Tartaruga de Galápagos, considerada extinta há 100 anos, é encontrada viva

Uma única fêmea da espécie de tartaruga da Ilha Fernandina, que se pensava estar extinta há um século, foi encontrada nas ilhas Galápagos

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VIDA 9 de junho de 2022

Por Corryn Wetzel

Fernanda, a única tartaruga gigante de Fernandina viva conhecida

Conservação de Galápagos

Uma espécie de tartaruga gigante que se acredita estar extinta foi encontrada vivendo na ilha de Galápagos de Fernandina. A descoberta marca a primeira vez que pesquisadores localizaram a tartaruga da Ilha Fernandina ( Chelonoidis phantasticus ) em mais de um século.

Biólogos localizaram a tartaruga , apelidada de Fernanda, na ilha mais ocidental do arquipélago em 2019. Ela é a segunda tartaruga descoberta na ilha depois que um único macho foi coletado lá em 1906. Fernanda poderia ter sido movida de uma ilha próxima por humanos , ou talvez flutuasse em uma tempestade.

Como as ilhas próximas abrigam outras espécies de tartarugas gigantes, os pesquisadores não tinham certeza de qual espécie ela pertencia. Ela não tinha a distinta concha em forma de sela que o espécime masculino centenário tinha.

Para determinar a espécie da tartaruga, Stephen Gaughran da Universidade de Princeton e seus colegas compararam seu DNA com outras tartarugas conhecidas de Galápagos. Usando uma amostra de sangue de Fernanda e uma amostra de osso do espécime macho agora guardado em um museu, a equipe confirmou que seus genes eram semelhantes e distintos das outras 13 espécies de tartarugas gigantes de Galápagos.

Leia mais: Tartarugas de Galápagos usam suas células autodestrutivas para evitar o câncer

“Simultaneamente conseguimos mostrar a ligação entre Fernanda e a outra tartaruga Fernandina, e também a distinção dessas duas tartarugas de espécies que vemos em outras ilhas”, diz Gaughran. “Fiquei surpreso e, quando entendi, fiquei muito empolgado com isso.”

Os pesquisadores encontraram evidências anteriores de fezes de tartaruga na ilha, levando alguns a acreditar que a espécie persistiu. Mas a ilha vulcânica é desabitada por humanos e de difícil acesso, tornando a busca por tartarugas sobreviventes um desafio. Gaughran está otimista de que pode haver outros sobreviventes secretos na Ilha Fernandina.

“Nossa esperança é que ainda existam algumas dessas tartarugas por aí na ilha. Mas provavelmente não há muitos deles”, diz Gaughran.

Se os cientistas puderem localizar um macho de sua espécie, as tartarugas da Ilha Fernandina podem ser capazes de se reproduzir da beira da extinção .

Estima-se que Fernanda tenha mais de 50 anos, mas pode viver cerca de 200, dando aos pesquisadores algum tempo para encontrar um companheiro adequado para ela. Até então, Fernanda vive seus dias sob os cuidados de especialistas do Centro de Tartarugas de Galápagos, administrado pela Diretoria do Parque Nacional de Galápagos.

Referência do periódico: Communication Biology , DOI: 10.1038/s42003-022-03483-w

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Climate Change and the New Age of Extinction

People easily forget “last of” stories about individual species, but the loss of nature also threatens our existence.

By Elizabeth Kolbert

May 13, 2019

Illustration by João Fazenda

The first documented extinction of 2019 occurred on New Year’s Day, with the death of a Hawaiian tree snail named George. George, who was about an inch long, had a grayish body, grayish tentacles, and a conical shell striped in beige and brown.

He was born in captivity, in Honolulu, and had spent his unassuming life oozing around his terrarium, consuming fungi. Researchers with Hawaii’s forestry department had tried to find a partner for him—George was a hermaphrodite, but he needed a mate in order to reproduce—and when they couldn’t they concluded that he was the last of his kind, Achatinella apexfulva. A few days after he went, presumably gently, into that good night, the department posted a eulogy under the heading “farewell to a beloved snail . . . and a species.” “Unfortunately, he is survived by none,” it observed.

