Mangue não é tudo igual!

Mangue não é tudo igual!

Há um abismo genético entre os manguezais do Brasil

maio 06, 2018

Pesquisadores paulistas investigam a variabilidade genética do mangue brasileiro e identificam diferenças "dramáticas" entre os manguezais que crescem ao longo do litoral do País
PETER MOON
petermoon@yahoo.com
Agência Brasileira de Divulgação Científica - ABDC
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Salvem a Amazônia! SOS Mata Atlântica! O Cerrado está sendo destruído! Protejam o Pantanal! E os manguezais, onde ficam nesta história? Metade da área original de mangue do litoral brasileiro já desapareceu. Você sabia disto?

 

Os manguezais estão entre os ecossistemas mais negligenciados em todo o mundo. "Entre 1983 e 1997, praticamente metade (46%) da área original ocupada pelos manguezais no litoral brasileiro desapareceu, aterrada pelas atividades humanas, como a especulação imobiliária”, afirma o biólogo Gustavo Maruyama Mori, do Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista (Unesp), Campus do Litoral Paulista, em São Vicente-SP. 

 

A despeito da perda de metade dos nossos manguezais originais, ainda assim o Brasil possui a segunda maior área de manguezal do mundo. Em 2014, estima-se que havia 81,5 mil km² de manguezais nas regiões tropicais e subtropicais ao redor do planeta. Deste total, 9,5% (ou 7,6 mil km²) ficam no Brasil. Ficamos atrás apenas da Indonésia (23,1 mil km²), e bem à frente do terceiro colocado, a Malásia, com 4,7 mil km².

 

“Apesar da grande perda de área de mangue registrada nas duas últimas décadas do século 20, desde 2000 ocorreu uma redução significativa na taxa de desflorestamento de manguezais,” diz Mori. "Em 2000, havia 7,7 mil km² de mangue no Brasil. Em 2014, a área caiu para 7,6 mil km², uma perda de menos de 1%.”

Os manguezais brasileiros se espalham por muitas centenas de quilômetros ao longo do nosso litoral, desde o Amapá até Santa Catarina. Os manguezais são ecossistemas que funcionam como uma interface entre o mar e os rios que neles deságuam. Regados diariamente pelos nutrientes trazidos pela água doce, os manguezais são ambientes de extrema importância como berçário de peixes marinhos de valor comercial, como o robalo, e de crustáceos como camarões e caranguejos. 

 

"A destruição dos manguezais é uma perda irreparável, com sérias consequências para a atividade pesqueira e para as populações caiçaras que dependem do mangue para o seu sustento,” afirma Mori. 

 

No Laboratório de Ecologia Molecular do Instituto de Biociências da Unesp, em São Vicente, Mori e seus alunos estão realizando um grande estudo para entender a diversidade genética do mangue brasileiro. As pesquisas de Mori iniciaram há mais de 10 anos, quando ele ainda era aluno de doutorado da Prof^a. Anete Pereira de Souza, a chefe do Laboratório de Análise Genética Molecular, do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Geneticista especializada em plantas, Souza lidera diversos grupos de pesquisa que investigam a diversidade genética de plantas de grande valor comercial e ecológico, como por exemplo a seringueira, cana-de-açúcar, capim para pastagens, mangue, entre outros.

 

"De meu laboratório saiu uma nova geração de pesquisadores. Foram 50 doutores nos últimos 20 anos," diz Souza. "Eles puderam treinar e aprender as mais modernas técnicas genéticas utilizando equipamentos e material sofisticado. Tudo isto só foi possível graças ao apoio praticamente ininterrupto que tenho recebido das grandes agências de financiamento à pesquisas no Brasil: Fapesp, CNPq, Capes e Finep."

Gustavo Mori coletando espécimes no mangue da Baixada Santista (crédito Mariana Vargas Cruz)

“O Gustavo é apaixonado pelo mangue. Seu trabalho vem aos poucos revelando aspectos da história evolutiva dos manguezais brasileiros, algo sobre o que não se conhecia praticamente nada até ele se interessar pelo assunto e começar a investigá-lo,” afirma Souza.

 

“O mangue é formado por plantas muito particulares,” diz Mori. “O fato delas dispersarem suas sementes pela água não é uma coisa que costumamos ver. Outra coisa que me chamava atenção era ver que a maioria das plantas não sobrevive no ambiente de mangue.”

 

O grupo liderado por Mori e Souza, com a participação de Patrícia Mara Francisco e seu trabalho de Doutorado sobre a variação genética de 3 espécies de mangue ao longo da costa do Brasil, já descobriu duas coisas notáveis. A primeira delas tem a ver com a diversidade dos manguezais brasileiros. Apesar de compostos pelas mesmas espécies, os mangues da região Norte são geneticamente diferentes dos manguezais das regiões Sudeste e Sul do Brasil. Isto acontece porque as espécies que crescem no manguezal dispersam suas sementes na água, que as transporta ao oceano, onde são levadas pelas correntes marinha que ali circulam. Deste modo, as sementes dos manguezais do Norte flutuam apenas na direção noroeste, enquanto que as sementes dos manguezais do Sudeste e Sul flutuam rumo ao Sul.

 

Funciona assim: a Corrente Sul Equatorial é uma corrente marinha que atravessa o oceano Atlântico desde a costa africana até o litoral do Nordeste, onde suas águas bifurcam formando duas novas correntes. Ao Norte, a Corrente do Norte do Brasil banha os litorais do Rio Grande do Norte, Ceará, Maranhão, Pará e Amapá. Já a Corrente do Brasil desce pelo litoral do Nordeste, lambendo as costas das regiões Sudeste e Sul do País.

É a direção oposta destas duas correntes que faz com que as populações de árvores de mangue que crescem no Norte e no Sul do Brasil não troquem genes entre si. Decorre daí que, ao longo de milhões de anos de evolução, as espécies do mangue foram tendo características selecionadas de maneira que as duas populações se adaptassem às condições das diferentes regiões do litoral brasileiro. A minuciosa investigação genética levada a cabo pelos pesquisadores pôde verificar que os manguezais do norte do Brasil são, por exemplo, adaptados à maior insolação equatorial, enquanto que os manguezais do sul podem crescer num regime de menos dias de sol ao longo do ano.

 

“A gente verificou que a diferença entre as mesmas espécies de mangue que ocorrem no Norte e no Sul é, em termos genéticos, gritante!” afirma Souza.

 

Cabe aqui um parênteses para explicar exatamente o que vem a ser o mangue. Manguezal é como se chama a floresta composta por espécies de mangue, que é um tipo específico de plantas (são árvores) adaptadas a crescer em ambientes litorâneos inundados diariamente pela maré alta. Em outras palavras, trata-se de um ambiente que quase nenhuma planta terrestre toleraria… à exceção do mangue. 

Raízes aéreas de Rizophora (crédito Mariana Vargas Cruz)

Existem dois gêneros que ocorrem nos manguezais de todo o mundo, Avicennia e Rhizophora. Apesar de pertencerem a famílias e ordens completamente diferentes, ou seja, são evolutivamente muito distantes, não possuindo ancestrais comuns próximos, Avicennia e Rhizophora se adaptaram às condições específicas dos manguezais. 

