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Estudo em Galápagos descobre que novas espécies podem se desenvolver em apenas duas gerações

Cruzamento de espécies diferentes de aves do arquipélago ainda gerou prole fértil

P. R. Grant
Pássaro da linhagem Big Bird.
A chegada de um pássaro estranho a uma ilha remota no arquipélago de Galápagos há 36 anos forneceu evidências genéticas de uma nova forma pela qual novas espécies surgem.

Na edição desta semana da revista Science, pesquisadores da Universidade de Princeton e da Universidade Uppsala, na Suécia, relataram que o novo pássaro, pertencente a uma das espécies, se acasalou com um membro de outra espécie residente da ilha, dando origem a uma nova espécie que hoje é composta por cerca de 30 indivíduos.

O estudo vem de trabalhos conduzidos com tentilhões de Darwin, que vivem nas Ilhas Galápagos, no Oceano Pacífico. A localização remota permitiu que pesquisadores estudassem a evolução da biodiversidade devido à seleção natural.

A observação direta da origem dessa nova espécie ocorreu durante trabalhos de campo feitos durante as últimas quatro décadas por B. Rosemary e Peter Grant, dois cientistas de Princeton, na pequena ilha de Daphne Major.

“A novidade deste estudo é que podemos acompanhar o surgimento de novas espécies na natureza”, disse B. Rosemary Grant, bióloga pesquisadora sênior emérita e bióloga sênior do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva. “Através do nosso trabalho em Daphne Major, conseguimos observar o cruzamento de dois pássaros de espécies diferentes e, então, acompanhar o que aconteceu para ver como a especiação ocorria.”

Em 1981, um estudante de pós-graduação que trabalhava com os Grants em Daphne Major notou o recém-chegado: um pássaro macho que cantava uma canção incomum e tinha um corpo e um bico muito maiores do que as três espécies de pássaros residentes na ilha.

“Não o vimos voar vindo por cima do mar, mas o percebemos logo que chegou. Ele era tão diferente dos outros pássaros que sabíamos que não havia vindo de um ovo em Daphne Major”, disse Peter Grant, professor emérito de zoologia e também de ecologia e biologia evolutiva.

Os pesquisadores pegaram uma amostra de sangue e soltaram o pássaro, que mais tarde acasalou com um tentilhão terrestre médio da espécie Geopiz fortis, iniciando uma nova linhagem. Os Grant e sua equipe de pesquisa acompanharam a nova “linhagem Big Bird” por seis gerações, tirando amostras de sangue para usar em análises genéticas.

No atual estudo, pesquisadores da Universidade Uppsala analisaram DNA coletado das aves pais e sua prole ao longo dos anos. Eles descobriram que o pai macho original era um tentilhão-de-cacto grande da espécie Geospiza conirostis da ilha Española, que fica a mais de 100 quilômetros a sudeste no Arquipélago.

A notável distância significava que o tentilhão macho não conseguiu voltar para casa para acasalar com um membro de sua própria espécie e, então, escolheu um par de uma das três espécies em Daphne Major. Esse isolamento reprodutivo é considerado um passo crítico no desenvolvimento de uma nova espécie quando duas espécies separadas se cruzam.

A prole também estava isolada reprodutivamente, pois seu canto, o qual é utilizado para atrair parceiros, eram incomum e não conseguia atrair fêmeas das espécies residentes. A prole também diferia das no tamanho e no formato do bico, que é algo importante na escolha de um parceiro. Como resultado, cruzaram com membros de sua própria linhagem, fortalecendo o desenvolvimento de novas espécies.

Anteriormente, pesquisadores haviam assumido que a formação de uma nova espécie levava muito tempo; mas, na linhagem Big Bird, isso aconteceu em apenas duas gerações, de acordo com observações feitas em campo pelos Grant, juntamente dos estudos genéticos.

Todas as espécies de tentilhões de Darwin derivaram de uma única espécie ancestral que colonizou Galápagos cerca de um a dois milhões de anos atrás. Desde então, eles se diversificaram em várias espécies, e mudanças no formato e tamanho do bico permitiram que espécies diferentes utilizassem fontes diferentes de comida em Galápagos. Um requisito crítico para que a especiação através de hibridação de duas espécies distintas aconteça é que a nova linhagem deve ser ecologicamente competitiva - isto é, ser boa ao competir com as outras espécies por comida e outros recursos -, que foi o caso da linhagem Big Bird.

“É muito impressionante que, quando comparamos o tamanho e o formato dos bicos da linhagem Big Bird com a morfologia daqueles de outras espécies habitantes de Daphne Major, os Big Birds ocupam seu próprio nicho no espaço morfológico de bicos”, disse Sangeet Lamichhaney, pós-doutorando da Universidade Harvard e principal autor do estudo. “Assim, a combinação de variantes gênicas contribuiu para que as duas espécies cruzadas, juntamente com a seleção natural, levassem para a evolução de uma morfologia de bico competitiva e única.”

A definição de espécie tradicionalmente incluiu a incapacidade de produzir prole completamente fértil a partir de espécies intercruzadas - como é o caso entre cavalos e burros, por exemplo. No entanto, recentemente ficou claro que algumas espécies estreitamente relacionadas, as quais normalmente evitam cruzar umas com as outras, de fato produzem uma prole que pode passar genes para as gerações subsequentes. Os autores do estudo relataram anteriormente que houve uma quantidade considerável de fluxo de genes entre as espécies de tentilhões de Darwin nos últimos muitos milhares de anos.

Um dos aspectos mais marcantes desse estudo é que a hibridação entre duas espécies distintas levou ao desenvolvimento de uma nova linhagem que, após apenas duas gerações, se comportou como qualquer outra espécie de tentilhões de Darwin, explicou Leif Andersson, professor da Universidade Uppsala, que também é afiliado à Universidade Sueca de Ciências Agrícolas e à Universidade A&M do Texas. "Um naturalista que viesse a Daphne Major sem saber que essa linhagem surgiu muito recentemente teria a reconhecido como uma das quatro espécies da ilha. Isso demonstra com clareza o valor dos estudos de campo de longa duração", ele disse.

É provável que novas linhagens como a Big Bird tenham se originado diversas vezes durante a evolução dos tentilhões de Darwin, de acordo com os autores. A maioria dessas linhagens foi extinta, mas algumas podem ter levado à evolução das espécies contemporâneas. "Não temos nenhuma indicação da sobrevivência a longo prazo da linhagem Big Bird, mas ela tem potencial para se tornar um sucesso e fornece um bonito exemplo de uma maneira pela qual acontece a especiação", disse Andersson. "Charles Darwin teria ficado empolgado para ler esse artigo."

Universidade de Princeton
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