George’s passing prompted a spate of headlines, and then, it seems safe to say, was forgotten. Americans have, by now, grown inured to “last of” stories, which appear with the unsurprising regularity of seasonal dessert recipes. (George the snail was named for Lonesome George, a Pinta Island tortoise from the Galápagos, also the last of his kind, who died in 2012.)

In February, the Australian government declared a ratlike creature known as the Bramble Cay melomys to be extinct. The melomys, found on a single low-lying island between Australia and Papua New Guinea, appears to have been done in by climate change, which has shrunk its habitat and brought ever more damaging flooding. Then, in April, Chinese state media reported that the last known female Yangtze giant softshell turtle had died. “Her species might die with her,” the Washington Post noted.

Last week, an international group of scientists issued what the Times called “the most exhaustive look yet at the decline in biodiversity.” The findings were grim. On the order of a million species are now facing extinction, “many within decades.” “What’s at stake here is a liveable world,” Robert Watson, the chairman of the group, Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, told Science.

The U.N.-backed I.P.B.E.S. is to flora and fauna what the Intergovernmental Panel on Climate Change is to the atmosphere. Based in Bonn, it is funded by a hundred and thirty-two member nations, including the United States. More than three hundred experts contributed to its latest assessment, which runs to more than fifteen hundred pages.

The authors trace two diverging trend lines: one upward-sloping, for people, and one sloping downward, for everything else. During the past fifty years, the planet’s human population has doubled. In that same period, the size of the global economy has quadrupled, and global trade has grown tenfold. If hundreds of millions of people around the world are still mired in poverty, there are many more people living in prosperity today than ever before.

To keep nearly eight billion people fed, not to mention housed, clothed, and hooked on YouTube, humans have transformed most of the earth’s surface. Seventy-five per cent of the land is “significantly altered,” the I.P.B.E.S. noted in a summary of its report, which was released last week in Paris. In addition, “66 per cent of the ocean area is experiencing increasing cumulative impacts, and over 85 per cent of wetlands (area) has been lost.” Approximately half the world’s coral cover is gone. In the past ten years alone, at least seventy-five million acres of “primary or recovering forest” have been destroyed.

Habitat destruction and overfishing are, for now, the main causes of biodiversity declines, according to the I.P.B.E.S., but climate change is emerging as a “direct driver” and is “increasingly exacerbating the impact of other drivers.” Its effects, the report notes, “are accelerating.” Watson wrote last week, in the Guardian, that “we cannot solve the threats of human-induced climate change and loss of biodiversity in isolation. We either solve both or we solve neither.”

How long can the two trend lines continue to head in opposite directions? This is the key question raised by the report, and it may turn out to be the key question of the century. Many documented species have already disappeared—to take the example of Hawaiian tree snails, Achatinella apexfulva is just one of hundreds of species that have been lost—and probably even more vanished before they could be identified. Many others, like the Yangtze giant softshell turtle, are functionally extinct.

Video From The New Yorker

Why Noise Pollution Is More Dangerous Than We Think

So far, it could be argued, the casualties haven’t slowed us down. The I.P.B.E.S. report cautions, however, against assuming that this pattern will continue. Nature, it succinctly observes, “is essential for human existence.” The report points to pollinators as one group of organisms that humans can’t readily do without. Ninety per cent of flowering plants and seventy-five per cent of all types of food crops rely on pollination by animals—birds, bats, and (mostly) insects. Cash crops including coffee, cocoa, and almonds are pollinator-dependent. In many regions, important pollinators, like native bees, are in decline. It’s not clear exactly why, but probably one of the major factors is an increasing reliance on synthetic pesticides, which don’t distinguish between insects that are useful and those that are unwanted. These chemicals are supposed to prevent crop failures; the danger is that they may end up causing them.