 

As condições daqueles locais à beira mar que sofrem a influência da maré exigiram que Avicennia e Rhizophora desenvolvessem soluções adaptativas engenhosas e semelhantes. Avicennia e Rhizophora suportam viver em ambientes alagados tanto pela água doce dos rios quanto pela água salgada das marés. Avicennia e Rhizophora germinam e crescem fincando suas raízes no lodo do manguezal, um substrato movediço que, embora rico em nutrientes trazidos pelos rios e pela maré, é quase completamente anaeróbico, ou seja, desprovido de oxigênio. Como adaptação à pobreza de oxigênio do lodo instável, Avicennia e Rhizophora desenvolveram raízes aéreas, que permitem lidar com a falta de oxigênio e sustentar a árvore mesmo quando a maré sobe e o solo encharca. “Avicennia possui raízes aéreas pequenas, de até uns 15 centímetros e que conseguem respirar. Já as raízes de Rhizophora podem se estender em arcos que chegam a vários metros de comprimento,” explica Mori.

Por causa das marés, o lodo dos manguezais é extremamente salino. E a presença de sal no solo é fator inibidor para a germinação de quase todas as plantas terrestres - menos as árvores de mangue. Elas possuem adaptações que permitem às suas raízes absorver a água salgada e dela extrair o sal marinho, que é então expelido, por exemplo, através da superfície de suas folhas. Aí o vento e a água da chuva executam o resto do serviço, ao soprar ou lavar a superfície das folhas, varrendo todo o sal acumulado.

Para dispersar suas sementes, as plantas em geral fazem uso de diversas estratégias. As sementes podem simplesmente cair no chão e germinar ali mesmo, elas podem ser levadas pelo vento, ou podem ainda ser dispersadas nas fezes dos animais que se alimentam dos frutos que abrigam as sementes. Com o mangue não acontece nada disto. As sementes são dispersas na água da maré vazante. São sementes bastante resistentes à ação corrosiva da água do mar, e que, uma vez no oceano, podem flutuar por várias semanas e até meses conservando o seu poder germinativo até ir dar numa área onde poderão, então, germinar e crescer. É por causa desta estratégia de dispersão que os mangues do Norte do Brasil são diferentes geneticamente dos mangues do Sudeste e do Sul.

 

Há dezenas de espécies de Avicennia e Rhizophora crescendo nos mangues de todos o mundo. No Brasil, só existem cinco. São duas espécies de Avicennia e três de Rhizophora (R. mangle, R. racemosa e uma espécie híbrida entre elas, R. harrisonii), sendo este último gênero popularmente conhecido como mangue-vermelho. “Rhizophora é o gênero símbolo do mangue. Por ser a mais resistente à influência da maré, muitas vezes cresce à beira d’água, formando o cartão-postal mais visível do mangue para os banhistas e para os turistas que seguem ao litoral e, para chegar nas praias, precisam cruzar áreas de mangue,” explica Mori.

 

Já Avicennia, gênero comumente chamado de mangue-preto, sereíba ou siriúba, tem duas espécies que ocorrem no Brasil, Avicennia schaueriana e A. germinans. Ambas crescem em terrenos um pouco mais distanciados da beira d’água, onde domina Rhizophora.

 

“As ferramentas genéticas de que dispomos nos dão condições de fazer um diagnóstico genético bastante acurado da devastação sofrida pelo mangue. A técnica de análise por marcadores moleculares, chamados microssatélites, permite identificar o quanto de uma região de floresta foi degradada,” explica Souza. 

Espécimes de mangue selecionados para estudo em laboratório, na Unesp, campus de São Vicente (Mariana Vargas Cruz)

O grau de degradação se revela a partir da comparação dos microssatélites do genoma nuclear (o DNA) das árvores que compõem uma mesma área de mangue. “O trabalho é feito por amostragem e comparação do genoma das plantas. Desta forma, a gente consegue saber quão diferentes ou semelhantes são os indivíduos de uma mesma população,” explica Souza.

Quando o DNA das árvores é muito parecido, muito próximo, isto sugere que elas descendem de um mesmo pequeno grupo de plantas ancestrais, provavelmente aquelas que sobreviveram ao desmatamento, podendo assim repovoar a área. “Quando encontramos num manguezal muitas plantas com as mesmas variações genéticas, significa que ali não existe mais uma diversidade genética expressiva,” diz Souza.

De modo inverso, se o DNA das árvores do mangue é diverso, revelando grande variedade genética dentro de uma mesma população, isto sugere que houve tempo para se acumular diversidade genética, via mutações, dentro da mesma população, logo trata-se de uma floresta antiga, formada por vegetação primária.

“Quando as plantas de uma população perdem diversidade, isso é um problema. Elas podem definhar, podem apresentar problemas de crescimento ou de adaptação. As plantas que não possuírem mais os genes que conferem, por exemplo, resistência à falta de água, podem morrer quando vier uma estiagem,” explica Souza. “Neste sentido, as populações de mangue com baixa diversidade genética podem vir a sofrer mais com os efeitos das mudanças climáticas.”

 

Tomemos o exemplo de Avicennia. As árvores que crescem nos manguezais do delta do rio Amazonas são mais adaptadas à maior insolação e ao clima mais quente. Por outro lado, Avicennia que cresce nos manguezais na região de Florianópolis sobrevive bem em ambientes não tão quentes, com menor luminosidade, e baixas temperaturas durante o inverno. “Isto significa que projetos de reflorestamento de manguezais na região Norte não podem ser feitos com mudas trazidas do Sul, e vice-versa. As mudas irão morrer,” diz Souza.

Mori e Patrícia desenvolveram um sistema de marcadores para poder identificar semelhanças e diferenças entre as mesmas espécies de mangue que crescem em regiões diferentes. Foram usados mais de 40 microssatélites para estudar as espécies.

 

Uma das descobertas mais surpreendentes foi a ocorrência de hibridização entre espécies diferentes de Avicennia. "Hibridização é um processo evolutivo que permite o fluxo gênico, ou a troca de genes entre espécies diferentes. A gente não só identificou híbridos em Avicennia, como verificou que indivíduos desta primeira geração de híbridos também conseguiram cruzar. Agora queremos descobrir qual é o processo que está por trás do aparecimento destes híbridos.”

Os próximos passos da pesquisa, já em andamento, envolvem a identificação e análise de um outro tipo de marcadores moleculares, os chamados SNPs (pronuncia-se “snips", que quer dizer polimorfismo de nucleotídeo único). “Se, no caso dos microssatélites, conseguimos desenvolver algumas dezenas de marcadores, no caso dos SNPs a ordem de marcadores será na casa dos milhares,” diz Mori. “Assim, poderemos realizar uma análise genética muito mais refinada da variabilidade genética que existe nas espécies do mangue.”

Com isto, diz Mori, pretende-se obter respostas para as seguintes perguntas: “Como será que as espécies responderão às novas condições climáticas? Elas vão se adaptar? Se sim, de que forma? Quais são os genes que permitem fazer com que duas populações de uma mesma espécie ocupem ambientes tão diversos?”

Gustavo Mori coletando espécimes no mangue da Baixada Santista (crédito Mariana Vargas Cruz)

Coleta de espécimes no mangue da Baixada Santista (crédito Mariana Vargas Cruz)

CONTATO PARA A IMPRENSA:
Peter Moon
petermoon@yahoo.com
Cel: 11-96574-5091
Agência Brasileira de Divulgacão Científica - ABDC


CONTATO DOS AUTORES DO TRABALHO:

Gustavo Mori

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Campus do Litoral Paulista - Unidade São Vicente. 

