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Reportagem

Quando a primavera chega mais cedo

À medida que as temperaturas sobem mais cedo na primavera, espécies interdependentes em muitos ecossistemas estão se desviando perigosamente do sincronismo

Daniel Grossman
Wolfgang Kaehler Corbis
Alastair Fitter e seu pai, Richard, documentaram que as datas da primeira floração de centenas de plantas na Inglaterra mudaram nos últimos anos. Muitas delas agora florescem significativamente mais cedo, mas umas poucas, como esta budléia (Buddleja davidii), estão atrasadas
O Fitter pai, Richard, hoje com 90 anos, é um renomado naturalista, que escreveu quase três dúzias de livros sobre flores, pássaros e tópicos relacionados a esses temas. Como hobby, Richard anotava a data do primeiro florescimento de centenas de espécies vegetais, a chegada de aves na primavera, as datas de partida das borboletas ao final do verão e outros sinais da passagem das estações. Richard, que insiste ser simplesmente “um inveterado fazedor de listas”, nunca pensou que os registros pudessem servir para fins científicos.

Alastair tornou-se um naturalista e professor de ecologia da University of New York. As notas de seu pai, ele compreendeu depois, eram um dos poucos casos em que um único observador havia sistematicamente registrado os detalhes temporais de tantas espécies em um único lugar por tanto tempo. Assim, em 2001, quando seu pai mudou-se de casa, Alastair decidiu dar uma espiada mais cuidadosa nos escritos. Àquela altura, cientistas que pesquisam o clima haviam confirmado que a Terra está se aquecendo a uma velocidade surpreendente. A temperatura de superfície do planeta subiu cerca de 0,6 grau Celsius nos últimos 100 anos. Os anos 90 foram a década mais quente de que se tem registro. Ele avaliou que os dados de seu pai poderiam confirmar, pela vida vegetal, o que os pesquisadores mostram com seus termômetros.

O que Alastair descobriu o espantou. Uma análise dos registros feitos no início dos anos 90 não mostrava um padrão consistente. Mas, comparando datas de floração dos anos 90 com as das quatro décadas anteriores, ele verificou que 385 plantas estavam florescendo 4,5 dias mais cedo na média. Um subgrupo menor, 60 espécies ao todo, florescia na média duas semanas inteiras mais cedo, uma mudança espantosa para uma única década. Isto mostra, pelo menos nas vizinhanças de Oxford, Inglaterra, que “a mudança climática está acontecendo de forma abrupta”, diz Richard Fitter.

A pesquisa, que os Fitter publicaram conjuntamente na revista Science, em 2002, foi apenas um dos mais surpreendentes entre os estudos que mostravam rápidas alterações nos padrões vitais de plantas e animais no mundo. Também em 2002 o Painel Intergovernamental sobre Mudança Climática (IPCC) publicou uma resenha sobre esse tópico, com base em 2.500 trabalhos. Parte desses artigos referia-se à relação entre espécies e temperatura durante os últimos 20 anos. Dentre os mais de 500 anfíbios, aves, plantas e organismos estudados, 80% haviam mudado seu cronograma de reprodução ou migração, a duração da estação de cultivo e o tamanho ou a distribuição da população em conseqüência de temperaturas mais elevadas. Os autores concluíram que “houve um impacto inequívoco de mudança climática regional, em particular de aumentos de temperatura, nos sistemas biológicos no século 20”.
Daniel Grossman
REGISTRO DE CRESCIMENTO dos pardais grandes (great tits), repetidos milhares de vezes por estação, feitos por Marcel Visser e sua equipe, esclarecem as reações do ecossistema local à mudança climática. A pesquisa, iniciada em 1955 a fim de ajudar a compreender a dinâmica populacional das espécies, tornou-se um dos melhores exemplos de como a mudança climática pode desacoplar os elos de uma cadeia alimentar
Como no estudo de Fitter, a maioria dos estudos revistos pelo IPCC não investigou se as mudanças foram, ou serão, prejudiciais, mas Alastair Fitter acredita que efeitos adversos são inevitáveis.