As much as six hundred billion dollars’ worth of annual agricultural production “is at risk as a result of pollinator loss,” the I.P.B.E.S. warned. In an earlier report, on pollinators and the food supply, the group predicted that “total pollinator loss” would decrease production of the most important dependent crops “by more than 90 per cent.”

We would, it seems, be well advised to shift course, if only for our own, species-centric reasons. And, according to the I.P.B.E.S., there is still time for “transformative changes” in the “production and consumption of energy, food, feed, fibre and water.” Regrettably, though, all signs point to more of the same. In 2018, carbon-dioxide emissions from the energy sector rose to a new high of thirty-six billion tons. Also in 2018, nearly thirty million acres of tropical forest were lost—an area the size of Pennsylvania. As the Web site InsideClimate News noted, this destruction occurred “even as more corporations and countries made commitments to preserve tropical forests.” As long as we continue to tear through the biosphere, expect the losses to continue to mount. ♦

This article appears in the print edition of the May 20, 2019, issue, with the headline “Last Chances.”

Como as serpentes chegaram a Galápagos

Brasileiros e equatorianos identificam as rotas usadas pelos répteis para colonizar o arquipélago e apresentam três novas espécies

Pseudalsophis dorsalis na ilha de Santa Fé

Miguel T. Rodrigues /USP

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Edição 270
ago. 2018

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Atualizado em
3 set 2018

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Em novembro de 2016, a emissora britânica BBC One exibiu uma perseguição espetacular: dezenas de serpentes corredoras da espécie Pseudalsophis occidentalis saíam de frestas de rochas e tentavam abocanhar uma iguana na praia de Fernandina, uma das ilhas do arquipélago de Galápagos, a mil quilômetros (km) da costa do Equador. Mais veloz que as serpentes, a iguana escalou os rochedos e conseguiu escapar. Premiado em maio de 2017 no British Academy Television Awards (Bafta TV), o filme de 2 minutos e 17 segundos expôs a luta pela sobrevivência e os hábitos de um grupo pouco estudado de vertebrados do arquipélago, as serpentes.

Biólogos brasileiros e equatorianos viram cenas como essas enquanto coletavam serpentes em Galápagos, território do Equador, com 13 ilhas maiores, seis menores e dezenas de ilhotas e rochedos, que ocupam 8 mil km². Por meio de análises morfológicas (estudo da aparência externa, ossos e órgãos) e moleculares (do material genético) das amostras de serpentes das ilhas, os pesquisadores construíram as rotas de colonização e identificaram três novas espécies. As nove espécies reconhecidas pertencem ao gênero Pseudalsophis. Têm entre 35 e 85 centímetros (cm) de comprimento e algumas vivem apenas em ilhas específicas do arquipélago.

A reportagem “Como as serpentes chegaram a Galápagos”, publicada na edição 270 de Pesquisa FAPESP, não representa um registro científico público e permanente, nem constitui-se em ato nomenclatural publicado dentro das regras do Código Internacional de nomenclatura zoológica.

 

O ancestral das nove espécies não existe mais, de acordo com esse trabalho, publicado em agosto na revista científica Systematics and Biodiversity. P. hoodensis, com 50 cm de corpo, deve ter sido a primeira espécie derivada do ancestral hipotético – e a partir dela se originaram as outras espécies, em um processo conhecido como especiação. Os ancestrais de P. hoodensis devem ter chegado às ilhas hoje submersas do arquipélago de Galápagos há cerca de 7 milhões de anos, concluíram os pesquisadores. A conclusão é coerente com a ideia de que poderia ter existido uma Proto-Galápagos, proposta por oceanógrafos e geólogos dos Estados Unidos em 1994 na revista científica Nature.