São Vicente-SP 

Telefone: (13) 3569-7186

celular: (19) 98149-0381

e-mail: gumori@gmail.com

Anete Pereira de Souza

Prof Titular Genética Vegetal

Laboratório de Análise Genética Molecular 

Instituto de Biologia (IB)

Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Campinas-SP

Telefone: (19) 3521-1132

e-mail: anete@unicamp.br

REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS:

Patrícia M. Francisco, Gustavo M. Mori, Fábio M. Alves, Evandro V. Tambarussi, Anete P. de Souza. 2018. Population genetic structure, introgression, and hybridization in the genus Rhizophora along the Brazilian coast. Ecology and Evolution 8(6):3491-3504.

DOI: 10.1002/ece3.3900 

Gustavo M Mori, Maria I Zucchi, Iracilda Sampaio and Anete P Souza. 2015. Species distribution and introgressive hybridization of two Avicennia species from the Western Hemisphere unveiled by phylogeographic patterns. BMC Evolutionary Biology 15:61.

DOI: 10.1186/s12862-015-0343-z

Mori GM, Zucchi MI, Souza AP (2015) Multiple-Geographic-Scale Genetic Structure of Two Mangrove Tree Species: The Roles of Mating System, Hybridization, Limited Dispersal and Extrinsic Factors. PLoS ONE 10(2): e0118710. DOI: 10.1371/journal.pone.0118710

APOIOS RECEBIDOS DAS AGÊNCIAS DE FOMENTO À PESQUISA:

Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (CAPES) - Program: Computational Biology (88882.160095/2013-01) (APS); 

Grants and fellowships from FAPESP- Grant/Award Number (APS): 2008/52045-0, 2008/52197-4, 2010/50178-2 ; Fellowship/Award Number: 2007/57021-9, 2008/56404-4, 2010/50033-4, 2013/08086-1 and 2014/22821-9

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Grant/Award Number (GM): 448286/2014-9

Research fellowship from CNPq to APS fellowship/Award Number (APS): 309661/2014-5

Ecologia dos Pampas: Intervenções sustentáveis

Interferência humana ajudou a manter a diversidade biológica do pampa, um dos mais complexos ecossistemas brasileiros

RODRIGO DE OLIVEIRA ANDRADE | ED. 206 | ABRIL 2013

© MÁRCIO BORGES MARTIN S

Pampa, palavra de origem quíchua que
significa região plana: reconhecido como bioma
brasileiro apenas em 2004.

O uso do fogo e a pecuária, juntos, têm desempenhado papel importante, e muitas vezes essencial, para a manutenção da diversidade biológica do pampa, um dos mais ricos, complexos e heterogêneos ecossistemas brasileiros. Pode soar estranho, mas estudos sugerem que essas duas formas de interferência humana, quase sempre agressivas à biodiversidade local, se bem manejadas, podem contribuir para conservar a vegetação campestre do sul do país por conter a invasão de florestas de araucária e o adensamento de plantas lenhosas na região e por favorecer o rebrotamento da vegetação nativa, muitas vezes usada na alimentação do rebanho bovino.


Essa concepção pouco habitual de conservação ambiental foi o destaque das palestras dos biólogos Márcio Borges Martins e Ilsi Iob Boldrini, ambos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), durante o segundo encontro do Ciclo de Conferências Biota-FAPESP Educação, realizado em São Paulo no dia 21 de março. Promovido pela coordenação do Programa Biota-FAPESP em parceria com a revista Pesquisa FAPESP, o evento contou também com a participação do biólogo Eduardo Eizirik, da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS).

De acordo com os pesquisadores, nos últimos mil anos o clima úmido, característico de zonas subtropicais, tem favorecido a expansão das florestas em detrimento dos campos, os quais originalmente constituem a paisagem recente da região sulina. “Se considerarmos o clima atual, praticamente toda a região sul do Rio Grande do Sul seria naturalmente coberta por vegetações florestais”, ressaltou Martins. Segundo ele, isso só não ocorreu devido à presença de grandes herbívoros que viviam ali e, mais recentemente, à introdução da pecuária. “O gado tem desempenhado papel fundamental na conservação dos pampas”, disse. E também o fogo, por frear o rápido avanço das florestas. “As queimadas podem ter sido essenciais na manutenção da dinâmica natural da vegetação campestre”, afirmou o biólogo. Alguns estudiosos acreditam que sua utilização esteja relacionada à chegada das populações indígenas à região, que o usavam para caça e manejo da terra, juntamente com um clima mais sazonal.

© LÉO RAMOS

Da esquerda para a direita: Eduardo Eizirik,
Ilsi Iob Boldrini e Márcio Borges Martins

Para Martins, além do fogo e da pastagem, outros fatores que condicionam a composição e as características fisionômicas da vegetação dos campos incluem o tipo de solo, as secas, as geadas, o pisoteio dos campos por animais e as roçadas periódicas. Logo, concluiu o pesquisador, tais perturbações precisam ser levadas em conta ao se propor formas sustentáveis de manejo dos campos da região, já que esses são fatores que impedem a expansão das florestas em áreas campestres. O biólogo destacou, porém, que a má gestão dessas perturbações pode levar à degradação desse ecossistema.

Atualmente o pampa é o segundo bioma mais devastado do país – o mais degradado é a mata atlântica. Seus campos se espalhavam por 176,5 mil quilômetros quadrados (km²), o que corresponde a 63% do território gaúcho e a 2,1% do território brasileiro. Hoje apenas 36% da vegetação original dos pampas se mantém preservada, destacou Ilsi Iob Boldrini.

Segundo a bióloga, por estar restrito ao sul do Rio Grande do Sul, o bioma tem recebido pouca atenção do poder público no que diz respeito à implementação de políticas de conservação ambiental. Em parte, isso se deve ao fato de a região ter sido reconhecida oficialmente no mapa dos biomas brasileiros apenas em 2004, sendo sua diversidade biológica subestimada até então.

“Mesmo abrangendo uma área relativamente pequena, o bioma pampa é bastante heterogêneo; detém uma diversidade fisionômica e de hábitats variada, com campos planos, áreas rupestres e areais, além das áreas baixas, formadas por solos hidromórficos, inundáveis em muitas épocas do ano, e ambientes florestais. Trata-se de um bioma complexo, formado por uma diversidade de fitofisionomias, dentre as quais o campo dominado por gramíneas é o mais representativo”, comentou.


Para a pesquisadora, impressiona também a quantidade de novas espécies identificadas na região nos últimos anos. Mais de 2 mil espécies de plantas foram catalogadas, 990 delas endêmicas dos pampas.

“Costuma-se pensar que a vegetação campestre é homogênea, que campo é tudo igual. No entanto, a diversidade de espécies encontradas nesses locais chega a ser três vezes maior que a de áreas florestais”, afirmou Ilsi. As famílias vegetais mais ricas nos pampas são a Asteraceae, com 380 espécies, a Poaceae, com 373, a Leguminosae, com 190, e a Cyperaceae, com 118.

Muitas, porém, estão ameaçadas de extinção, devido à substituição da vegetação original por lavouras de inverno e verão (sobretudo de soja, trigo e arroz), às práticas de silvicultura e ao sobrepastoreio pela pecuária, situação em que a exposição excessiva ao gado impede a recuperação dos campos. “A vocação da região é a pecuária, não a agricultura. Mas quando os rebanhos são mal administrados, também há degradação da vegetação”, destacou.

