto da espécie. O grupo isolado desenvolveria novos genes, e alguns
desses novos genes talvez tornassem o intercruzamento difícil ou mesmo
impossível. Passadas centenas de milhares de anos muitas barreiras
poderiam evoluir até que a população isolada se convertesse em uma
espécie distinta.
A compreensão de como as espécies evoluem levou
a uma nova ideia do que vem a ser uma espécie. Ernst Mayr,
ornitologista alemão, declarou corajosamente que a espécie não era
apenas mera convenção, mas uma entidade real, como montanhas e pessoas.
Em 1942 ele definiu espécie como um pool gênico, ou reservatório gênico
(expressão que seria utilizada a partir de 1950 por Theodosius
Dobzhansky), um grupo de populações que podem cruzar entre si, mas são
incapazes de intercruzar com outras. O conceito biológico de espécie,
como ficou conhecido, tornou-se o modelo padrão dos livros didáticos de
biologia.
Consequentemente muitos cientistas ficaram
insatisfeitos com esse novo conceito ao perceber que era inadequado
para ajudá-los a compreender o mundo natural. Em primeiro lugar, o
conceito de Mayr não dizia nada sobre o quanto reprodutivamente isolada
uma espécie deveria estar para se distinguir. Os biólogos ficaram numa
situação embaraçosa no caso daquelas espécies que pareciam distintas,
mas intercruzavam regularmente. No México, por exemplo, os cientistas
descobriram que duas espécies de macacos, separadas a partir de um
ancestral comum, há cerca de 3 milhões de anos, intercruzam com
frequência. Não está havendo muito sexo entre as duas para que sejam
qualificadas como espécies distintas?
Embora entre algumas
espécies ocorra muito intercruzamento para que sejam consideradas
espécies biológicas, existem outras espécies, também biológicas,
formadas por populações tão isoladas que o sexo entre elas é pouco
frequente. Os girassóis, que pertencem à mesma espécie, vivem em
populações extremamente isoladas por toda a América do Norte. O fluxo
gênico raramente ocorre entre elas. Assim, poderíamos aplicar o conceito
de Mayr para tratar cada uma dessas populações como espécies distintas.
O
mais problemático são as espécies que não apresentam sexo, como no caso
dos rotíferos da ordem Bdelloidea, microscópicos animais marinhos. A
maioria dos rotíferos se reproduz sexualmente, mas os rotíferos
bdeloideos abandonaram o sexo há cerca de 100 milhões de anos. Todos os
rotíferos dessa ordem são fêmeas e desenvolvem seus embriões sem
qualquer necessidade de esperma. De acordo com o conceito biológico de
espécie, esses rotíferos não podem ser considerados espécie, por
estranho que possa parecer.
Equação em sexo
Essa insatisfação levou alguns cientistas a
delinear novos conceitos de espécie. Cada um elaborado para captar a
essência daquele significado. Um dos maiores rivais do conceito
biológico de espécie, o chamado conceito filogenético de espécie,
substituiu o fator sexo da equação pela ideia de descendência a partir
de um ancestral comum.
Organismos aparentados têm características
comuns porque compartilham o mesmo ancestral. Humanos, girafas e
morcegos, todos descendem de mamíferos mais antigos e,
consequentemente, todos apresentam pelos e glândulas mamárias. Dentro
dos mamíferos, os humanos partilham um ancestral comum com os outros
primatas, do qual herdaram outras características como olhos na posição
frontal. Dessa maneira podemos descobrir grupos cada vez menores até
chegarmos a uma escala em que não podem mais ser subdivididos. Estes,
de acordo com o conceito filogenético, são as chamadas espécies.
Podemos dizer, então, que esse conceito de espécie tomou o sistema
original de Lineu e o modernizou à luz do pensamento evolutivo.
O
conceito filogenético de espécie é adotado por pesquisadores que
necessitam identificar as espécies em vez de apenas contemplá-las.