Os ancestrais de P. hoodensis devem ter saído da costa do Equador – onde ainda hoje vive sua espécie-irmã, P. elegans, e deve ter vivido o ancestral comum do grupo – e chegado a Galápagos em cima de pedaços de raízes e madeira que se soltaram das bordas do litoral, de acordo com esse estudo. P. hoodenis habita apenas a ilha Espanhola, a mais antiga do atual conjunto de ilhas, e as ilhotas adjacentes. “A separação de P. hoodensis se deu há cerca de 4,5 milhões de anos, iniciando um processo de especiação que resultou na colonização das demais ilhas pelas outras espécies do arquipélago”, afirma o biólogo Hussam Zaher, professor do Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (MZ-USP), que coordenou a expedição.

Homenagem a Darwin

 
Galápagos abriga muitas espécies de animais exclusivas: das estimadas 5 mil que habitam as ilhas, cerca de 2 mil – de aves, tartarugas, répteis e outros grupos – só vivem lá. O arquipélago tornou-se famoso por ter servido de base para a formulação do princípio da seleção natural e da teoria da evolução, propostos em 1859 pelo naturalista inglês Charles Darwin (1809-1882). Ele começou a pensar que uma espécie poderia originar outras depois de ver que o formato do corpo de tartarugas e aves era diferente em cada ilha, que ele visitara em 1835 como parte de sua viagem pelo mundo a bordo do HMS Beagle. “Darwin relatou uma serpente verde na ilha de Floreana”, comenta Zaher, “mas não encontramos nenhuma lá. Devem ter sido extintas”. As serpentes comem aves, iguanas, lagartos menores, insetos e peixes e são predadas por falcões.

Das três espécies novas de Galápagos, uma ganhou o nome de P. darwini em homenagem a Darwin. Tem cerca de 40 cm de comprimento e vive na ilhota de Tortuga e nas ilhas maiores de Isabela e Fernandina. A outra, exclusiva da ilha de Santiago e das ilhotas adjacentes, foi chamada de P. hephaestus para lembrar Hefesto, o deus grego do fogo, associado à origem vulcânica do arquipélago. A terceira é P. thomasi, que vive na ilha de Santiago e ganhou esse nome em homenagem ao biólogo norte-americano Robert Thomas. Professor da Universidade Loyola, nos Estados Unidos, Thomas elaborou a classificação das serpentes do arquipélago adotada durante 20 anos.

Em um artigo de 1997 na Herpetological Natural History, Thomas reclassificou as então quatro espécies e subespécies já identificadas de serpentes de Galápagos em três gêneros taxonômicos distintos, dos quais dois são encontrados também nas ilhas do Caribe. “Meus estudos sobre as serpentes de Galápagos foram realizados usando dados da maioria dos espécimes de museus de todo o mundo. Tudo era morfológico”, conta Thomas.

Dois anos depois, no Bulletin of the American Museum of Natural History, Zaher propôs que as espécies deveriam formar uma linhagem única, mais aparentada com a espécie P. elegans da costa oeste do continente sul-americano do que com as linhagens do Caribe. Seu estudo se baseou em análises da variação de hemipênis, o órgão reprodutor masculino, geralmente localizado dentro da cauda, de duas espécies de serpentes do arquipélago e de espécies representando as linhagens sul-americanas. Anos depois, os estudos moleculares de seu grupo confirmaram as conclusões.

Em 2009, na revista científica Papéis Avulsos de Zoologia, Zaher e o biólogo Felipe Grazziotin, pesquisador do Instituto Butantan, apresentaram uma classificação que refletia melhor esses resultados, integrando em um único gênero, que ganhou o nome de Pseudalsophis, as espécies de Galápagos, até então consideradas como subespécies por Thomas, e a espécie P. elegans do continente. A proposta foi aceita pelos outros especialistas.

Na análise molecular de amostras colhidas na viagem a Galápagos, Grazziotin verificou que as espécies do arquipélago se mostravam aparentadas com a espécie-irmã da costa do Equador e, portanto, deveriam ter vindo do continente. A conclusão reforçou a hipótese dos brasileiros e afastou a proposta de que algumas espécies poderiam ter vindo também das Antilhas.

