Flor silvestre na Califórnia sobrevive a seca “insuperável” e intriga

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Durante a pior seca dos últimos 1.200 anos na Califórnia, algumas populações de flores silvestres desafiaram as probabilidades e sobreviveram à provação. Pesquisadores afirmam acreditar que essas flores se basearam em um tipo de evolução genética acelerada — a primeira vez que tal fenômeno foi documentado na natureza.A seca ocorreu entre 2012 e 2015 e matou mais de 100 milhões de árvores. Foi um período particularmente brutal durante uma megaseca em curso que começou em 2000 e que foi agravada pelas mudanças climáticas. Embora a seca tenha matado plantas normalmente resistentes à seca, a flor-de-macaco-escarlate, uma flor silvestre vermelha brilhante que prospera em áreas úmidas e ao longo de leitos de riachos e nascentes, mostrou uma resiliência notável.Uma equipe de pesquisadores passou oito anos estudando 55 populações da flor silvestre, cujo nome científico é Mimulus cardinalis, monitorando seu número na natureza e sequenciando os genomas das flores para revelar mudanças genéticas. Leia Mais Uma trepadeira na Ásia desafia as regras da evolução e intriga cientistas Aumenta lista de animais que desapareceram da Terra; veja relação Gigantes elefantes fantasmas da Angola se esconderam dos humanos “Conseguimos demonstrar que essas populações em toda a Califórnia estavam diminuindo devido a essa seca extrema, e encontramos evidências de uma rápida evolução em todo o genoma”, disse Daniel Anstett, professor assistente da Escola de Ciências Integrativas de Plantas da Universidade Cornell e primeiro autor de um estudo sobre as descobertas, publicado na quinta-feira na revista Science. “E então conseguimos relacionar uma métrica dessa evolução à capacidade dessas populações de se recuperarem e não entrarem em extinção.”Embora a espécie como um todo não estivesse em risco de extinção, as populações individuais de flores provavelmente estavam, sofrendo declínios de até 90% em comparação com os tamanhos populacionais máximos. Segundo Anstett, essas populações levaram cerca de dois a três anos para se recuperar.Um riacho na Califórnia é povoado por flores-macaco, que foram estudadas em uma pesquisa recém-publicada • Daniel AnstettEssa rápida recuperação é um processo que os biólogos chamam de resgate evolutivo, que ocorre quando uma espécie consegue se recuperar da ameaça de extinção causada por um fator externo, como uma seca, explicou Anstett. “O resgate evolutivo acontece quando os poucos indivíduos restantes têm a composição genética adequada para se saírem melhor do que os que morreram, então eles prosperam nessas novas condições, e assim a população se afasta gradualmente da extinção”, disse ele.O resgate evolutivo foi demonstrado em ambientes de laboratório, mas os pesquisadores só tinham observações parciais dele na natureza até então: na resistência ao câncer em diabos-da-tasmânia e na adaptação à poluição em peixes-do-fundo. No entanto, esses estudos não forneceram evidências completas de que o processo estava ocorrendo.Este estudo, disse Anstett, oferece evidências rigorosas de que a evolução ocorreu e levou a uma recuperação demográfica. “Tínhamos muitas informações sobre a demografia e os genes das flores silvestres, o que forneceu informações mais sólidas de que, em última análise, o resgate evolutivo estava acontecendo.”Um ótimo indicador de secaA flor-macaco-escarlate é uma erva perene, o que significa que rebrota a cada estação a partir das mesmas raízes. É polinizada por beija-flores e pode crescer até 90 centímetros de altura e 90 centímetros de largura.“Essa planta é encontrada em riachos na Califórnia, Baja California e no sul do Oregon, que geralmente são pequenos córregos com fluxo sazonal de água que atravessam o habitat”, disse Anstett. “Ela realmente precisa dessa água corrente para completar seu ciclo de vida e conseguir crescer até produzir sementes, sendo, portanto, um ótimo indicador de seca.”Quando chega uma seca, explicou Anstett, a água para de fluir, então a planta tem duas opções: crescer rapidamente e produzir flores e sementes antes que a seca se instale de vez — ou crescer muito mais lentamente e talvez sobreviver por mais um ano. Esta última estratégia foi a utilizada pelas flores silvestres.“O que observamos foi que as plantas, na verdade, estavam se desenvolvendo mais lentamente e se adaptando melhor, vivendo mais tempo e crescendo menos, o que é chamado de estratégia de evitação da seca”, disse Anstett.Para entender o processo, os pesquisadores monitoraram as populações de flores silvestres em 19 locais, que eram visitados anualmente para avaliar se as plantas sobreviviam ou morriam. Em seguida, coletaram sementes das plantas, cultivaram-nas em laboratório e trituraram as folhas das plantas cultivadas para extrair o DNA.Um pesquisador trabalha em um dos locais selecionados para o estudo • Amy AngertO DNA foi então usado para sequenciar o genoma da planta — suas instruções genéticas. “Conseguimos observar essa rápida evolução em sete anos”, disse