Reconhecer uma espécie é questão de identificar um grupo de organismos
que compartilham certas características bem definidas. Os cientistas,
nesse caso, não dependem de condições menos precisas, como isolamento
reprodutivo. Recentemente, por exemplo, a pantera-nebulosa da ilha
indonésia de Bornéu foi declarada espécie distinta da pantera-nebulosa
do sul do continente asiático. Todas as panteras-nebulosas de Bornéu
compartilham características que não aparecem nas panteras do
continente, como a pelagem mais escura.
Alguns críticos avaliam
que, de acordo com esse conceito, teríamos espécies em demasia. “O
problema com o conceito é que ele não nos diz em que nível natural
devemos suspender as subdivisões”, observa Georgina Mace, da Imperial
College de Londres. Uma simples mutação pode, ao menos teoricamente,
ser o bastante para conferir a um pequeno grupo de animais o status de
espécie. “É bobagem querer separar espécies a esses níveis”, avalia
ela. Georgina argumenta que uma população deveria ser considerada
ecologicamente distinta – tal como definida pela geografia, pelo clima e
pelas relações predador-presa – antes que alguém decidisse separá-la
em espécies distintas.
Outros pesquisadores, entretanto,
consideram que deveriam seguir o que indicam os seus dados, em vez de
se preocupar com os excessos de rupturas em nível de espécies. “O
argumento de que existe um limite para o número de espécies que podem
surgir não parece muito científico”, propõe John Wiens, biólogo da
Stony Brook University.
Muito barulho por nada
Alguns anos atrás as intermináveis
discussões sobre esse tema convenceram Kevin de Queiroz, biólogo do
Smithsonian Institute, de que o debate sobre a questão do conceito de
espécie chegara ao seu limite. “Já está ficando fora de controle”,
avalia, “essa discussão esgotou a paciência de muita gente.”
Queiroz
deu um passo à frente, afirmando que esse debate tem mais a ver com
confusão que com a essência. “A confusão é, na verdade, bem simples”,
propõe ele. A maioria dos conceitos concorrentes de espécie concordam
quanto a alguns pontos fundamentais. Todos eles estão fundamentados na
noção de que a espécie é uma linhagem evolutiva distinta, por exemplo.
Para Queiroz essa é a definição fundamental de espécie. A maioria das
discordâncias sobre a ideia de espécie não é com relação ao conceito em
si, mas sobre como reconhecer uma espécie. Ele entende que métodos
diferentes deveriam ser aplicados para casos distintos. Um significativo
isolamento reprodutivo, por exemplo, é uma boa evidência de que
determinada população de pássaros constitui uma espécie. Mas esse não é
o único critério que pode ser usado. Para os rotíferos bdeloideos, que
não têm sexo, os cientistas teriam de usar outros critérios.
Muitos
especialistas em espécies compartilham do otimismo de Queiroz. Em vez
de tentar usar apenas um padrão ouro, eles estão testando novas
espécies contra diferentes linhas de evidências. Jason Bond, biólogo da
East Carolina University, e seu aluno Amy Stockman usaram essa
abordagem no estudo de um enigmático gênero de aranhas,
Promyrmekiaphila, descobertas na Califórnia. Os taxonomistas há muito
vêm se empenhando para determinar quantas são as espécies de
Promyrmekiaphila. As aranhas resistem à classificação corriqueira
porque são muito parecidas entre si. Os cientistas já sabem que elas,
provavelmente, formam populações isoladas, em grande parte graças ao
fato de não se dispersarem para muito além de seu território.
“Uma
vez que a fêmea faz uma boa toca com alçapão e teia de revestimento, é
pouco provável que ela se afaste desse local”, segundo Bond. Ele vem
escavando tocas de Promyrmekiaphila contendo três gerações de aranhas
fêmeas que viveram ali anos e anos. Os machos deixam as tocas onde
nasceram, mas não vão muito longe, antes de se acasalar com a fêmea de
uma toca vizinha.
