Desafios da filogeografia

9/11/2010
Por Fábio de Castro
Agência FAPESP – “As publicações na área de filogeografia vêm crescendo de forma exponencial, graças à gradual integração entre biólogos e geocientistas, às novas tecnologias de DNA e aos novos métodos estatísticos disponíveis”, disse Luciano Beheregaray, professor das universidades Flinders e Macquarie, da Austrália.
A filogeografia combina biologia e geociência, estudando os processos históricos que podem ser responsáveis pela distribuição geográfica contemporânea de uma espécie.


Em simpósio internacional do Biota-FAPESP, cientista aponta os principais desafios na área de filogeografia, que combina biologia e geociência. Levantamento indica poucos trabalhos justamente sobre as regiões de maior biodiversidade

Segundo Beheregaray, enquanto a maioria esmagadora da produção científica na área vem do hemisfério Norte, a contribuição dos países que concentram a maior parte da biodiversidade do planeta ainda é muito pequena. “Essa distorção dificulta a síntese comparativa da informação produzida globalmente, que é um dos desafios centrais da filogeografia”, disse nesta segunda-feira (8/11), durante o Simpósio Internacional sobre Filogeografia, organizado pelo Programa Biota-FAPESP.

Para reverter esse cenário, segundo o cientista brasileiro radicado na Austrália, é preciso que os países desenvolvidos invistam na pesquisa filogeográfica em países megadiversos, como o próprio Brasil.
“A filogeografia vem crescendo muito, mas os estudos ainda estão muito concentrados nos ambientes terrestres e nos países desenvolvidos. Seria importante investir em trabalhos em áreas de grande biodiversidade, onde há grandes lacunas de informação. Isso permitiria avanços científicos globais”, disse Beheregaray à Agência FAPESP.
Segundo ele, no contexto brasileiro o Estado de São Paulo tem se destacado nos estudos na área. “Mas há uma escassez de trabalhos no resto do país. Seria preciso fazer em todo o Brasil o que a FAPESP faz em São Paulo. Acredito que, para que isso seja feito em um nível satisfatório, será preciso ter recursos do exterior”, disse.

No contexto mundial, segundo Beheregaray, para que a pesquisa avance ainda mais, é preciso que os filogeógrafos deixem de lidar apenas com dados filogenéticos isolados. Ele explica que, como as mutações se acumulam ao longo do tempo, a filogenética é o motor da filogeografia. Mas isso não basta, é fundamental que essas informações sejam combinadas com dados sobre genótipos, por exemplo.
“O filogeógrafo é acima de tudo um naturalista. Um explorador em contato com o trabalho de campo, que precisa ser também um biólogo populacional e um geneticista. É um integrador que lida com uma ampla gama de questões da história natural – da escala dos genes até a escala geológica. Essa característica interdisciplinar torna fundamental a integração de comunidades científicas de vários países e áreas do conhecimento”, afirmou.

Trabalhando fora do Brasil há 14 anos, Beheregaray manteve diversas cooperações no país. O laboratório que coordena, dedicado a investigar a conectividade genética e ecológica de organismos aquáticos, tem atualmente um pós-doutorando e dois doutorandos brasileiros.
Seu grupo realizou um levantamento dos artigos científicos publicados até 2006 em revistas indexadas em busca da palavra-chave “filogeografia”. A análise permitiu perceber um grande crescimento na área nos últimos anos. Cerca de 4 mil artigos foram publicados em duas décadas, com um aumento pronunciado a partir de 2002. As citações também cresceram exponencialmente.
“Em termos de grupos taxonômicos, há uma tendência muito grande para mamíferos – cerca de 20% do total. Peixes e plantas vêm em seguida, com cerca de 15% cada. E os invertebrados – o grupo mais diverso – correspondem a apenas 13%”, disse.
A maioria esmagadora dos artigos, cerca de 81%, utilizava marcadores genéticos como o DNA mitocondrial, sendo que 75% dos estudos utilizaram exclusivamente esses marcadores. Em seguida, aparecem os estudos que utilizam técnicas como SNPs e microssatélites.
Em relação à natureza dos estudos, 68% dos artigos tratavam de um único táxon. Apenas 8% deles faziam uma comparação histórica demográfica e filogeográfica entre dois ou mais táxons.