Anstett, acrescentando que as mutações genéticas que a planta utilizou para se tornar resistente à seca não eram novas, mas provavelmente se desenvolveram há muito tempo. As plantas que carregavam essas características de resistência à seca conseguiram sobreviver e transmitir essas mutações através das sementes.A próxima etapa do estudo, que segundo Anstett poderá eventualmente se estender por 30 ou 40 anos, é verificar se essas mutações que permitiram às plantas sobreviver à megasseca continuarão sendo benéficas ou prejudiciais às plantas caso a seca termine.Mais evidências de resgate evolutivo não tornam a seca ou as mudanças climáticas menos preocupantes, mas sugerem que pode haver mais plantas ou animais capazes de demonstrar resiliência sob condições extremas. Para que isso aconteça, a diversidade genética é fundamental, o que significa que os esforços de conservação para manter as populações de plantas o mais dispersas possível continuam sendo cruciais.As plantas de flor-de-macaco foram cultivadas em laboratório a partir de sementes coletadas na natureza • Daniel Anstett“A quantidade de variação genética pode ser crucial para essa adaptação”, disse Anstett. “Isso é uma dica para os biólogos da conservação: tentem melhorar a quantidade de variação genética e a conectividade entre os habitats para que os organismos sejam capazes de se tornarem mais resilientes a uma série de fatores de estresse.”Veja animais com características únicas na natureza Trocar imagemTrocar imagem 1 de 16 Parente do demônio da Tasmânia, o quoll do norte é um pequeno marsupial carnívoro que é objeto de um mistério biológico. Os machos são tão loucos por sexo que morrem de exaustão depois de uma maratona de acasalamento • Pixabay Trocar imagemTrocar imagem 2 de 16 Conhecido como “primo do canguru”, o vombate-de-nariz-pelado, ou vombate-comum, chama a atenção no mundo animal por um aspecto curioso: fezes em forma de cubos ou blocos • Jamie La/Moment RF/Getty Images/File via CNN Newsource Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 3 de 16 Dasyurus viverrinus, marsupial que vive nas florestas da Tasmânia, consegue brilhar no escuro • Prêmio de Fotografia Científica Beaker Street/Ben Alldridge Trocar imagemTrocar imagem Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 4 de 16 Muitas corujas-das-torres têm a parte inferior branca, uma característica que os pesquisadores sugerem que poderia permitir que as aves imitassem efetivamente a Lua, como uma forma de camuflagem antes de surpreender a presa • Juanjo Negro via CNN Newsource Trocar imagemTrocar imagem 5 de 16 Colêmbolo globular, um tipo de inseto que consegue dar cambalhotas para trás no ar, girando mais de 60 vezes a altura do seu corpo em um piscar de olhos. Eles podem atingir uma taxa máxima de 368 rotações por segundo • Adrian Smith Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 6 de 16 Pássaros canoros do gênero Junco-de-olhos-escuros mudaram o tamanho dos bicos durante o período da pandemia de Covid nos Estados Unidos por conta da mudança da oferta de alimento em um campus da Universidade da Califórnia • Sierra Glassman Trocar imagemTrocar imagem Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 7 de 16 Ácaros (batizados de Araneothrombium brasiliensis) parasitam aranhas e formam um colar de larvas para sugar fluídos. Descoberta brasileira envolveu pesquisadores do Instituto Butantan • Ricardo Bassini-Silva /Instituto Butantan Trocar imagemTrocar imagem 8 de 16 Veronika, uma vaca da raça Swiss Brown, vive em uma fazenda na pequena cidade austríaca de Nötsch im Gailtal. Ela surpreendeu cientistas ao demonstrar inteligência e usar ferramentas para se coçar • Antonio J. Osuna Mascaró Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 9 de 16 Nas águas geladas da Baía de Bristol, no Alasca, um novo estudo revela como uma pequena população de baleias beluga sobrevive ao longo do tempo por meio de uma estratégia surpreendente: elas acasalam com múltiplos parceiros ao longo de vários anos • OCEONOGRAFIC DE VALENCIA HANDOUT / REUTERS Trocar imagemTrocar imagem Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 10 de 16 Imagens feitas por pesquisador da UFSC mostram fungo parasita que controla aranhas na Amazônia e lembram o cordyceps de The Last of Us • Elisandro Ricardo Drechsler-Santos Trocar imagemTrocar imagem 11 de 16 Cientistas registraram uma rara água-viva fantasma gigante (Stygiomedusa gigantea) durante uma expedição científica em ecossistemas de águas profundas ao longo de toda a costa da Argentina. O avistamento foi divulgado pelo Instituto Oceanográfico Schmidt. O sino do animal pode atingir até um metro de diâmetro, enquanto seus quatro braços podem chegar a até 10 metros de comprimento. • Reuters Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 12 de 16 As crianças adoram brincar de faz-de-conta, organizando festas de chá imaginárias, educando turmas de ursinhos de pelúcia ou administrando seus próprios mercadinhos. Agora, um novo estudo sugere que essa brincadeira de faz-de-conta não é um talento exclusivamente humano, mas uma habilidade que os