Um pequeno grupo de estudos assumiu o desafio de analisar se o aquecimento global tem efeito adverso sobre as relações entre plantas e animais nos ecossistemas. Esta pesquisa está demonstrando que, em alguns casos, temperaturas em elevação estão degradando os elos das cadeias alimentares e a adaptabilidade de algumas criaturas para continuar a viver em seu hábitat. Em pelo menos um exemplo, um pesquisador prediz que o aquecimento global deverá extinguir uma espécie de uma região inteira dentro de 15 anos. Embora os dados ainda sejam insuficientes para evidenciar que muitos ecossistemas já estão desmoronando, as descobertas apontam para uma direção perturbadora.

O Pássaro e o Verme
Num pequeno escritório no Netherlands Institute of Ecology, perto de Amsterdã, Marcel Visser engatinha debaixo de uma mesa. Visser é o chefe do departamento de biologia de população animal do instituto. Nesse instante ele espreita um pássaro que entrou na sala por uma janela aberta. Mas, antes que o cientista possa agarrar o pássaro ou tocá-lo para fora, a ave amedrontada voa e escapa.

Coincidentemente, o intruso era representante de um grupo de estudo a longo prazo que Visser dirige. Quando os predecessores de Visser iniciaram a pesquisa, nos anos 50, visavam contribuir para a compreensão geral das populações de aves. Sob a liderança de Visser, no entanto, a pesquisa tornou-se uma das únicas no mundo a examinar os efeitos em cascata do aquecimento global sobre a cadeia alimentar.
Essas aves do De Hoge Veluwe National Park, uma grande área florestal perto do escritório de Visser, desempenham rituais anuais de acasalamento em abril e maio. Nessa mesma época, Visser executa seus próprios rituais primaveris monitorando as aves. O cientista e sua equipe registra as atividades e o estado de saúde de cada par reprodutor em cerca de 400 casinholas de madeira no parque. Numa manhã, em meados de maio passado, levando uma curta escada de alumínio nos ombros, o ornitólogo pedala pelas trilhas não pavimentadas do parque.

Depois de vários minutos, estaciona sua bicicleta junto a um ninho montado pouco mais de um metro acima do nível dos olhos, num carvalho esguio. Utilizando a escada, ele escala a árvore, instala uma armadilha de metal na caixa e aguarda a uma curta distância. Em instantes, a armadilha captura um dos dois adultos que se aninham na caixa. Visser cuidadosamente abre a tampa e remove o pássaro. Ele tem dorso cinzento, cabeça preta e branca e peito amarelo pálido, com uma faixa preta. Suavemente, o pesquisador trava a cabeça do pássaro entre seu indicador e dedo médio, faz algumas medições com uma régua e pesa o animal. Multiplicadas milhares de vezes a cada estação, estas estatísticas são matéria-prima vital para pesquisa de Visser. Ele e seus colegas visitam cada caixa semanalmente, exceto quando a chocagem (e, depois, a emplumação do filhote) aproxima-se. Então, as verificações são diárias.

O que Visser encontrou parece perfeitamente inocente: os pássaros botaram seus ovos quase na mesma data do ano passado, como o fizeram também em 85. Mas, no decorrer desse mesmo período, a temperatura de primavera subiu na área, especialmente em meados da estação (entre 16 de abril e 15 de maio), quando sofreu um aquecimento de 2° C. E, apesar de o cronograma dos pardais não ter mudado com este aquecimento, o das mariposas de lagartas – com as quais essas aves alimentam seus filhotes (junto com outras espécies menos abundantes) – mudou. O pico de abundância das lagartas chega 15 dias mais cedo, em comparação a 85. Então, ocorria quase precisamente quando os pardais chocavam. Agora, na época em que a maioria dos filhotes sai da casca, a estação das lagartas está terminando e o alimento é mais escasso. Somente os primeiros filhotes conseguem apanhar os vermes.