“O mais alarmante é que em 24% dos estudos havia dados sobre múltiplos táxons, mas não havia comparação histórica. Cada estudo desses é uma chance perdida para usar esses dados de forma mais eficiente. A maioria desses estudos é proveniente dos países em desenvolvimento”, afirmou.
Do total de artigos, 69% tratavam do período Quaternário, 11% do Terciário e 18% de períodos cronológicos indeterminados. “Isso mostra que às vezes falta recorrer às geociências. Temos que ser mais criativos e interagir mais com a geologia, a geofísica, a hidrologia, a glaciologia e com as ciências atmosféricas”, disse.
Lacunas de informação
Para Beheregaray, ainda há uma dificuldade de integração disciplinar a ser superada. ”Muitos geocientistas ignoram tudo o que não é registro físico. Os filogeógrafos são mais integrados, usando outros conjuntos de dados além da genética. Mas muitas vezes são simplistas – e até incorretos – na hora de explorar e interpretar os dados da história da Terra”, disse.
Cerca de 65% dos trabalhos identificados no levantamento feito pelo grupo australiano tratavam de ambientes terrestres, 18% de água doce e 17% de ambientes marinhos. “Na área marinha, que é a de nosso interesse, há imensas lacunas em termos de informação sobre distribuição histórica da diversidade no oceano. Os bioinventários são praticamente inexistentes”, disse.
Das publicações em filogeografia, 77% tratavam de áreas do hemisfério Norte, apesar de a maior parte da biodiversidade global estar no hemisfério Sul. Cenários globais foram enfocados por apenas 6% dos trabalhos.
“A Europa e a América do Norte tiveram participação de 30% cada. Aproximadamente 15% dos estudos foram feitos na Ásia, 7% na Austrália, 7% na África e apenas 6% na América do Sul, que talvez seja o continente mais megadiverso”, disse o cientista.
Entre os países mais megadiversos – Brasil, Indonésia, Colômbia, Austrália, México e Madagascar –, apenas a Austrália apareceu como um dos principais produtores de pesquisa em filogeografia, na quinta colocação mundial. O Brasil ficou em 15º e a Indonésia em 40º.
“Muitos dos hotspots de biodiversidade estão nos trópicos e é preciso que a comunidade científica internacional volte os olhos para essas áreas”, disse Beheregaray.
“Os gestores precisam tomar decisões difíceis sobre o que deve ser protegido e é missão dos cientistas dar aos gestores critérios objetivos para isso. A filogeografia oferece um método muito exato, em alguns casos, para fazer a distinção evolutiva de populações”, afirmou.
Mais informações sobre o workshop internacional, que termina nesta terça-feira (9/11), na Faculdade de Administração, Economia e Contabilidade da Universidade de São Paulo: www.fapesp.br/biota/evento/filogeografia.

Ameaça global

29/9/2010
Agência FAPESP – As plantas são tão ameaçadas pelo risco de extinção como os mamíferos, de acordo com uma análise global realizada por instituições europeias. O estudo revelou que uma em cada cinco espécies de plantas no mundo corre risco de extinção.

A Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas de Extinção, com os resultados da análise realizada pelo Royal Botanic Gardens de Kew e pelo Museu de História Natural de Londres, no Reino Unido, e pela União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN, na sigla em inglês), foi divulgada nesta terça-feira (28/9), na capital inglesa.

O estudo, considerado uma das principais bases para a conservação, revelou a verdadeira extensão da ameaça às plantas do mundo, estimadas em cerca de 380 mil espécies.
Cientistas das três instituições realizaram avaliações a partir de uma amostra representativa de plantas de todo o mundo, em resposta ao Ano Internacional da Biodiversidade das Nações Unidas e às Metas de Biodiversidade – 2010.


Uma em cada cinco espécies de plantas no mundo está sob o risco de extinção, de acordo com nova Lista Vermelha elaborada por instituições internacionais (foto: RBG Kew)

Os resultados anunciados deverão ser considerados na Cúpula da Biodiversidade das Nações Unidas, que reunirá governos em meados de outubro em Nagoia, no Japão, com o objetivo de estabelecer novas metas.
O trabalho teve apoio principalmente na ampla base de informações botânicas do Herbário, Biblioteca, Arte e Arquivos de Kew – que inclui cerca de 8 milhões de espécimes preservadas de plantas e fungos –, nos 6 milhões de espécimes do herbário do Museu de História Natural, em dados digitais de outras fontes e nas bases de informação da rede de parceiros dos Royal Botanic Gardens em todo o mundo.
“O estudo confirma o que já suspeitávamos: as plantas estão sob ameaça e a principal causa é a degradação induzida por humanos em seus habitats”, disse Stephen Hopper, diretor dos Royal Botanic Gardens de Kew.
“Pela primeira vez temos um retrato global claro do risco de extinção das plantas mais conhecidas no mundo.
Esse relatório mostra as ameaças mais urgentes e indica as regiões mais ameaçadas”, afirmou.
Segundo Hopper, existem questões cruciais para serem respondidas, como qual a velocidade e a causa da perda de espécies e o que pode ser feito com relação a isso.

