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O contexto ambiental da adaptação

Já falamos muitas vezes sobre como as espécies evoluem em resposta a algum tipo de pressão ambiental, o que favorece (ou desfavorece) certos traços dentro daquela espécie. Com o passar do tempo, isto provoca mudanças nas frequências das características das espécies e altera o fenótipo médio geral daquela espécie (às vezes lentamente, às vezes rapidamente).

Embora geralmente falemos do ambiente em termos de condições abióticas como temperatura ou clima, os factores bióticos são igualmente importantes: ou seja, as partes do ambiente que também estão vivas. Devido a isso, as mudanças em uma espécie podem ter repercussões profundas em outras espécies ligadas dentro do ecossistema. Assim, a evolução de uma espécie está intrinsecamente ligada à evolução de outras espécies relevantes dentro do ecossistema: muitas vezes, estes caminhos evolutivos ligados lutam entre si à medida que cada um deles muda. Vejamos alguns exemplos diferentes de como a evolução de uma espécie pode impactar a evolução de outra.

Predador-presa coevolução

Uma das formas mais óbvias de como a evolução de duas espécies diferentes pode interagir é nas relações predador e presa. Naturalmente, as espécies de presas evoluem para serem capazes de se defenderem dos predadores de várias maneiras, tais como cripsia (por exemplo, camuflagem), toxicidade ou mudanças de comportamento (como o nocturno ou o pastoreio em grupo). Ao contrário, os predadores irão desenvolver novos e melhores métodos para detectar e caçar presas, tais como o aumento dos sentidos, veneno e furor (através de pés macios, por exemplo).

Existem milhões de exemplos possíveis de coevolução de predadores-presa que poderiam ser usados como exemplos aqui, com base no impulso contínuo para que uma espécie tenha vantagem sobre a outra. Mas um que me vem à mente é de uma criatura que aprendi durante as férias na Escandinávia: o marten de pinheiro, e como ele afeta os esquilos.

Esta foto é uma que tirei durante uma pausa para almoço em uma padaria nas montanhas norueguesas, de uma pequena criatura correndo entre as rochas à beira dos lagos. Não sei exatamente que espécie era, perguntei ao diretor do tour que me disse com entusiasmo que era uma marta de pinheiro. Depois de pesquisar um pouco sobre elas (e tentar descobrir qual é a diferença entre uma marta de pinheiro, uma estopa e uma doninha), descobri que na verdade é mais provável que seja uma estopa do que uma marta de pinheiro, com base no tamanho e na cor. Mas as martas de pinheiro ainda são uma espécie intrigante por direito próprio (e também encontrada na Noruega, portanto a confusão é compreensível).

A marta de pinheiro é uma espécie da família das mustelídeas, juntamente com lontras, doninhas, estofados e lobinhos. Como muitos mustelídeos, eles são mamíferos carnívoros que se alimentam de uma variedade de presas diferentes como roedores, pequenos pássaros e insetos. Uma das espécies mais abundantes de presas são os esquilos: tanto os esquilos vermelhos como os cinzentos são alimento potencial para a gira mas selvagem marta do pinheiro.

No entanto, dentro da distribuição dos martens do pinheiro (em grande parte da Europa), os esquilos vermelhos são as espécies nativas e os esquilos cinzentos são invasivos, originários da América do Norte. Devido à relação duradoura entre os esquilos vermelhos e os martens de pinheiro, eles co-evolveram-se: sobretudo, pelos esquilos vermelhos mudando para um estilo de vida maioritariamente arbóreo e evitando o solo tanto quanto possível. Os esquilos cinzentos, porém, não tiveram a história evolutiva para aprender esta lição e são alimento fácil para uma marta de pinheiro inteligente. Assim, em regiões onde os martens de pinheiro foram conservados ou reintroduzidos, eles estão controlando ativamente a invasiva população de esquilos cinzentos, o que por sua vez aumenta a população de esquilos vermelhos nativos através da redução da competição. A ligação coevolutiva entre os esquilos vermelhos e os martens de pinheiro é crítica para combater a espécie invasora.

A relação entre a abundância de martens de pinheiro e a abundância de esquilos vermelhos (nativos) e cinzentos (invasivos). À esquerda, sem martens de pinheiro, as espécies invasoras correm de forma galopante, ultrapassando as espécies nativas. No entanto, à medida que os martens de pinheiro aumentam no ecossistema, os esquilos cinzentos são predados em muito mais do que os esquilos vermelhos devido à sua ingenuidade, levando ao equilíbrio ‘natural’ à direita.
Um diagrama de como a abundância de esquilos muda em relação ao número de martens de pinheiro. Os esquilos cinzentos invasivos são significativamente esgotados pela presença de martas de pinheiro, o que por sua vez permite que os esquilos vermelhos nativos aumentem em tamanho de população após serem libertados da competição.