Nesta teia alimentar, não apenas os pássaros ou as lagartas estão fora de sincronia, ou “desacoplados”, como Visser prefere dizer. O cientista também examina mais abaixo, na cadeia alimentar, a relação entre a mariposa e seu alimento – folhas novas e tenras de carvalho. Para sobreviver, a lagarta precisa sair do casulo quando eclodem os brotos, quando as folhas de carvalho se abrem. Se o inseto nascer mais que cinco dias antes disso, morrerá de fome. Também morrerá se nascer mais de duas semanas depois, porque as folhas de carvalho tornam-se não comestíveis devido à infusão de tanino. Visser descobriu que, no parque Hoge Veluwe, a brotação do carvalho ocorre agora cerca de 10 dias antes que há 20 anos. As lagartas nascem 15 dias mais cedo, supercompensando em cinco dias a mudança dos carvalhos. As lagartas já estavam eclodindo vários dias antes da brotação em 85, portanto, hoje, devem esperar em média cerca de oito dias.
A pesquisa de Visser mostra que a população de mariposas de inverno em Hoge Veluwe está declinando. Mas, como esse número flutua de ano para ano, ele diz que ainda é cedo para provar a falta de sincronia. Pela mesma razão, a diferença entre a cronologia das mariposas e dos pássaros não teve ainda efeitos visíveis sobre o número de aves. Novamente, isto acontece porque as flutuações naturais de ano a ano, causadas por fatores diversos, são muito grandes. Entretanto, em um sistema onde o “cronograma é tudo”, observa Visser, o desacoplamento entre os elos da cadeia alimentar não pode continuar a crescer sem gerar conseqüências. “É apenas uma questão de tempo até vermos a população decrescer”, diz ele sobre os pássaros.

Segundo Visser, o mais preocupante em sua pesquisa não é que os pássaros em Hoge Veluwe possam estar no limiar do declínio, mas que esse declínio indique que muitas outras espécies estão em perigo. Suas descobertas sugerem vulnerabilidade a mudanças climáticas que são universais para todos os ecossistemas. Alguns cientistas dizem que estas debilidades são melhor entendidas usando-se um vocabulário inventado na década de 60 pelo biólogo David Cushing, ex-vice-diretor do Fisheries Laboratory, em Lowestoft, Inglaterra.

Ajuste e Desajuste
Ao tentar explicar variações de ano para ano nos estoques de bacalhau, Cushing pesquisou o zooplâncton, a presa das larvas de bacalhau. Demonstrou que os anos produtivos das larvas ocorriam quando os cronogramas do zooplâncton e seu alimento, o fitoplâncton, coincidiam. A este feliz estado de coisas, que leva a números elevados de larvas, ele chamou de ajuste. Um desajuste, em contraste, é quando o zooplâncton está fora de sincronia com seu alimento, levando a uma redução no número de larvas de bacalhau.

A hipótese conceitualmente simples do ajuste-desajuste está sendo aplicada por alguns pesquisadores para explicar o impacto do aquecimento global. A força dessa idéia vem em parte do fato de que um ajuste pode referir-se a diferentes tipos de relações. Por exemplo, ela pode descrever relações temporais entre predador e presa – como no caso dos pardais e lagartas – ou animal e planta, como no caso das lagartas e carvalhos. Mas pode ser aplicada às relações temporais entre diferentes plantas. Por exemplo, os Fitter descobriram que mudanças no tempo de floração das plantas não são uniformes para todas as espécies.
Alastair Fitter diz que esta discrepância significa, entre outras coisas, que a competição pela luz solar, nutrientes e água será alterada com “profundas conseqüências ecossistêmicas e evolucionárias”. Finalmente, o conceito ajuste-desajuste pode ser aplicado à relação entre animais ou plantas e seu ambiente físico.

Como os ajustes freqüentemente requerem sincronia entre espécies díspares, não chega a ser surpresa que a mudança climática crie desajustes. Algumas espécies são influenciadas por temperaturas médias, enquanto outras respondem apenas a extremos, como uma onda de frio.

Migradores que cobrem longas distâncias enfrentam desafios especiais. Eles podem precisar usar sinais de um hábitat para determinar quando partir. No caso de aves migradoras, a chegada ao local de reprodução no verão pode exigir um cronograma preciso de partida do local de invernagem. Mas os sinais do local de invernagem não mudarão necessariamente em sincronia com as alterações nas áreas de nidificação, especialmente se os locais de verão e inverno estiveram separados por milhares de quilômetros, como é o caso de muitas aves. Uma razão é que o clima não está mudando uniformemente em todo o globo. Comparados com as regiões temperadas, por exemplo, os trópicos estão se aquecendopouco ou nada. Os efeitos variados do aquecimento do El Niño e outros fenômenos climáticos do gênero confundem ainda mais o quadro. Além disso, como as temperaturas nos trópicos não estão fortemente correlacionadas às das regiões temperadas, muitas aves não usam sinais climáticos para decidir quando deixar os trópicos onde passam o inverno. Ao invés disso, regulam suas viagens pela duração do dia. Naturalmente, o aquecimento global não tem influência sobre a duração do dia. Portanto, essas aves correm perigo de chegar nas áreas temperadas de reprodução numa data que não faz mais sentido.