O estabelecimento de sistemas agrários diversos, e nem sempre sustentáveis, também tem acelerado a alteração da cobertura vegetal original. Em muitas propriedades, a quantidade de animais é, por vezes, muito maior que a capacidade de suporte da vegetação campestre. E na falta de pasto nativo muitos produtores acabam recorrendo ao plantio de espécies exóticas de gramíneas e leguminosas com aplicação de herbicidas, o que contamina o solo e a água subterrênea. Além da superexploração dos campos, a sua substituição por lavouras para a produção de grãos ou a obtenção de celulose está conduzindo à descaracterização da paisagem do bioma.

A aplicação de herbicidas sobre a vegetação original do pampa para introdução de espécies forrageiras, o manejo inadequado dos campos naturais e o uso indiscriminado do fogo também têm contribuído para a destruição desse bioma. E, apesar dos avanços recentes, a região dos campos sul-brasileiros permanece em grande parte insuficientemente conhecida. “Levantamentos florísticos e fitossociológicos ainda são necessários para se obter estimativas mais concretas da riqueza de espécies na região”, concluiu a bióloga.

Mudanças na paisagem
 
Pouco conhecida também é a fauna de vertebrados do bioma pampa, destacaram os biólogos Eduardo Eizirik e Márcio Borges Martins. Atualmente, a preocupação com a conservação da diversidade da fauna da região tem aumentado devido à forte expansão da monocultura e do cultivo de eucalipto para celulose (silvicultura). “Desde a última década tem havido um forte incentivo por parte do poder público à prática da silvicultura em regiões mais carentes do estado tendo em vista seu desenvolvimento econômico”, disse Martins.

Segundo ele, muitas empresas já compraram vastas extensões de terra para o cultivo de eucalipto destinado à produção de celulose antes mesmo da realização de um zoneamento para identificar em quais áreas se poderia plantar. “A substituição de uma paisagem campestre por uma floresta densa como a de eucaliptos pode gerar diversas complicações para a manutenção da biodiversidade dos campos”, afirma.

© MÁRCIO BORGES MARTINS

Introduzido pelos jesuítas no século XVI , o gado pode ter contido o avanço das florestas sobre os pampas

Uma delas é o bloqueio do fluxo genético entre espécies. De acordo com Eizirik, as políticas de conservação da diversidade biológica local devem almejar a manutenção dos processos evolutivos naturais. “Populações de uma mesma espécie distribuídas por regiões geográficas distintas podem se tornar geneticamente diferenciadas”, comentou. Segundo o pesquisador, isso pode se dar por diversos fatores, entre eles o isolamento por distância, a própria seleção natural e o surgimento de barreiras que impedem o fluxo gênico. Essas barreiras podem variar de rios e regiões desérticas a florestas densas, como as de eucalipto. “Ignorar tais questões pode levar ao desaparecimento de algumas espécies importantes para a manutenção da biodiversidade local”, explicou Eizirik. Para ele, esse é um problema preocupante, já que o pampa se estende por outros países da América Latina, como a Argentina e o Uruguai. “Por isso é fundamental a realização de estudos filogenéticos e filogeográficos como base para a formulação de políticas de conservação da fauna de vertebrados nos campos sulinos”, afirmou.

Da mesma forma, as redes de unidades de conservação atuais estão muito aquém do ideal. Hoje a região conta com 11 unidades de conservação de proteção integral, entre parques e reservas ambientais, os quais cobrem uma área de 1.130 km². “Isso corresponde a apenas 0,64% da área dos pampas”, ressaltou Martins. Em 2006, a Comissão Nacional da Biodiversidade (Conabio) já havia estabelecido nas Metas Nacionais da Biodiversidade para 2010 o objetivo de proteger 10% dos biomas terrestres em unidades de conservação, com exceção da Amazônia, para a qual o índice é de 30%. Para o biólogo, uma das razões pelas quais os pampas têm sido negligenciados pelas políticas de preservação é o pequeno impacto visual causado pela degradação dos campos. “Quando se perde parte de uma floresta há uma significativa mudança da paisagem. O mesmo não acontece quando se trata dos campos”, comentou.

Conhecer para melhor usar

Para os pesquisadores, apesar de a interferência humana historicamente fazer parte da manutenção da biodiversidade dos campos sulinos, ainda se está longe de alcançar um nível de compreensão que permita manejá-los de forma sustentável, sem comprometer a dinâmica natural da biodiversidade do bioma e a produtividade econômica da região.

É fundamental, ressaltaram, revisar os modelos de gerenciamento dessas unidades de conservação, que impedem o manejo pelo fogo e pelo gado. “Há uma série de estudos que indicam formas sustentáveis de manejo da biodiversidade local que garantem as características dos pampas e o desenvolvimento da pecuária”, afirmou Martins. E completou: “É importante considerar os potenciais da região para outras finalidades, como a produção de energia eólica”.

O Ciclo de Conferências Biota-FAPESP Educação se estenderá até o mês de novembro e irá tratar dos conceitos, dos desafios e das principais ameaças relacionadas aos seis biomas brasileiros: pampa, pantanal, cerrado, caatinga, mata atlântica e Amazônia, além dos ambientes marinhos e costeiros e da biodiversidade em ambientes antrópicos urbanos e rurais (ver programação aqui). O objetivo é apresentar o estado da arte do conhecimento científico gerado no âmbito do Biota-FAPESP ao longo de seus 13 anos, em linguagem acessível para públicos diversos, de modo a melhorar a qualidade da educação científica e ambiental de professores e alunos do ensino médio do país.

Reintrodução de grandes mamíferos em ecossistemas pode ser estratégico para a conservação (foto: Bernard Dupond/Wikimedia Commons)

Elefante no Cerrado exerceria papel que já foi de mastodontes

03 de novembro de 2015

Agência FAPESP | Peter Moon – Qual é o continente que reúne a maior quantidade de animais de grande porte do planeta?. A África, óbvio, mas nem sempre foi assim. A chamada megafauna, os mamíferos de grande porte pesando mais de 1 tonelada, habitou todos os continentes. Tinha papel fundamental no meio ambiente, por exemplo, espalhando as sementes da flora de cada ecossistema que habitavam, além de comer a vegetação e reciclar nutrientes com suas fezes.

Havia preguiças-gigantes e mastodontes na América do Sul, mamutes na América do Norte, Ásia e Europa e parentes gigantes dos cangurus, do tamanho de hipopótamos, na Austrália. Todos foram extintos a partir do contato com o Homo sapiens.

Quais foram as consequências da repentina extinção da megafauna? Como saber se, quando a megafauna habitava, por exemplo, o Cerrado brasileiro ou a Mata Atlântica, tais biomas eram diferentes? Seria a reintrodução da megafauna uma estratégia de conservação viável e eficiente?
Um trabalho de revisão, feito por um grupo internacional de pesquisadores e que acaba de ser publicado na revista Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), fornece um panorama deste tema, a chamada refaunação trófica.

Um dos autores do trabalho é Mauro Galetti, coordenador do Programa de Pós-graduação em Ecologia e Biodiversidade do Instituto de Biociências de Rio Claro da Universidade Estadual Paulista (Unesp). Ele também é coordenador do Projeto Temático FAPESP “Consequências ecológicas da defaunação na Mata Atlântica”.
“Imagina-se que grandes mamíferos só existem ou existiram na África, mas elefantes, cavalos, ursos e outros ocorreram em quase todo o planeta. Na Austrália havia lagartos e cangurus gigantes. As ações humanas nos últimos 50 mil anos na Austrália e 10 mil nas Américas levaram à extinção de quase todos esses grandes mamíferos”, explicou Galetti.