grandes símios também possuem, como o bonobo • Iniciativa dos Macacos Trocar imagemTrocar imagem Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 13 de 16 Cientistas identificaram um novo tipo de célula visual em peixes de águas profundas que combina a forma e a estrutura dos bastonetes com a maquinaria molecular e os genes dos cones. Esse tipo híbrido de célula, adaptado para ambientes de pouca luz, foi encontrado em larvas de três espécies no Mar Vermelho. As espécies estudadas foram: o peixe-machado (Maurolicus mucronatus), o peixe-luz (Vinciguerria mabahiss) e o peixe-lanterna (Benthosema pterotum) • Wen-Sung Chung/Divulgação/Reuters Trocar imagemTrocar imagem 14 de 16 Chimpanzés selvagens em Uganda forneceram novo suporte à hipótese do "macaco bêbado" - a ideia de que os primatas são expostos há muito tempo a baixos níveis de álcool em frutas fermentadas, e podem até ser atraídos por eles - depois que testes de urina revelaram que a maioria das amostras continha um marcador metabólico direto de etanol, relataram pesquisadores em um novo estudo. • Reprodução Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 15 de 16 Estudo do Massachusetts Institute of Technology (MIT) aponta que os primeiros animais da Terra provavelmente eram ancestrais das esponjas marinhas. A pesquisa identificou “fósseis químicos” preservados em rochas com mais de 541 milhões de anos • Shutterstock Trocar imagemTrocar imagem Trocar imagemTrocar imagemTrocar imagem 16 de 16 Predominantemente noturnos e incrivelmente esquivos, os elefantes-fantasma movem-se furtivamente pelas terras altas acidentadas de Angola. Eles evitam os humanos, tornando cada avistamento — e cada imagem capturada por armadilha fotográfica • Kerllen Costa e Antonio Luhoke visualização default visualização full visualização grid‘Um verdadeiro avanço’Demonstrar que o resgate evolutivo ocorre na natureza e identificar os genes específicos responsáveis ​​por isso tem sido um dos principais objetivos pendentes na biologia evolutiva e da conservação, afirmou David Field, professor associado de biociências aplicadas da Universidade Macquarie, na Austrália, em um e-mail. Field não participou do novo estudo.“Os pesquisadores utilizaram um experimento elegante para demonstrar que o resgate evolutivo de fato ocorre na natureza durante nossa vida”, escreveu ele em um e-mail, acrescentando que o estudo fornece uma demonstração importante das possibilidades de usar experimentos semelhantes para auxiliar os esforços de conservação de espécies ameaçadas de extinção em todo o mundo.A flor-macaco-escarlate, ou Mimulus cardinalis, também é conhecida como Erythranthe cardinalis, após uma reclassificação botânica da espécie • Seema ShethOutros pesquisadores que também não participaram da pesquisa expressaram opiniões igualmente positivas: “Este é um estudo muito importante”, disse Diane Campbell, professora emérita de ecologia e biologia evolutiva da Universidade da Califórnia, Irvine, em um e-mail. “Ele fornece evidências excepcionalmente fortes de que um processo conhecido principalmente pela teoria pode ajudar as populações de plantas silvestres a se recuperarem das secas crescentes previstas pelas mudanças climáticas em áreas de clima mediterrâneo.”Uma das principais questões que preocupam os botânicos é se as plantas conseguirão evoluir a tempo de sobreviver às secas extremas que, segundo as previsões, irão piorar com as mudanças climáticas, afirmou Isaac Lichter Marck, pesquisador botânico da Academia de Ciências da Califórnia. “Quando confrontados com secas extremas, os animais podem se deslocar, se adaptar ou morrer — mas as flores silvestres estão enraizadas no mesmo lugar, o que lhes deixa uma lista muito mais curta: adaptar-se ou morrer”, escreveu ele em um e-mail.O estudo é um modelo crucial para usar a genômica na previsão de quais espécies de flores silvestres são vulneráveis ​​à extinção como resultado das mudanças climáticas, continuou ele. Mas também levanta outras preocupações: “Pressões como a perda de habitat e espécies invasoras estão corroendo a variação genética na natureza. Como esta pesquisa mostra, a perda de variação genética pode agravar ainda mais as ameaças já alarmantes das mudanças climáticas.”Jeff Diez, professor associado do departamento de biologia da Universidade de Oregon, afirmou em um e-mail que a pesquisa representa um verdadeiro avanço e se destaca por sua abrangência. “O que é preocupante é que foi necessário um esforço extraordinário para demonstrar isso em uma única espécie”, acrescentou.“Se quisermos entender como comunidades inteiras de espécies que interagem responderão às mudanças climáticas, precisamos avaliar o potencial evolutivo em um número muito maior de espécies, e certamente haverá uma enorme variação em relação a quais espécies podem evoluir com rapidez suficiente.”Em suma, concluiu ele, o estudo contém a mensagem genuinamente esperançosa de que algumas plantas silvestres podem evoluir rápido o suficiente para sobreviver às mudanças climáticas. “Mas também traz consigo um lembrete humilhante de quanto ainda desconhecemos.”