Christiaan Both, da Groningen University, na Holanda, diz que o papa-moscas litrado (pied flycatcher), que migra 5 mil km da África Ocidental tropical para Hoge Veluwe, parece estar sofrendo de um desajuste deste tipo, entre condições nos locais de nidificação e invernação. Como os pardais grandes (great tits), os papa-moscas alimentam seus filhotes com lagartas, que atingem pico de abundância 15 dias mais cedo que há 20 anos. Mas os papa-moscas estão chegando virtualmente na mesma data em que chegavam em 80. Em um artigo na Nature, em 2001, Both e Marcel Visser observam que a indicação dos papa-moscas para deixar a África é a duração do dia, o que explica porque seu tempo de chegada não se alterou.
John Conrad /Corbis
Em três décadas, a população de pingüins Adélia perto da base Palmer de pesquisa dos EUA , na Antártida, diminuiu 70%
Os pássaros têm compensado sua migração tardia encurtando o período de repouso depois que alcançam a Holanda. O intervalo entre a chegada e a reprodução encolheu 10 dias desde 80. Mas isso não é suficiente para produzir incubações em sincronia com o pico de lagartas. Hoje, apenas os primeiros papa-moscas têm filhotes saudáveis. Os restantes têm filhotes abaixo do peso ou não têm nenhum. As aves pararam de fazer ninhos em florestas onde a estação das lagartas ocorre mais cedo. Both diz que até agora o número de papa-moscas não parece ter diminuído, mas isso pode mudar se o aquecimento se mantiver, já que os pássaros provavelmente não podem reduzir mais o intervalo entre a chegada e o acasalamento. Both e Visser especulam que o mesmo mecanismo que afeta os papa-moscas listrados pode ser um dos fatores por trás do declínio no número de outros migradores europeus em anos recentes.

O Dilema dos Pingüins
Há diversos sinais de alarme, mas até agora poucos casos em que um desajuste causado pela mudança climática tenha realmente tido impacto sobre a população vegetal ou animal. No entanto, o biólogo William Fraser, da Montana State University, diz ter evidências de que a mudança do clima esteja causando a extinção dos pingüins de Adélia, que vivem na costa oeste da Península Antártica. Durante os últimos 30 anos, Fraser documentou um surpreendente declínio de 70% no número de pingüins de Adélia nidificando em certas ilhas nas vizinhanças da estação Palmer, uma das três bases de pesquisa dos Estados Unidos na Antártida. Ele acredita que a mudança climática esteja afetando as aves por um mecanismo anteriormente insuspeito, provando a dificuldade de se antecipar como a Natureza reagirá à elevação da temperatura.

A Península Antártica tem experimentado aquecimento maior que qualquer outro lugar na Terra. Nos últimos 50 anos, as temperaturas de inverno nesta parte da Antártida subiram quase 60 C. Ao contrário do esperado, o aquecimento tem aumentado a precipitação de neve. Isto acontece porque o gelo marinho, que forma um manto impermeável sobre o oceano, está decrescendo com a elevação da temperatura, permitindo que mais umidade escape para a atmosfera. Essa umidade cai na forma de neve. Fraser diz que as colônias que sofrem as piores perdas estão localizadas nas encostas voltadas para o sul das colinas, com áreas rochosas de nidificação. Ele descobriu que estas áreas sofrem também o maior impacto devido ao excesso de neve que cai ao longo da península. As faces voltadas para o Sul, abrigadas dos ventos prevalecentes nas tempestades de inverno desta região, são as últimas a derreter na primavera, porque acumulam bancos de neve no inverno e recebem relativamente pouco do calor solar (encostas Sul são mais ensolaradas no hemisfério norte; o oposto vale no hemisfério austral). Mas, segundo explicou Fraser durante entrevista na estação Palmer, os Adélias estão altamente condicionados “à ocorrência de circunstâncias dentro de uma cronologia precisa” e a neve extra está alterando essa cronologia.