Para identificar as espécies de aranhas, Bond
e Stockman adotaram métodos desenvolvidos por Templeton. Eles estudaram
a história evolutiva de Promyr mekiaphila, mediram o fluxo gênico
entre as populações e caracterizaram o papel ecológico dessas aranhas.
Para o estudo da história evolutiva, Bond e Stockman sequenciaram partes
de dois genes de 222 aranhas de 78 localidades da Califórnia. Eles
examinaram o DNA para marcadores genéticos que mostravam como esses
animais eram aparentados entre si. A árvore evolutiva das aranhas
resultou em várias linhagens distintas.
Bond e Stockman
examinaram as versões dos genes em populações diferentes para descobrir
alguma evidência de fluxo gênico. Para encerrar eles registraram as
condições climáticas nas quais cada grupo de aranhas vivia. No final
conseguiram identificar seis espécies que satisfaziam todos os
critérios utilizados. Se aceitas, essas descobertas duplicarão o número
de espécies de Promyrmekiaphila.
Esse tipo de abordagem está permitindo aos cientistas estudar certos
organismos que não parecem se adaptar ao conceito de espécie. Pelo fato
de os rotíferos bdeloideos não terem sexo, não se adaptaram bem ao
conceito biológico de espécie. Tim Barraclough, da Imperial College de
Londres, e seus colegas usaram outros métodos para determinar se esses
rotíferos pertenciam a grupos que poderíamos chamar de espécie. Eles
sequenciaram o DNA e construíram uma árvore evolutiva. A árvore
apresentava apenas algumas ramificações longas, cada uma coroada por um
tufo de ramos mais curtos. Eles
examinaram o corpo dos rotíferos
em cada tufo e descobriram que tinham formas similares. A diversidade
dos rotíferos, em outras palavras, não era apenas obscura. Os animais
formam agrupamentos resultantes, provavelmente, de linhagens separadas
que estão se adaptando a diferentes nichos ecológicos. Se esses
agrupamentos não são espécies, são bem afins.
Microrganismos como espécies
A
maioria dos trabalhos relacionados ao conceito de espécie sempre foi
direcionada a animais e plantas. Essa tendência tem uma explicação
histórica: animais e plantas eram as únicas coisas que Lineu e outros
antigos taxonomistas podiam estudar. Hoje, porém, os cientistas sabem
que a grande maioria da diversidade genética está no mundo invisível
dos microrganismos, e eles são o maior desafio quando o assunto é a
natureza
das espécies.
No século 19, quando começaram a
nomear espécies, os microbiólogos não examinavam penas ou flores, como
os zoólogos e botânicos. Os microrganismos – principalmente bactérias e
archae – são em geral muito parecidos entre si. Alguns apresentam a
forma de bastão, enquanto outros se mostram como pequenas esferas. Para
distinguir duas bactérias com forma de bastão, os microbiólogos
desenvolveram experimentos relacionados ao metabolismo delas. Um tipo de
microrganismo podia se alimentar de lactose, ao passo que outros, não.
A partir desses indícios descreviam-se espécies, como Escherichia coli ou Vibrio cholerae.
Mas era necessário saber o que significava pertencer a uma dada
espécie, em se tratando de microrganismo. Quando Mayr veio com o seu
conceito biológico de espécie, parecia excluir muitos daqueles seres.
Afinal, as bactérias não eram formadas por indivíduos machos e fêmeas
que podiam se reproduzir sexualmente como os animais. Elas simplesmente
se partiam em duas.