Ilha de Fernandina, a mais jovem das ilhas do arquipélago de GalápagosMiguel T. Rodrigues/USP

Por acreditar que três linhagens distintas haviam colonizado o arquipélago, Thomas incluíra as serpentes de Galápagos nos gêneros Philodryas, Antillophis e Alsophis. O gênero Philodryas abarca espécies agressivas, o que poderia indicar que as do arquipélago também poderiam ser. No entanto, os pesquisadores observaram que as serpentes eram agressivas apenas com os animais que pretendiam comer, como iguanas. “Não sabíamos se as espécies de Galápagos poderiam ser agressivas ou peçonhentas, como algumas serpentes do gênero Philodryas no Brasil, mas nenhuma tentou nos morder”, observou Grazziotin, que participou da expedição como estudante de doutorado orientado por Zaher. “O máximo que faziam era defecar, que é um comportamento de defesa comum em serpentes dessa família.”

A espécie do continente – P. elegans – e as espécies mais antigas de Galápagos – P. hoodensis e P. biserialis – têm em média 60 cm de comprimento. De acordo com Zaher, esse padrão morfológico ancestral evoluiu no arquipélago,  formando duas linhagens distintas, chamadas de insulares grandes e insulares pequenas. As duas linhagens seguiram na direção leste-oeste, coabitando as ilhas maiores (Santiago, Santa Cruz, Fernandina e Isabela). Segundo ele, as insulares grandes, com 75 cm de comprimento, iniciaram a colonização das ilhas há 3,3 milhões de anos, enquanto as pequenas, com 25 cm de comprimento, começaram a ocupar as ilhas mais novas a partir de 2,2 milhões de anos (ver infográfico).

Curiosamente, assinala Grazziotin, as serpentes maiores e menores – uma de cada espécie – podem viver sozinhas em algumas ilhas ou dividir o espaço entre elas, mas nunca com as mais antigas, de porte médio. “A convivência entre grandes e pequenas evita a disputa por alimento”, afirma Zaher. “As maiores vivem sobre rochas e se alimentam de lagartos-de-lava adultos, iguanas filhotes e aves, enquanto as menores podem se aproveitar de ambientes mais restritos, como as frestas das rochas, e se alimentam de lagartixas e insetos.”

A viagem

 
A expedição a Galápagos ocorreu em junho de 2008. Depois da viagem, começou o trabalho de descrição das espécies e as análises genéticas das amostras do material coletado, gerando uma massa de informações que levou muitos anos para ser interpretada. Quatro brasileiros – Zaher e Grazziotin, Miguel Rodrigues e Luciana Lobo, ambos também da USP – e quatro equatorianos – Yanes-Muñoz, Altamirano-Benavides, Cruz Marques e o guarda do parque, Simon Villamar – passaram duas semanas no mar, a bordo da traineira Queen Mabel, dividindo o espaço com quatro tripulantes. Exceto nas raras noites nos hotéis das cidades das ilhas maiores, saíam do barco apenas para coletar serpentes no início da manhã ou final da tarde.

Os pesquisadores percorreram 14 ilhas e as ilhotas adjacentes, muitas delas liberadas apenas a pesquisadores, onde coletaram 149 exemplares, dos quais 47 foram soltos após a retirada de escamas e os outros guardados para análises detalhadas em laboratório. O mais comum (44 exemplares do total) era P. occidentalis, da ilha Fernandina.

O arquipélago de Galápagos abriga cerca de 25 mil pessoas, das quais 18 mil moram na cidade de Puerto Ayora, na ilha de Santa Cruz. A poluição, principalmente com restos de embalagens plásticas, tem sido uma preocupação das autoridades locais, por causa dos possíveis efeitos sobre a vida selvagem. “Por causa do acúmulo de lixo”, observou Zaher, “algumas ilhas estão bastante degradadas”.