Logo depois de chegarem a estas ilhas para a reprodução, em outubro, as aves precisam de solo nu para construir seus ninhos de pedregulhos. Se a neve não derrete a tempo, eles tentam nidificar sobre ela, mas isto não funciona. Quando a neve finalmente derrete, os ovos se encharcam de água, e “goram”. A precipitação real varia de ano para ano, mas no decorrer do tempo o aumento de neve tem gradualmente reduzido o número de novos membros acrescentados às colônias, que estão morrendo por desgaste. Fraser chama o dilema dos pingüins de “desajuste entre física e biologia”. Ele prediz que, à medida que continua o processo, uma parte maior de cada ilha será afetada, extirpando os Adélias da região em 15 anos. Diz ele que os Adélias são “indicadores extremamente sensíveis das perturbações induzidas pelo clima”, sugerindo que importantes mudanças podem estar à espreita noutras partes. Eles são “uma peça a mais da evidência de que o planeta está mudando”.
Galen Rowell/Corbis
Temperaturas em ascensão na costa oeste da Península Antártica têm causado maior precipitação de neve. A neve derretida faz “gorar” os ovos dos pingüins Adélia em nidificação
Os pesquisadores dizem que, em muitos casos, plantas e animais serão capazes de se adaptar à alteração das condições, evitando o destino dos pingüins de Adélia de Fraser. Em pelo menos alguns casos, no entanto, é pouco provável que um mecanismo evolucionário resolva o problema criado pelo aquecimento climático. Por exemplo, a evolução poderia, em princípio, produzir um pardal que pusesse ovos mais cedo e assim se mantivesse em sincronia com as lagartas dos carvalhos no parque Hoge Veluwe. Mas há uma pegadinha: antes que os pardais fêmeas adultos possam produzir ovos, precisam se nutrir. Eles fazem isso apanhando insetos em um grupo diferente de árvores, primariamente lariços e bétulas, que abrem suas folhas antes dos carvalhos. Essas árvores não mudaram tanto a data de brotação quanto os carvalhos. Se os insetos nestas árvores mantêm sincronia com a brotação dos lariços e bétulas, os pardais não teriam condições de estar prontos para reproduzir mais cedo na estação.

Muitas espécies, como certos pássaros e insetos, já estão reagindo – e provavelmente continuarão a reagir – ao aquecimento global, deslocando-se mais para o norte ou para maiores elevações. Espécies menos ágeis, como árvores, serão deixadas para trás. Terry Root, biólogo do Center for Environmental Science Policy, da Stanford University, adverte que as respostas diferenciadas causarão a ruptura dos presentes ecossistemas, deixando em seu lugar outros alterados e mais empobrecidos. O problema se torna mais complicado pelo uso que os homens fazem da terra, como cidades, fazendas e rodovias, que fragmentam a paisagem. Root publicou um trabalho na Nature, no ano passado, com evidência de “impressões digitais” do aquecimento global em animais e plantas silvestres. De acordo com ela, estudos sobre pólen do final da última era glacial sugerem o que poderia acontecer. Essas pesquisas mostram que, conforme o manto de gelo que cobria a maior parte da América do Norte regredia para o norte, as florestas não vinham muito atrás. Mas comunidades completas não se mudavam simplesmente mais para o norte em sincronia com as temperaturas ascendentes. Em vez disso, a mescla de plantas e animais mudava à medida que as florestas se moviam. Root teme que o aquecimento global possa produzir resultados semelhantes, criando ecossistemas hoje desconhecidos e descartando espécies que não se adaptam mais.

Há muito mais pesquisas a serem feitas para determinar a gravidade e amplitude do problema. Certos enigmas deverão ser resolvidos. Por exemplo, por que os pardais do parque Hoge Veluwe não conseguem se manter em sincronia com as mariposas das lagartas de inverno, enquanto pássaros da mesma espécie pesquisados em um local perto de Cambridge, na Inglaterra, a apenas 300 km, alteraram ciclos de vida em compasso com os mesmos insetos? Uma coisa está clara, diz Alastair Fitter: “O mundo natural está atento ao que acontece com o clima”. E adverte: “Vai piorar”.
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