Coevolução do hospedeiro-parasita

Em uma veia semelhante à coevolução de predadores e presas, as espécies patogênicas e seus infelizes hospedeiros também sofrem uma espécie de ‘corrida armamentista’. Os parasitas devem continuar a desenvolver novas formas de infectar e transmitir aos hospedeiros à medida que os hospedeiros desenvolvem novos métodos para resistir e evitar a espécie infectante. Esta batalha espiral de forças evolucionárias é apelidada de “hipótese da Rainha Vermelha”, formulada em 1973 por Leigh Van Valen e usada para descrever muitas outras formas de coevolução. O nome vem de Lewis Carroll’s Through the Looking Glass, e uma citação em particular:

‘Agora, aqui, você vê, é preciso toda a corrida que você pode fazer, para se manter no mesmo lugar’.

A citação faz referência a como as espécies devem se adaptar continuamente e responder à evolução de outras espécies apenas manter a existência e evitar a extinção. Espécies que permanecem estáticas e param de evoluir irão inevitavelmente extinguir-se à medida que o mundo à sua volta muda.

Mimicry

Existem muitos outros estranhos e únicos mecanismos de coevolução dentro da natureza. Um deles é a mímica, o processo pelo qual uma espécie tenta parecer-se com outra para se proteger. O grupo mais icônico conhecido por isso é o das borboletas: muitas espécies, embora evolutivamente muito diferentes, compartilham padrões de coloração e formas corporais semelhantes como mímicas. Dependendo da natureza da cópia, a mímica pode ser classificada em duas grandes categorias. Em ambos os casos, a espécie ‘de referência’ inicial é tóxica ou não agradável aos predadores e utiliza um tipo de sinal de cor para comunicar isto: pense nas cores amarelas vivas das abelhas e das vespas ou no vermelho das joaninhas. Onde as duas categorias mudam é na natureza da espécie ‘mímica’.

Mímica Müllerian

Se a mímica também é tóxica ou desagradável, chamamos a isto mímica Müllerian (depois de Johann Friedrich Theodor Müller). Partilhando os mesmos padrões de coloração e sendo ambas tóxicas, as duas espécies mímicas aumentam o potencial para que o sinal seja aprendido pelos predadores. Se um predador comer qualquer uma das espécies, irá associar esse padrão de cor com a toxicidade e nenhuma das espécies é tão susceptível de ser presa no futuro. Neste sentido, é uma relação coevolucionária cooperativa entre as duas espécies fisicamente semelhantes.

Um exemplo (algo familiar) de mímica Müllerian com duas espécies de borboletas, o monarca e o vice-rei. Embora isto tenha sido tradicionalmente pensado como um caso de mímica batesiana (ver abaixo), a toxicidade de ambas as espécies provavelmente faz com que seja um cenário de mímica Mülleriana. Como ambas as borboletas compartilham o mesmo padrão e ambas são tóxicas, isso envia um forte sinal para predadores como vespas para evitá-los.

Mímica batesiana

Em contraste, a mímica pode não ser na verdade tóxica ou intragável, e simplesmente copiar uma espécie tóxica. Isto é referido como mímica Batesiana (depois de Henry Walter Bates), e envolve uma espécie mímica que depende da associação de cor e toxicidade para ter sido aprendida pelos predadores através da espécie ‘de referência’. Embora a mímica não seja tóxica, é essencialmente um apoio ao árduo trabalho evolutivo que já foi feito pelas espécies realmente tóxicas. Neste caso, a relação de co-evolução é mais parasitária, pois a mímica se beneficia da ‘referência’, mas o favor não é devolvido.

Um exemplo de mímica batesiana, com moscas voadoras e vespas. As moscas voadoras não são de todo tóxicas, e são geralmente inofensivas; no entanto, ao imitarem os sistemas de aviso amarelo claro e brilhante de espécies mais perigosas como vespas e abelhas, evitam ser comidas por predadores como as aves.

Coevolução das espécies e a importância das interacções entre espécies

Existem inúmeras outras interacções entre espécies que poderiam conduzir a relações coevolutivas na natureza. Estas podem incluir várias formas de simbiose, ou a resposta de diferentes espécies aos engenheiros de ecossistemas: ou seja, espécies que podem mudar e moldar o ambiente à sua volta (como os corais nos sistemas de recife). Compreender como uma espécie evolui dentro do seu ambiente precisa, portanto, considerar quantas outras espécies locais também estão evoluindo e respondendo de suas próprias maneiras.

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