Projeto

 
Origem e evolução das serpentes e a sua diversificação na região neotropical: Uma abordagem multidisciplinar (nº 2011/50206-9); Modalidade Projeto Temático; Programa Biota FAPESP; Pesquisador responsável Hussam El Dine Zaher (USP); Investimento R$ 4.921.754,91.

Artigos científicos

 
ZAHER, H. et al. Origin and hidden diversity within the poorly known Galápagos snake radiation (Serpentes: Dipsadidae). Systematics and Biodiversity. on-line. 22 ago. 2018.

THOMAS, R. Galápagos terrestrial snakes: biogeography and systematics. Herpetological Natural History. v. 5, n. 1, p. 19-40. 1979.

ZAHER, H. Hemipenial morphology of the South American xenodontine snakes, with a proposal for a monophyletic Xenodontinae and a reappraisal of colubroid hemipenes. Bulletin of the American Museum of Natural History. v. 240, p. 1–168. 1999.

ZAHER, Hussam et al. Molecular phylogeny of advanced snakes (Serpentes, Caenophidia) with an emphasis on South American Xenodontines: a revised classification and descriptions of new taxa. Papéis Avulsos de Zoologia. v. 49, n. 11, p.115-3. 2009.

CHRISTIE, D. M. et al. Drowned islands downstream from the Galapagos hotspot imply extended speciation times. Nature. v. 355, p. 246-8. 16 jan. 1992.

Pesquisadores descrevem golfinho pré-histórico na Patagônia

Descoberta amplia a diversidade de espécies que habitavam a região há cerca de 25 milhões de anos

Golfinho-pintado-do-atlântico (Stenella frontalis), um dos cetáceos da família dos delfinídeos que ocupou o território de Aondelphis talen

Eduardo Cesar

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Rodrigo de Oliveira Andrade

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0:40
8 jul 2018

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A descoberta de uma nova espécie de golfinho pré-histórico na região da Patagônia argentina indica que as espécies que habitavam a região há cerca de 25 milhões de anos podem ser mais diversas do que se imaginava. A conclusão é de um grupo de pesquisadores brasileiros e argentinos, a partir da análise de pequenos pedaços do crânio e dos ossos do ouvido de uma antiga espécie de golfinho encontrados pelo paleontólogo argentino Mario Cozzuol, do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), na província de Chubut, 1.300 quilômetros ao sul de Buenos Aires.

A descrição dos fósseis foi publicada em fins de março na revista Acta Palaeontologica Polonica. Com base em análises morfológicas e filogenéticas, os pesquisadores constataram que eles pertenciam a uma espécie até então desconhecida, batizada de Aondelphis talen, que significa pequeno golfinho do Sul. 

Até então, haviam sido encontrados registros fósseis de apenas uma espécie de golfinho primitivo naquela região, Notocetus vandenedeni, descrita pela primeira vez no século XIX pelo naturalista argentino Francisco Pascasio Moreno (1852-1919), fundador do Museu de História Natural de La Plata.

“Aondelphis talen é a primeira espécie de golfinho primitivo da Patagônia descrita em quase um século”, destaca Cozzuol, que encontrou os remanescentes fósseis agora estudados quando ainda morava na Argentina, há cerca de 20 anos. Como os ossos estavam bastante fragmentados, ele diz ter relutado em avaliá-los ou descrevê-los. Duas décadas depois, trabalhando em colaboração com pesquisadores do Instituto Patagônico de Geologia e Paleontologia do Conselho Nacional de Pesquisas Científicas e Técnicas da Argentina e do Departamento de Biologia da Faculdade de Ciências da Universidade do Chile, ele retomou as análises. “Juntamos todos os pedaços e os analisamos ao longo de um ano”, comenta.

A nova espécie de golfinho é o representante mais primitivo de um grupo já extinto, segundo os pesquisadores. O animal teria habitado a região há cerca de 25 milhões de anos, no início do período geológico conhecido como Mioceno inferior. Teria em torno de 2 metros de comprimento e pouco mais de 120 quilogramas.