“Os pesquisadores estão chegando à conclusão de que os grandes mamíferos tinham um papel fundamental nos ecossistemas e, provavelmente, também no clima das áreas em que ocorriam. Por conta disso, tem-se sugerido reintroduzir experimentalmente grandes mamíferos de volta à natureza. Não apenas no Brasil, mas em outros locais, como, por exemplo, na Grã-Bretanha, uma ilha completamente isenta de grandes mamíferos, mas que já teve lobos, javalis e ursos”, disse.
A refaunação trófica, como explica Galetti, trata da ideia da introdução de animais de grande porte responsáveis por funções tróficas essenciais, cujo nichos ecológicos deixaram de ser ocupados com a extinção da megafauna original.

Com isso, elefantes e cavalos poderiam exercer no Cerrado o papel que já foi dos mastodontes, das preguiças-gigantes e dos gliptodontes (os tatus gigantes) e das manadas de cavalos e camelos americanos, todos extintos. “O Cerrado abrigava uma fauna de grandes mamíferos impressionante há pouco mais de 10 mil anos, o elefante de hoje é um substituto do mamute de ontem”, disse.

Onde essa experiência já foi testada? “Em poucos locais ainda, como na Sibéria e Holanda, onde a refaunação científica de grandes mamíferos está sendo feita. Mas há uma corrente de cientistas que acredita que ela pode ser realizada experimentalmente em todo o mundo. Não é simplesmente soltar elefantes no Cerrado, mas sim manejar grandes mamíferos em ambientes controlados para estudar seus efeitos”, disse.
Galetti ressalta que a refaunação trófica não deve ser feita em reservas biológicas, mas em áreas privadas e controladas e em locais experimentais. “As reservas biológicas devem ficar como estão e não podem ser usadas para esse tipo de experimento.” A estratégia pode ser empregada em áreas onde se deseja implementar a conservação biológica. “Não é para transformar uma já existente.”

Estudos em biomas brasileiros

Segundo Galetti, o próprio Pantanal é um grande experimento de refaunação. No bioma, além da fauna silvestre, há porcos-monteiro, gado e cavalos selvagens.
“Muita gente acha que os porcos-monteiro, que foram trazidos e soltos há cerca de 200 anos, têm que ser removidos do Pantanal porque são exóticos. Mas demonstramos que esses porcos-monteiro são excelentes dispersores de sementes de muitas plantas no Pantanal. Ressalvando-se que, quando em alta densidade, a espécie pode ser nociva ao meio ambiente, como qualquer espécie”, disse.
Se no Cerrado a refaunação trófica poderia ocorrer apenas em áreas pequenas e experimentais, na Mata Atlântica o processo teria que ser feito com animais pequenos e em áreas restauradas que estão vazias devido à caça, segundo o professor da Unesp.
Alguns projetos de refaunação na Mata Atlântica estão sendo feitos no Parque da Tijuca, no Rio de Janeiro, com a reintrodução de cutias e bugios. “Muitas espécies de plantas dependem dos animais para dispersar suas sementes. E o resultado é que as cutias e os bugios estão ajudando muitas plantas a serem dispersas”, disse Galetti.

O pesquisador já propôs a realização de um experimento de refaunação em áreas de Cerrado fadadas à destruição para o plantio de soja. A ideia era delimitar uma pequena área, instalar ali elefantes de zoológico e de circo e estudar sua ação como dispersores de sementes, comedores de plantas.
“Não se trata simplesmente de soltar elefantes ou cavalos. Essas áreas de refaunação não seriam parques naturais, não teriam animais exóticos que poderiam se tornar invasores nem animais com doenças que pudessem afetar as espécies nativas. Já temos muita informação sobre o desastre que é soltar animais exóticos”, disse.

A meta da refaunação seria aprender com o manejo dos animais qual foi o papel da extinção da megafauna sobre o clima, o solo, o estoque de carbono, sobre a restauração do ecossistema, a dispersão de sementes, o fogo, etc.

“O Cerrado possuía mais animais acima de uma tonelada do que a África de hoje. Quais foram as consequências ecológicas do seu desaparecimento? Ninguém sabe. A maioria dos pesquisadores acha que tudo foi moldado pelo fogo ou pelo solo”, complementa Galetti.

O artigo Science for a wilder Anthropocene: Synthesis and future directions for trophic rewilding research (doi: 10.1073/pnas.1502556112), de Jens-Christian Svenning, Mauro Galetti e outros, pode ser lido por assinantes da PNAS em www.pnas.org/content/early/2015/10/23/1502556112.

Estudo reabilita teoria sobre diversidade de plantas

Grupo internacional mediu relação entre variedade de espécies e biomassa de ecossistemas

RAFAEL GARCIA | Edição Online 10:00 18 de julho de 2015

© EDUARDO CESAR

Diversidade de plantas tende a ser maior em lugares nem tão hostis nem tão hospitaleiros.

Um grupo internacional de pesquisadores, entre eles brasileiros das universidades Estadual Paulista (Unesp) e Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), começa a responder uma questão que há muito intriga os biólogos: em um ecossistema, qual a relação entre a quantidade de material vivo (biomassa) e a variedade de espécies? Em um estudo publicado na edição da Science desta sexta-feira, 17, eles reforçam uma teoria que liga um fator ao outro, mas nem sempre de forma diretamente proporcional.

Segundo o “modelo da corcova”, desenvolvido em 1973 pelo biólogo britânico John Philip Grime, a diversidade de plantas tende a ser maior em lugares que não sejam nem tão hostis nem tão hospitaleiros. Em um ambiente com altas temperaturas e onde faltam recursos, por exemplo, poucas espécies de plantas sobrevivem. Se as condições melhoram, o número de espécies tende a aumentar. Já quando há muita abundância de nutrientes, a tendência se reverte e o ambiente é dominado por poucas espécies que captam recursos de modo mais eficaz. Essas espécies crescem mais rápido e tendem a vencer as outras na competição por espaço. Em um gráfico que distribui a diversidade de espécies de acordo com a biomassa de cada ecossistema, a curva a representar esse fenômeno ganha o formato de uma corcova.
Esse modelo seguiu relativamente inabalado até 2011, quando o biólogo Peter Adler, da Universidade do Estado de Utah, nos Estados Unidos, analisou amostras de ambientes campestres dos seis continentes e não encontrou evidências de que essa seria uma regra geral da ecologia. Intrigado, o biólogo Lauchlan Fraser, da Universidade Thompson Rivers, no Canadá, organizou um sistema de coleta de novas amostras que permitisse reavaliar o modelo de Grime.

Biólogos de 19 países recolheram amostras de 30 ecossistemas campestres distintos. No Brasil, os grupos dos ecólogos Alessandra Fidélis, da Unesp de Rio Claro, e Valério Pillar, da UFRGS, coletaram amostras de plantas dos campos sulinos, de áreas campestres do Cerrado goiano e de vegetações de arbustos e ervas que ocorrem pontuados por afloramentos rochosos de baixa fertilidade do interior de São Paulo.
Ao tabular todos os dados, verificaram que a curva que caracterizava o modelo da corcova tinha voltado a aparecer nos gráficos. Segundo eles, havia para esses ecossistemas um ponto médio de quantidade de biomassa que favorecia uma maior biodiversidade. “O estudo usou protocolos padronizados que projetamos especificamente para testar o modelo, e isso ainda não havia sido feito”, diz Fraser. Muito da evidência contrária ao modelo da corcova saíra de meta-análises, que reuniam experimentos não projetados com metodologia uniforme.