A confusão piorou quando os cientistas
tentaram calcular a diferença entre o DNA de duas espécies. Para
surpresa de todos, as diferenças podiam ser imensas. Bactérias de uma
mesma espécie são capazes de apresentar modos de vida radicalmente
distintos. Algumas linhagens de E. coli vivem em nosso intestino sem
causar nenhum prejuízo,
enquanto outras provocam doenças. “A
variação genética dentro de uma mesma espécie é tão grande que o termo
‘espécie’ para bactéria e archae não tem o mesmo significado que para
plantas e animais multicelulares”, considera Jonathan Eisen, da East
Carolina
University.
Os microrganismos não são pequenas
exceções a essa regra. Quando os pesquisadores começaram a estudar o
mundo microbiano descobriram que a diversidade encontrada no mundo
animal é, comparativamente, insignificante. “Causa muita estranheza
pensar que, se Mayr estiver certo, então 90% da árvore da vida não é
composta por espécies”, contrapõe John Wilkins, filósofo da ciência da
Universidade de Queensland, Austrália. “Faça uma pausa e pense sobre
isso.”
Alguns pesquisadores argumentam que, talvez, os
microrganismos se adaptem ao conceito biológico de espécie, mas de uma
maneira peculiar. As bactérias não cruzam como os animais, mas fazem
intercâmbio de genes. Os vírus podem transportar genes de um hospedeiro
a outro, ou, então, as bactérias podem simplesmente capturar um DNA so
no meio e incorporá-lo ao seu genoma. Existem evidências de que
linhagens próximas permutam mais genes que linhagens distantes – uma
versão microbiana das barreiras reprodutivas entre as espécies
animais.
Mas alguns críticos têm apontado certos problemas com essa analogia.
Embora animais e plantas possam intercambiar genes toda vez que se
reproduzem, os microrganismos raramente permutam dessa maneira. Quando
trocam genes, fazem isso com promiscuidade surpreendente. Durante um
período de milhões de anos esses microrganismos adquiriram novos genes
não apenas de seus parentes mais próximos, mas também de outros
microrganismos que pertencem a reinos totalmente diferentes. Os
críticos insistem que esse fluxo de genes ajuda a minar qualquer
conceito de espécie para o caso dos microrganismos. “Penso que espécie é
um tipo de ilusão”, interpreta W. Ford Doolittle, da Dalhousie
University, na Nova Escócia.
Pesquisadores estão considerando as
espécies microbianas mais seriamente. Argumentam que os microrganismos,
assim como os rotíferos, não são apenas variações indistintas, mas
grupos adaptados a nichos ecológicos particulares. A seleção natural
previne esses grupos de se tornarem indistintos ao favorecer novos
mutantes mais bem adaptados aos seus nichos. “É uma pequena linhagem
que sempre segue adiante”, segundo Frederick Cohan, da Wesleyan
University. Essa pequena linhagem, ele diz, é uma espécie.
Cohan
e seus colegas descobriram essas espécies microbianas nas fontes
termais do Parque Nacional de Yellowstone. Cada grupo de microrganismos
geneticamente aparentados vive em nicho próprio dessas fontes termais –
a determinada temperatura, por exemplo, ou necessitando de certa
quantidade de luz solar. Para Cohan, essa evidência é o bastante para
justificar o status de espécie para um grupo de microrganismos. Ele e
seus colaboradores estão desenvolvendo um conjunto de regras que,
esperam, serão utilizadas por outros pesquisadores para nomear novas
espécies. “Decidimos que temos de ir além de persuadir as pessoas”,
Cohan insiste.
É provável que essas novas regras levem os
cientistas a separar as espécies microbianas tradicionais em muitas
outras. Para evitar confusão, Cohan não quer mudar completamente os
nomes originais das bactérias. Apenas pretende adicionar a palavra
ecovar (variante ecológica) no final do nome de cada espécie. De acordo
com Cohan, a compreensão da natureza das espécies microbianas poderá
ajudar profissionais da saúde a se preparar para combater novas doenças
no futuro. Classificar essas espécies poderia ajudá-los a antecipar o
aparecimento de uma epidemia, dando tempo suficiente para que tomem as
medidas mais adequadas.