“Para responder a essas questões, precisamos estabelecer uma base a partir da qual possamos medir as transformações. A Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas de Extinção faz exatamente isso, avaliando uma ampla amostra de espécies vegetais que são coletivamente representativas de todas as plantas do mundo”, disse.
O cientista acrescentou que as Metas de Biodiversidade para 2020, que serão discutidas em Nagoia, são ambiciosas. Mas um aumento de escala nos esforços se faz necessário em um momento de perda pronunciada da biodiversidade. “As plantas são o fundamento da biodiversidade e sua relevância para as incertezas climáticas, econômicas e políticas tem sido negligenciada por muito tempo”, afirmou.
“Não podemos ficar de braços cruzados olhando as espécies vegetais desaparecer – as plantas são a base de toda a vida na Terra, fornecendo ar limpo, água, comida e combustível. A vida de todo animal e ave depende delas, assim como a nossa. Obter as ferramentas e o conhecimento necessários para reverter a perda de biodiversidade é agora mais importante que nunca. A Lista Vermelha dá essa ferramenta aos cientistas e conservacionistas”, destacou.
Alguns dos dados revelados pelo estudo:

• Cerca de um terço das espécies (33%) da amostra é conhecida em grau insuficiente para permitir uma avaliação de conservação. Isso demonstra a escala da tarefa de conservação que será enfrentada por botânicos e cientistas – muitas plantas são tão pouco conhecidas que não é possível saber se estão ou não em perigo. 
• De quase 4 mil espécies que foram cuidadosamente avaliadas, mais de um quinto (22%) foi classificado como ameaçado. 
• Plantas são mais ameaçadas que aves, tão ameaçadas como mamíferos e menos ameaçadas que anfíbios e corais. 
• Gimnospermas – o grupo vegetal que inclui as coníferas – são o grupo mais ameaçado. 
• O habitat mais ameaçado são as florestas tropicais, como a Amazônia. 
• A maior parte das plantas ameaçadas é encontrada nos trópicos. 
• O processo mais ameaçador é a perda de habitat induzida pelo homem, em especial a conversão de habitats naturais para uso da agricultura.

Mais informações: www.kew.org/plants-at-risk

Vegetações pré-históricas

Quer saber que tipos de plantas existiam na época em que viveram os dinossauros?

Por: Carlos Eduardo Lucas Vieira, Programa de Pós-graduação em Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Publicado em 15/08/2002 | Atualizado em 06/07/2010

(Ilustração: Nato Gomes).

Com um megafone na mão, o diretor comanda a produção de um filme sobre dinossauros. Mas não consegue esconder o nervosismo: as gravações atrasaram porque o cenário não ficou pronto! Não é para menos: a pessoa que vai fazê-lo está cheia de dúvidas! Alguém aí saberia responder como eram as plantas pré-históricas?

Talvez você nunca tenha ouvido falar em paleontologia . Então, abra bem os ouvidos! Trata-se do estudo das formas de vida que existiram no passado. Quando imaginamos como era o mundo há milhões de anos, logo pensamos nos dinossauros. Mas, na pré-história, havia também insetos, vermes, plantas e fungos, por exemplo. Pois bem: há uma parte da paleontologia chamada paleobotânica, que estuda plantas e outros organismos, como fungos, bactérias e algas, que viveram no passado.

(Ilustração: Lula).

A paleobotânica mostrou que, em épocas passadas, existiram plantas diferentes das atuais. Entre 345 milhões de anos e 65 milhões de anos atrás, por exemplo, viveu um grupo de plantas chamado pteridospermas ( pteron = feto + spermae = semente). As plantas que pertenciam a esse grupo eram parecidas com as samambaias que existem hoje. Mas com uma diferença: as pteridospermas, ao contrário das samambaias, tinham sementes.

Já as progimnospermas viveram mais ou menos entre 395 milhões de anos e 280 milhões de anos atrás. Progimnospermas significa "sementes nuas antigas" -- pro significa "anterior", gymnos , "nu", e spermae , "semente". Os troncos dessas plantas pareciam com os dos pinheiros. Suas folhas, no entanto, eram semelhantes às das samambaias e elas não tinham sementes.

Hoje, assim como os dinossauros, esses grupos de plantas estão extintos! Os cientistas acreditam que eles desapareceram por causa da competição contínua e desfavorável com outros grupos de plantas ou outros organismos.