A divergência de resultados com relação ao trabalho de Adler, segundo Fraser, deu-se por conta de um maior detalhamento das amostras, da inclusão de matéria vegetal morta e do uso de áreas mais amplas — o trabalho de 2011 avaliava apenas retalhos de terra com 1 metro quadrado (m²), contra 64 m² do novo estudo. Peter Adler, cujos resultados foram agora contestados, diz ainda não estar convencido de que o modelo da corcova tenha potencial para explicar a variação de biodiversidade, mesmo tendo em vista os novos resultados apresentados pela equipe de Fraser. “A biomassa explica apenas uma fração dessa variabilidade”, diz. De acordo com o pesquisador, a disparidade entre os dois estudos se deve mais a uma diferença de abordagem da estatística.

Tanto Fraser quando Adler, porém, reconhecem que é difícil saber quais mecanismos ecológicos estão por trás dos padrões observados. Independentemente de o modelo da corcova ser ou não adequado, ainda não se sabe quais fatores determinam a relação entre biomassa e biodiversidade. Embora o grupo de Fraser tenha reabilitado a teoria de Grume, ainda são necessários mais estudos.

Artigo científico

FRASER, L. H. et al. Worldwide evidence of a unimodal relationship between productivity and plant species richness. Science. v. 349, n. 6245, p. 302 305, 17 jul. 2015.

Importância da Limnologia como ciência

O estudo limnológico é basicamente, como em outras ciências, uma procura de princípios. Esses princípios que atuam em certos processos e mecanismos de funcionamento podem ser utilizados em predições e para comparações. Particularmente, o aspecto comparativo da Limnologia deve ser salientado. Por exemplo, quando se compara a hidrodinâmica de rios, lagos e represas, imediatamente se compreendem certos aspectos básicos de funcionamento que interferem significativamente no ciclo de vida, na distribuição e na biomassa de organismos aquáticos.

O fato de possibilitar predições e prognósticos também qualifica a Limnologia como uma ciência, importante do ponto de vista aplicado. Nos últimos anos tem sido cada vez maior a degradação dos ecossistemas de águas interiores, com base em despejos de vários tipos de resíduos, por efeitos do desmatamento da bacia hidrográfica e por poluição do ar e posterior chuva ácida. Portanto, a contenção desses processos de deterioração e a correção e prevenção das alterações nas águas interiores só podem ser feitas se uma sólida base de conhecimentos científicos existir.

Por outro lado, a interferência humana na vida aquática (superexploração de plantas e animais aquáticos, introdução de espécies exóticas) tem produzido imensas alterações na estrutura dos ecossistemas aquáticos.

Além dos problemas de poluição, eutrofização e deterioração que as águas interiores vêm sofrendo, deve-se ainda levar em conta que o manejo adequado desses ecossistemas é também importante para um melhor aproveitamento dos recursos existentes em lagos, rios e represas.

Portanto, além do interesse científico e do aprofundamento dos conhecimentos básicos, a Limnologia pode proporcionar aplicações importantes.

Deve-se ainda considerar um aspecto importante de interface entre a Limnologia fundamental e a aplicação, que é o estudo da evolução de lagos e represas. Esses sistemas evoluíram sob diversos tipos de pressão e a progressiva introdução de filtros ecológicos, os quais resultaram em mecanismos bem característicos e na comunidade resultante. Esse estudo, que engloba aspectos geomorfológicos, hidrodinâmicos, composição do sedimento e relação material alóctone/material autóctone, além da composição e do estudo da comunidade, é fundamental para a compreensão de efeitos das atividades humanas nos sistemas de águas continentais.

 Assim, a comparação entre lagos de diferentes origens e represas pode proporcionar muitas informações científicas necessárias ao conhecimento do ecossistema e, além disso, possibilita diagnósticos importantes, como um processo integrado da bacia hidrográfica, que estende o conceito de Limnologia para uma visão mais global, que não considera somente o meio líquido em que vivem os organismos, mas o complexo sistema de interações que se desenvolve no sistema terrestre que circunda o lago, ou o ecossistema aquático continental.

 A figura a seguir é uma concepção original do diagrama de Rawson (1939), no qual essas interações são destacadas e onde os objetos fundamentais da Limnologia são sintetizados. Essa figura estabelece alguns marcos importantes no conhecimento de sistemas aquáticos continentais.

Marcos importantes no conhecimento de sistemas aquáticos continentais. Fonte: modificada de Rawson (1939). Retirado do livro “Limnologia”, Ed. Oficina de Textos.

O progresso mais importante da Limnologia como ciência nos últimos dez anos foi a compreensão mais avançada da ecologia dinâmica dos sistemas aquáticos e sua aplicação para a resolução de problemas aplicados de proteção, conservação e recuperação de lagos.

Um aspecto também importante do trabalho limnológico é a possibilidade de prognosticar tendências e características de lagos e represas ao longo do tempo, principalmente com relação ao controle de processos como a eutrofização e o estoque de peixes. O prognóstico é feito geralmente com algumas variáveis e modelos relativamente simples, os quais baseiam-se em extensas coletas de dados. A utilização dessas técnicas permite uso extensivo da Limnologia no planejamento e na resolução de problemas aplicados.

Tudo a ver       

Esta matéria foi retirado do livro Limnologia de José Galizia Tundisi e Takano Matsmura Tundisi. A obra sintetiza o conhecimento científico acumulado sobre a história da Limnologia; a água como substrato; a origem dos lagos; a biota aquática e seus principais mecanismos de interações com fatores físicos e químicos; a diversidade e a distribuição geográfica.

Os autores analisam e detalham os mecanismos de funcionamento dos principais sistemas aquáticos continentais, sua dinâmica, variabilidade e caracterização: lagos, represas, áreas alagadas, lagos salinos, estuários e lagoas costeiras.

Ecossistema de Manguezal

Por: Marcus Cabral

Imagem: Flávio Mendes - 2013.

Um dos importantes ecossistemas brasileiro são os manguezais. Caracterizado como área úmida, de transição entre o ambiente terrestre com o ambiente aquático os manguezais são ecossistema costeiro constituintes do bioma de Mata Atlântica e é responsável por sustentar boa parte da vida aquática costeira já que serve de berçário para a vida marinha.


A matéria orgânica (folhas, galhos, árvores e animais mortos) produzida nos manguezais, oriundo da decomposição das serapilheira (toda matéria orgânica que cai no solo e apresenta diferentes estágios de decomposição), chegam a região marinha fornecendo meio de vida para os fitoplanctos (microalgas) e zooplanctos (microfauna) que subsidia meio de vida para os filtradores seguindo para os consumidores primários, secundário e por diante.


Então está formado a cadeia alimentar dentro do nível trófico, ou seja, são formadas as interações do meio ambiente em que um organismo fornece meio de vida para o outro até o indivíduo de topo de cadeia morre e ser decomposto voltando o ciclo.


Outra característica bem peculiar do ecossistema dos manguezais são os chamados fatores limitantes. Esse termo é aplicado na ecologia para designar parâmetros ambientais (biótico ou abióticos) que limita ou impede o surgimento de algumas espécies ou controlam outras. Para que as espécies consiga povoar esse ecossistema, precisam desenvolver adaptações para resistir a esse ambiente.


Desta forma, todas as espécies que vivem nos manguezais possuem sofisticados meios de sobrevivências para suportar os fatores limitantes. Os manguezais por serem áreas de transições entre o ambiente terrestre e aquático já que surge ao longo da desembocadura da foz de um rio para o mar, o solo do manguezais são salgado por influência frequente das marés, lodoso pelas constantes inundações e pobre de oxigênio tendo em vista que o ambiente é eutrofilizado (excesso de nutrientes) e o consumo de oxigênio pelos decompositores é muito grande.