Apesar de seus fósseis terem sido encontrados no vale do rio Chubut, Aondelphis talen por muito tempo viveu nos mares. Cozzuol explica que o oceano à época cobria todo o sul da Patagônia argentina. Com o movimento da placa de Nazca, que teria se movido em direção à placa sul-americana, dando forma às montanhas que hoje compõem a cordilheira dos Andes, o mar que cobria parte da Patagônia teria se retraído. 

Devido à expansão dos golfinhos da família Delphinidae, tanto Aondelphis talen como Notocetus vandenedeni perderam território, tendo de se adaptar aos ambientes fluviais.

Os achados apresentados no estudo na Acta Palaeontologica Polonica são importantes, segundo os pesquisadores, porque sugerem a coexistência de pelo menos duas espécies de golfinhos ancestrais (Aondelphis talen e Notocetus vandenedeni) que teriam vivido naquela região na mesma época.

Artigo científico

VIGLINO, M. et al. A new dolphin from the early Miocene of Patagonia, Argentina: insights into the evolution of Platanistoidea in the Southern Hemisphere. Acta Palaeontologica Polonica. v. 63, n. 2, p. 261-77. mar. 2018.

How the clumsy Galapagos cormorant lost its flight

By Ryan CrossJun. 1, 2017 , 3:15 PM

 

Fernandina, the westernmost island in the Galapagos archipelago, is a pristine spot. It is also a place regularly inundated by lava flows that set its waters boiling. Yet that hasn’t stopped one odd bird from calling Fernandina home: the world’s only flightless cormorant. Now, a new study proposes an explanation for how the stumpy-winged seabird lost its ability to fly—through more than a dozen genetic anomalies that it shares with humans suffering from a variety of rare skeletal disorders.
For most birds, flightlessness would be a severe problem. But, as Charles Darwin concluded on his famous voyage to the Galapagos, isolation can allow species with such seeming disadvantages to thrive. The big question for modern scientists is how animals like the flightless cormorant got to be this way in the first place. Unlike penguins, ostriches, kiwis, and emus—which evolved into their flightless forms more than 50 million years ago—the Galapagos cormorant (Phalacrocorax harrisi) diverged from its soaring relatives a mere 2 million years ago. That more recent split suggests a relatively small number of genetic changes differentiate high-flying cormorants from their land-lubber cousins.

University of California, Los Angeles, geneticist Leonid Kruglyak began looking into the evolution of flightless cormorants after visiting the islands. Since he could find no conclusive studies on the large-bodied bird, he set out to sequence its DNA, using samples from the lab of Patricia Parker, an ecologist at the University of Missouri in St. Louis and the St. Louis Zoo. Parker and her team have spent years in the islands, sleeping outdoors and working from converted fishing boats to collect more than 20,000 blood samples from Galapagos animals. Kruglyak’s team then compared the Galapagos cormorant DNA to that of three other related birds—the double-crested cormorant, the neotropical cormorant, and the pelagic cormorant.

Since many developmental genes shoulder multiple roles, Kruglyak’s team reasoned that a genetic factor for flightlessness would not be found in a protein mutation, which could lead to a fatal outcome. Instead, they began searching for irregularities in the vast segments of DNA between genes called the noncoding regions, hoping to find clues about how the same genes might be regulated differently.

But that comparison yielded no results, so they turned back to the coding regions—the genes that produce proteins—to search for mutations that would change a protein’s ability to function normally. They discovered about a dozen mutated genes in the Galapagos cormorants known to trigger rare skeletal disorders in humans called ciliopathies, often characterized by misshapen skulls, short limbs, and small ribcages. Since Galapagos cormorants have short wings and an unusually small sternum, the researchers suspected this link was significant, they write today in Science.