Além de mostrar como eram as plantas pré-históricas, a paleobotânica revelou que havia vários ambientes há milhões de anos: desertos, rios, planícies, mangues etc. Sabe o que isso significa? Que os diferentes tipos de dinossauros não viviam juntos! Na maioria das vezes, cada tipo de dinossauro habitava certo ambiente, assim como hoje cada espécie de mamífero é encontrada em determinado lugar: os leões na savana africana, os tigres, nas florestas indianas etc. Mas, claro, havia dinossauros capazes de viver em mais de um ambiente.

A dúvida é: como é possível saber que um dinossauro era encontrado em determinado ambiente e não em outro? Fósseis de plantas podem dar valiosas pistas a esse respeito!

O que são fósseis?
São vestígios da presença de seres vivos pré-históricos preservados em rochas. Fósseis podem ser, por exemplo, folhas e troncos de plantas, dentes, ossos e até cocô de animais, assim como pegadas e rastros deixados por eles.

Dependendo do ambiente em que vivem, as plantas -- e os animais também -- podem apresentar características especiais. Por exemplo: próximo ao mar, há muito sal na terra, no ar e na água. Por causa disso, é mais difícil para vegetais e animais obterem água, pois o sal 'rouba' a água do organismo dos seres vivos. Então, caso um animal beba água do mar, ele, no final, sentirá ainda mais sede! Algo parecido acontece com os vegetais.

Portanto, para sobreviver neste ambiente, animais e plantas precisam adaptar-se. As plantas que vivem nas praias, por exemplo, costumam apresentar pêlos, folhas menores, enroladas ou cobertas por cera. Essas adaptações fazem com que a planta perca menos água.

Viver perto do mar
Na praia, as plantas estão expostas a grande quantidade de luz do Sol. Os pêlos e a cera sobre as folhas funcionam como uma barreira à luz, função parecida com a do telhado de uma casa. Mas não é só. Os pêlos ainda retêm um pouco da água que sai das folhas. E sabe por que elas, em geral, são menores ou enroladas nas plantas que vivem próximo ao mar? Porque, assim, a área exposta ao Sol é menor e, como conseqüência, a perda de água também!

Digamos que sejam encontrados fósseis de plantas com adaptações desse tipo junto a fósseis de dinossauros. Neste caso, os cientistas podem dizer, com razoável segurança, que esses animais viveram, provavelmente, em um ambiente de praia.

Além de trazer informações sobre o ambiente em que viveram os dinossauros, a paleobotânica também é capaz de indicar quais plantas, provavelmente, eles comiam. Como você sabe, há animais que se alimentam apenas de outros animais. Por isso, são chamados de carnívoros. Outros -- os herbívoros -- comem somente plantas. Por fim, há os que comem de tudo: os onívoros.

Basta analisar os dentes de um animal para saber do que ele se alimenta. Isso porque os dentes são adaptados ao tipo de alimentação. Os carnívoros, por exemplo, têm dentes pontudos, enquanto os dentes dos herbívoros são planos.

Quando encontramos um dinossauro que tem dente de herbívoro, sabemos que ele comia plantas. Mas... que plantas? Pode ser qualquer uma, certo? Não necessariamente! A partir da paleobotânica, é possível saber quais plantas viviam na mesma época dos dinossauros. Ou quais eram encontradas junto ou próximo a certas espécies desses animais! Assim, os cientistas podem eliminar as plantas que, com certeza, não poderiam fazer parte da dieta dos dinossauros e trabalhar apenas com as mais prováveis.

Quer um exemplo? Sabe-se que os dinossauros que viveram entre aproximadamente 195 milhões de anos e 140 milhões de anos atrás não comiam plantas com flores pelo simples fato de que, neste período, não existiam plantas com flores! Elas apareceram apenas entre 136 milhões de anos e 65 milhões de anos atrás. Da mesma forma, sabe-se que plantas do extinto grupo das progimnospermas não faziam parte da dieta dos dinossauros. Adivinhe por quê! Os dinossauros não existiam no período em que as progimnospermas viveram.

A paleobotânica não é a única ferramenta que pode trazer informações sobre os ambientes do passado. No entanto, sem ela, seria impossível imaginar dinossauros ou qualquer outro animal -- terrestre, principalmente -- em um lugar que não fosse o deserto. Afinal, assim seria o mundo sem as plantas, as bactérias, os fungos etc.

Carlos Eduardo Lucas Vieira,
Programa de Pós-graduação em Geociências,
Universidade Federal do Rio Grande do Sul