As plantas desenvolveram intrigantes meios de sobrevivência. O Mangue-Vermelho que melhor se desenvolve na região frequentemente inundado próximo a região de transição entre o ambiente terrestre e o aquático (franja) possuem as chamadas raízes aéreas que são estruturas que partem de vários pontos do seu caule chegando ao solo ajudando na estabilização e fixação da planta no ambiente. Essas raízes lhe servem com escoras de vários lados, mesmo com o solo lamoso e as frequentes ações das marés as árvores não caem.

A origem do cerrado

Histórias evolutivas divergentes dão formas distintas às savanas atuais e afetam possíveis respostas a mudanças climáticas 

MARIA GUIMARÃES | Edição 219 - Maio de 2014

© CEZARY WOJTKOWSKI / TIPS / GLOW IMAGES

A fauna de grande porte, como estas manadas de zebras e gnus no Parque Nacional de Ngorongoro, na Tanzânia, reduz a campo parte da paisagem africana

Árvores pequenas e retorcidas, às vezes com a casca dos troncos transformada em carvão pela passagem do fogo, em meio a um tapete de capim. Quem já viu logo reconhece o cerrado, a savana brasileira. Na África e na Austrália, os dois outros continentes em que o bioma é característico, as savanas formam paisagens muito parecidas. Mas a semelhança é superficial, já que o cerrado tem uma biodiversidade maior a ponto de estar na lista de 34 áreas no mundo com maior riqueza de espécies, e sob ameaça de extinção – os hotspots.

A novidade é que as savanas dos três continentes também diferem em como respondem ao fogo, à umidade e à temperatura, conforme um grupo internacional, com a participação de brasileiros, mostrou em janeiro na revista Science a partir de dados compilados em mais de 100 estudos realizados em 2.154 áreas de savana na América do Sul, na África e na Austrália.

Além da importância para compreender o funcionamento desse ambiente, os achados são essenciais para a criação de modelos que prevejam a reação das savanas às mudanças climáticas e estimem a sua capacidade de amenizar essas alterações ao remover carbono do ar.
“Conseguimos ver um papel aparente da história evolutiva na determinação da dinâmica contemporânea do bioma”, diz Caroline Lehmann, da Universidade de Edimburgo, na Escócia. Essa visão mais abrangente é para ela a conclusão mais empolgante do trabalho que coordenou. As diferenças parecem acontecer porque a savana é relativamente jovem: deve ter surgido entre 3 milhões e 8 milhões de anos atrás. Nessa época, os continentes já estavam separados havia um bom tempo e suas floras e faunas tinham acumulado diferenças marcantes. As espécies de árvores presentes, com uma dominância de mirtáceas (família que inclui a pitanga, a goiaba, a jabuticaba e o eucalipto) na Austrália e de leguminosas na África, são distintas em fenologia – a periodicidade com que produzem flores e frutos –, resistência ao fogo, crescimento e arquitetura. Já o cerrado, a mais diversa das savanas, não tem uma família botânica predominante.

Um olhar mais atento sobre os fatores ambientais que regem esses ecossistemas revelou que eles estão por trás de diferenças funcionais. Na África e na Austrália, as chuvas e a temperatura têm um efeito forte em aumentar a frequência do fogo, já que propiciam o crescimento de capins. Em menor intensidade, esses fatores também afetam o tamanho das árvores. Na América do Sul essas relações são muito fracas, tanto no Brasil como na Venezuela, onde também há vegetação savânica. A variação de um continente para o outro surpreendeu os pesquisadores, que esperavam uma homogeneidade maior. “Em retrospecto, parece bastante óbvio quando se considera a diversidade na arquitetura e na fenologia das árvores nessas regiões”, reflete Caroline.

© THOMAS SCHOCH / WIKIMEDIA COMMONS

Com pouca água para agricultura, na Austrália as savanas são mais preservadas

O importante é que essa variação significa que não é possível usar um único modelo para prever qual será, por exemplo, a biomassa de árvores em determinadas condições ambientais, ou como a vegetação reagirá a mudanças na temperatura global. Uma particularidade do cerrado é ter evoluído num ambiente mais úmido do que as outras savanas. “Nos outros continentes, sob o mesmo clima em que aqui há cerrado, já haveria floresta”, exemplifica a engenheira florestal Giselda Durigan, do Instituto Florestal do Estado de São Paulo em Assis, interior paulista, coautora do estudo.

As particularidades da África também se devem à grande variedade de herbívoros de tamanho avantajado – como elefantes, antílopes ou zebras, com suas manadas populosas – cuja voracidade vegetariana impede a sobrevivência das mudas de árvores e torna muito mais comum o campo dominado por capins. 

“A ausência da megafauna na América do Sul é em grande parte responsável pela diversidade do cerrado”, diz Giselda.

Sem os grandes herbívoros – aqui muitas vezes representados pelo gado –, o que mantém aberta a fisionomia do cerrado é o fogo. Quando não há queimadas, as árvores crescem, se multiplicam e inibem a germinação e o desenvolvimento de espécies endêmicas, que não toleram a sombra. Sem fogo e sem pastejo, o próprio capim pode prejudicar os brotos que precisam de luz. Um exemplo de como a fauna e as queimadas são parte integrante do ecossistema apareceu na pesquisa que Giselda vem realizando na Estação Ecológica de Santa Bárbara, no interior paulista. Ela encontrou uma planta com menos de 10 centímetros de altura que descobriu ser um exemplar de Galium humile, da família do café, uma espécie que não era coletada no estado desde 1918. O curioso é que o achado se deu justamente numa área que nas últimas décadas foi muito sujeita a incêndios e ao uso como pastagem. “A flora e a fauna do cerrado dependem da passagem do fogo”, alerta Giselda. “No Brasil vamos ter que aprender a usá-lo como ferramenta de manejo, agora que a lei prevê a prática para o bem do ecossistema.”

Investigações como a do grupo de Giselda foram a base para o artigo publicado na Science, que reúne dados de muitos outros grupos de pesquisa. “É um tipo de estudo que ganha em abrangência, mas perde em detalhe”, comenta Giselda. Ela foi convidada para a reunião na Austrália que formou o grupo de trabalho em 2009, mas não pôde participar por conflitos de agenda: estava naquele país no mesmo momento, mas em outro evento. A única representante brasileira era, por isso, a engenheira florestal Jeanine Felfili, da Universidade de Brasília (UnB). Mas logo em seguida Jeanine não sobreviveu a um acidente vascular cerebral, e parte de sua contribuição foi concretizada por Ricardo Haidar, à época seu estudante de mestrado. Mesmo assim, em 2013 uma primeira versão do artigo foi recusada pela revista por ter poucos dados sul-americanos. Caroline então procurou Giselda, que nesse momento não só estava disponível como acabara de participar de um extenso levantamento sobre o cerrado e tinha todos os dados necessários na cabeça e no computador. “Muitos dos dados estavam em artigos em português ou mesmo ainda em teses”, conta a brasileira. Por isso, na prática eram invisíveis para os estrangeiros.