Ciliopathies in humans arise from gene mutations affecting cilia—the microscopic hairlike extensions used to convey chemical messages between cells that control vertebrate development. When those signals go off-kilter, the body can grow in a visibly abnormal way. Sensenbrenner syndrome is one example, a rare condition reported in only a few dozen people characterized by an elongated skull, short limbs and fingers, a narrow chest, and respiratory problems. One of the genes linked to Sensenbrenner, called Ift122, was similarly mutated in the Galapagos cormorant. Another gene responsible for cilia production, Cux1, seemed to play a role in the cormorant’s stubby wings.
Next, the researchers put Ift122 and Cux1 to the test. They inserted the mutated Ift122 gene into soil roundworms, which use cilia to detect their surroundings. Compared to their regular counterparts, the mutated worms clumped together instead of dispersing across their petri dish environment, thanks to improperly functioning cilia. When they inserted the cormorant’s Cux1 gene into cartilage-producing mouse cells growing in a dish, the cells showed stunted development.

But the connection between these genes and flightnessness is still a hypothesis, Kruglyak notes. “The ideal experiment would make a Galapagos cormorant fly or another cormorant not fly,” he says, which one day could be done with a tool like CRISPR gene editing. “As technologies improve, we can imagine testing these gene mutations in birds and watching the wings develop.”
“This study is important and exciting for adding a mechanism for how flightlessness might evolve,” says Natalie Wright, a biologist at the University of Montana in Missoula who studies the evolution of flightlessness on islands. She adds that most researchers suspect flight is lost thanks to changes that cause birds to retain juvenile characteristics into adulthood. The Galapagos cormorant—whose stubby wings make it resemble an overgrown baby bird—is a perfect example.

But researchers caution that this isn’t the end of the story. “The biggest caveat to this study is that the authors did only a relatively basic screen for changes in noncoding regions,” says Tim Sackton, who studies the genomics of flightless birds at Harvard University. No single mutation alone caused the cormorants to lose their ability to fly. So even though it is more straightforward to study the effects of mutations in protein-coding genes, there are likely more, undiscovered mutations that affect flightlessness in the noncoding regions, Sackton suggests.

Do the Galapagos cormorants gain anything by their ungainliness? Parker thinks not. “In fact, it might be possible that the Galapagos cormorant is a little worse at catching fish, since they don’t have to muster up the energy for flight,” she says. Granted, they might just be freeloading off their largely predator- and pathogen-free island abode. “That may be one reason why those bizarre clunky animals are able to trundle along and do just fine,” Parker says.

Galápagos

Galápagos

Tempo de Duração: 48 min
Ano de Lançamento: 2006
Qualidade: HDTV
Formato: AVI
Audio: Inglês
Legenda: Português
Tamanho: 2,14 GB
Sinopse: O lugar que inspirou a teoria da evolução de Darwin. As ilhas Galápagos são um laboratório vivo, um cinturão geológico que gerou e viu morrer inúmeras espécies de plantas e animais. As ilhas ocidentais ascendem no mar dando mais chances a vida enquanto as ilhas orientais afundam garantindo a morte de vários seres e plantas. Entre os dois existem as ilhas centrais, férteis e imponentes elas dão abrigo a um sem número de seres vivos. Em nenhum outro lugar na terra encontramos o ciclo da via e da morte tão aparente quanto aqui.

(Torrent + legendas)

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Episódio 01: Nascido do Fogo
Este programa examina os estágios fascinantes vidas das ilhas e como uma variedade de criaturas têm encontrado maneiras de sobreviver, incluindo iguanas marinhas, lagartos de mar e tartarugas gigantes. 

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Episódio 02: Ilhas que Mudaram o Mundo
Um olhar para o lado oculto do Galápagos, revelando uma vitrine tão fascinante para a evolução. 

(Opção 01 - MEGA - 4 partes)

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Episódio 03: Forças da Mudança
Animais e plantas em Galápagos evoluíram para as formas mais surpreendentes para lidar com as forças geológicas e climáticas profundas.

(Opção 01 - MEGA - 4 partes)

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