De olho no futuro

Com a sua contribuição o estudo se tornou mais representativo, com modelos estatísticos mais robustos para estimar o efeito de cada uma das variáveis sobre a biomassa da savana. Esses modelos também buscam prever o que pode acontecer com o porte das savanas diante das mudanças previstas no clima das próximas décadas. Ao considerar um aumento de quatro graus Celsius (°C) na média anual de temperatura, o estudo mostrou diferenças marcantes entre os modelos globais e regionais de alteração na biomassa das savanas. Na África, por exemplo, o modelo que não distingue continentes prevê uma leve redução na biomassa, enquanto o específico indica que haverá um aumento. Para a América do Sul, o modelo regional prevê, nesse cenário, uma redução de biomassa bem maior do que aquela prevista pela simulação global.

© FOTO EDUARDO CESAR / INFOGRÁFICO ANA PAULA CAMPOS

As cascas espessas das árvores do cerrado são essenciais para resistir ao fogo

“Os mapas de biomassa prevista derivados de nossos modelos estatísticos são adequados para propósitos ilustrativos”, relativiza Caroline. “Mas, na verdade, as pessoas exercem uma influência enorme nos padrões atuais de biomassa por meio de desmatamento, agricultura, pecuária e derrubada seletiva.” Ela imagina, por isso, que haja bastante descompasso entre as previsões dos modelos e o que realmente acontece. E destaca o cerrado, que tem passado por transformações muito mais extensas do que as outras savanas, devido ao uso para a agropecuária, e já perdeu quase metade de seu território.
Mas antecipar o que as mudanças ambientais causarão nas savanas ainda é impossível, não só pela incerteza quanto ao que acontecerá no clima de cada continente. O problema é especialmente complexo para esses ecossistemas por sua enorme diversidade entre os continentes e dentro de cada um deles. O estudo se concentrou nas savanas mais típicas, que têm uma divisão mais ou menos equilibrada entre árvores e capins. Mas em cada um dos continentes o bioma pode ser desde um capinzal até uma floresta mais densa de árvores altas, com um estrato herbáceo esparso. “O aumento nas concentrações de CO₂ atmosférico deve afetar de forma diferente os capins tropicais e as árvores, mudando o equilíbrio competitivo entre essas plantas centrais do sistema”, explica Caroline. Os efeitos serão variáveis conforme a região. “Posso dizer que nossa falta de compreensão de como os sistemas de savana podem responder à mudança climática é uma falha de conhecimento crítica que deveria ser levada a sério.” Para ela as savanas, que cobrem cerca de 20% da superfície terrestre do planeta, devem ser estudadas com tanto afinco quanto a Amazônia e outras florestas tropicais.
Intrigada com a relação fraca entre as variações de temperatura e chuva e a vegetação do cerrado, Giselda acredita que encontrará respostas abaixo da superfície. As características físicas do solo têm forte influência sobre a disponibilidade de água para as plantas, que precisam dessas reservas para enfrentar os períodos de estiagem. “Quando o solo é argiloso, uma seca de quatro meses é sentida pelas plantas como se durasse apenas dois meses”, explica. Isso acontece porque a argila consegue reter água em maior quantidade e por mais tempo do que a areia. “Mas quando há argila demais a água fica retida de tal maneira que as plantas não conseguem captar.” As condições ideais para o desenvolvimento das plantas, portanto, envolvem um equilíbrio sutil dos componentes do solo, que é mais variável de um ponto a outro do cerrado do que nas outras savanas.

Os modelos produzidos no estudo da Science para estudar a relação entre fatores ambientais e a biomassa arbórea levaram em conta os teores de carbono e de areia numa camada de 50 centímetros de profundidade. O carbono serve como medida da matéria orgânica ou do conteúdo em nutrientes do solo, e a areia como estimativa de sua capacidade de retenção de água. Mas esses indicadores são insuficientes, de acordo com Giselda, e foram escolhidos por estarem disponíveis sobre as savanas de todo o planeta.
Ao dar indicações das variáveis ambientais importantes para as savanas, o estudo aponta direções importantes para trabalhos futuros. Giselda imagina o que seria necessário para se ter uma compreensão melhor da complexa relação entre o solo, o clima e o cerrado: uma rede de pesquisa com grupos trabalhando em toda a extensão do bioma, cavando trincheiras em várias profundidades para examinar o solo e relacionar suas propriedades com o porte e outras características da vegetação.

Artigo científico
 
LEHMANN, C. E. R. et al. Savanna vegetation-fire-climate relationships differ among continents. Science. v. 343, n. 6.170, p. 548-52. 31 jan. 2014.

O Ecossistema dos Açores

 

O ecossistema dos Açores pode ser considerado um micro ecossistema oceânico do Atlântico Norte na qual se podem definir para efeitos de gestão e conservação ecossistemas particulares correspondentes às estruturas topográficas do mesmo da qual se destacam as zonas costeiras das ilhas, os montes submarinos e a fontes hidrotermais (Fig. 1). O conhecimento das dinâmicas a várias escalas destes ecossistemas e as suas interacções no macro ecossistema do Atlântico Norte são ainda limitados. A estrutura de gestão associada a este ecossistema oceânico é por si só complexa sendo por exemplo a região abrangida pelas convenções OSPAR, Comissão de Pesca do Atlântico Nordeste (NEAFC), Comité Internacional para a Exploração do Mar (CIEM), Comité Internacional para a Conservação do Atum do Atlântico (ICAAT) e Comité das Pescas para o Atlântico Central Este (CECAF). Os Açores estão no limite sul abrangido pelas áreas da Convenção OSPAR, ICES e NEAFC correspondendo a uma zona de transição latitudinal das características do ambiente e da fauna (40º-50º N) e ao limite da distribuição (norte ou sul) de alguns recursos como os atuns.

O ecossistema dos  tem sido definido como oceânico, caracterizado por uma abundante área abissal (profundidade média de 3000m) por uma estreita ou ausente plataforma costeira e pontuado por alguns bancos e montes submarinos (Fig. 1). As estruturas predominantes nesta área são os montes submarinos com uma densidade média de 3.3 picos por 1000m². Estas estruturas apresentam uma grande variedade na amplitude de tamanho, forma, profundidade do pico e inclinação sugerindo que podem na prática ser considerados como que micro ecossistemas.

 

Os montes submarinos são caracterizados também por apresentarem padrões de circulação oceanográfica específicos como correntes amplificas junto ao substrato, padrões circulares de correntes e mistura vertical. São por isso considerados importantes habitats para a fauna bentônica e bentopelágica podendo ser afectados por factores externos distantes. Contudo, o conhecimento das espécies e das dinâmicas físicas e biológicas associadas a estas estruturas a diferentes escalas é ainda limitado, particularmente no contexto do ecossistema oceânico como o dos Açores.

 

A mais importante estrutura topográfica da região é a Crista Média Atlântica que segue um curso para sul desde a Islândia atravessando o arquipélago entre o grupo ocidental e o grupo central. A topografia nesta área é acidentada e constituída por ‘picos’ muito irregulares. Os montes submarinos e as fontes hidrotermais estão geralmente associadas a esta estrutura, embora os montes submarinos ocorram também de forma isolada na bacia. A crista funciona como uma barreira limitando as trocas de massas de água entre as bacias de Este e Oeste. Contudo, ao longo da crista encontram-se várias fracturas, Charlie Gibs, Faraday, Maxwell e Kurchatov, correspondendo a vales profundos que correm paralelamente à crista. A principal comunicação entre o bloco Este e Oeste da crista efectua-se por estas áreas de fractura afectando assim toda a circulação oceanográfica do atlântico norte.

 

(Fonte: Pinho, M. R. & Menezes, G. (2009), Pescaria de Demersais dos Açores. Boletim do Núcleo Cultural da Horta, 18: 85-102)