Os animais, as plantas e os fungos podem adaptar-se às alterações climáticas?

por Anja Marie Westram

As presas se protegem dos predadores usando cores de camuflagem. Os peixes podem se mover rapidamente na água devido ao seu formato alongado. As plantas usam aromas para atrair insetos polinizadores: as adaptações dos seres vivos ao seu ambiente são onipresentes. Tais adaptações são determinadas nos genes do organismo e surgem através de processos evolutivos ao longo de gerações – ao contrário de muitos comportamentos, por exemplo, não são influenciadas espontaneamente pelo ambiente ao longo da vida. Um ambiente em rápida mudança leva, portanto, à “má adaptação”. A fisiologia, a cor ou a estrutura corporal não estão mais adaptadas ao ambiente, de modo que a reprodução e a sobrevivência são mais difíceis, o tamanho da população diminui e a população pode até morrer.

O aumento provocado pelo homem dos gases com efeito de estufa na atmosfera está a alterar o ambiente de muitas maneiras. Significa isto que muitas populações já não estão bem adaptadas e serão extintas? Ou os seres vivos também podem se adaptar a essas mudanças? Assim, ao longo de algumas gerações, surgirão animais, plantas e fungos que serão mais capazes de lidar com, por exemplo, o calor, a seca, a acidificação dos oceanos ou a redução da cobertura de gelo das massas de água e que poderão, portanto, sobreviver bem às alterações climáticas?

As espécies seguem o clima ao qual já estão adaptadas e extinguem-se localmente

Na verdade, experiências laboratoriais demonstraram que as populações de algumas espécies podem adaptar-se a condições em mudança: numa experiência no Vetmeduni Viena, por exemplo, as moscas da fruta puseram significativamente mais ovos após pouco mais de 100 gerações (não muito tempo, uma vez que as moscas da fruta se reproduzem). rapidamente) sob temperaturas quentes e alteraram seu metabolismo (Barghi et al., 2019). Noutra experiência, os mexilhões conseguiram adaptar-se a águas mais ácidas (Bitter et al., 2019). E como é isso na natureza? Também aí algumas populações mostram evidências de adaptação às alterações das condições climáticas. O relatório do Grupo de Trabalho II do IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas) resume estes resultados e enfatiza que estes padrões foram encontrados principalmente em insetos, que, por exemplo, iniciam suas “férias de inverno” mais tarde, como uma adaptação a verões mais longos (Pörtner et al., 2022).

Infelizmente, os estudos científicos sugerem cada vez mais que a adaptação evolutiva (suficiente) à crise climática será provavelmente a excepção e não a regra. As áreas de distribuição de numerosas espécies estão a mudar para altitudes mais elevadas ou em direção aos pólos, conforme também resumido no relatório do IPCC (Pörtner et al., 2022). As espécies, portanto, “seguem” o clima ao qual já estão adaptadas. As populações locais nos limites mais quentes da região muitas vezes não se adaptam, mas migram ou morrem. Um estudo mostra, por exemplo, que 47% das 976 espécies animais e vegetais analisadas têm populações (recentemente) extintas no limite mais quente da região (Wiens, 2016). As espécies para as quais não é possível uma mudança suficiente na área de distribuição - por exemplo, porque a sua distribuição é limitada a lagos ou ilhas individuais - também podem morrer completamente. Uma das primeiras espécies comprovadamente extintas devido à crise climática é o rato de cauda em mosaico de Bramble Cay: só foi encontrado numa pequena ilha na Grande Barreira de Corais e não conseguiu evitar repetidas inundações e alterações na vegetação relacionadas com o clima. (Waller et al., 2017).

Para a maioria das espécies, é improvável uma adaptação suficiente

Não é possível prever com precisão quantas espécies serão capazes de se adaptar suficientemente ao crescente aquecimento global e à acidificação dos oceanos e quantas serão extintas (localmente). Por um lado, as próprias previsões climáticas estão sujeitas a incertezas e muitas vezes não podem ser feitas numa escala suficientemente pequena. Por outro lado, para fazer uma previsão para uma população ou espécie, seria necessário medir a sua diversidade genética relevante para a adaptação climática - e isto é difícil mesmo com sequenciação de ADN dispendiosa ou experiências complexas. No entanto, sabemos pela biologia evolutiva que é improvável uma adaptação suficiente para muitas populações:

• A adaptação rápida requer diversidade genética. No que diz respeito à crise climática, a diversidade genética significa que os indivíduos da população original, por exemplo, lidam de forma diferente com as altas temperaturas devido a diferenças genéticas. Somente se esta diversidade estiver presente é que os indivíduos adaptados ao calor podem aumentar na população durante o aquecimento. A diversidade genética depende de muitos factores – por exemplo, o tamanho da população. As espécies cuja distribuição natural inclui habitats climaticamente diferentes têm uma vantagem: variantes genéticas de populações já adaptadas ao calor podem ser “transportadas” para áreas mais quentes e ajudar as populações adaptadas ao frio a sobreviver. Por outro lado, quando as alterações climáticas levam a condições às quais nenhuma população da espécie está ainda adaptada, muitas vezes não existe diversidade genética útil suficiente - é exactamente isso que acontece na crise climática, especialmente nas extremidades mais quentes das áreas de distribuição ( Pörtner et al., 2022).
• A adaptação ambiental é complexa. As próprias alterações climáticas impõem frequentemente múltiplos requisitos (mudanças de temperatura, precipitação, frequência de tempestades, cobertura de gelo…). Existem também efeitos indiretos: o clima também afeta outras espécies do ecossistema, por exemplo, na disponibilidade de plantas forrageiras ou no número de predadores. Por exemplo, muitas espécies de árvores não estão apenas expostas a maiores secas, mas também a mais besouros, uma vez que estes últimos beneficiam do calor e produzem mais gerações por ano. As árvores que já estão enfraquecidas são submetidas a uma pressão adicional. Na Áustria, por exemplo, isto afecta os abetos (Netherer et al., 2019). Quanto mais desafios diferentes a crise climática apresentar, menor será a probabilidade de uma adaptação bem-sucedida.
• O clima está mudando muito rapidamente devido à influência humana. Muitas adaptações que observamos na natureza surgiram ao longo de milhares ou milhões de gerações – o clima, por outro lado, está actualmente a mudar drasticamente em apenas algumas décadas. Em espécies que têm um tempo de geração curto (ou seja, se reproduzem rapidamente), a evolução ocorre de forma relativamente rápida. Isto poderia explicar em parte porque é que as adaptações às alterações climáticas antropogénicas têm sido frequentemente encontradas em insectos. Em contraste, espécies grandes e de crescimento lento, como as árvores, muitas vezes levam muitos anos para se reproduzirem. Isto torna muito difícil acompanhar as alterações climáticas.
• Adaptação não significa sobrevivência. As populações podem muito bem ter-se adaptado às alterações climáticas até certo ponto - por exemplo, podem sobreviver melhor às ondas de calor hoje do que antes da revolução industrial - sem que estas adaptações sejam suficientes para sobreviver a um aquecimento de 1,5, 2 ou 3°C a longo prazo. Além disso, é importante que a adaptação evolutiva signifique sempre que os indivíduos mal adaptados tenham poucos descendentes ou morram sem descendentes. Se isto afectar demasiados indivíduos, os sobreviventes poderão estar mais bem adaptados - mas a população ainda poderá diminuir tanto que desaparecerá mais cedo ou mais tarde.
• Algumas mudanças ambientais não permitem ajustes rápidos. Quando um habitat muda fundamentalmente, a adaptação é simplesmente inconcebível. As populações de peixes não conseguem adaptar-se à vida num lago seco e os animais terrestres não conseguem sobreviver se o seu habitat for inundado.
• A crise climática é apenas uma das várias ameaças. A adaptação torna-se mais difícil quanto mais pequenas forem as populações, mais fragmentado for o habitat e mais mudanças ambientais ocorrerem ao mesmo tempo (ver acima). Os seres humanos estão a tornar os processos de adaptação ainda mais difíceis através da caça, da destruição de habitats e da poluição ambiental.

O que pode ser feito em relação à extinção?

O que pode ser feito quando não há esperança de que a maioria das espécies se adapte com sucesso? A extinção das populações locais dificilmente será evitável - mas pelo menos várias medidas podem contrariar a perda de espécies inteiras e a redução das áreas de distribuição (Pörtner et al., 2022). As áreas protegidas são importantes para preservar as espécies onde estão bem adaptadas e para preservar a diversidade genética existente. Também é importante ligar as diferentes populações de uma espécie para que as variantes genéticas adaptadas ao calor possam espalhar-se facilmente. Para este efeito, estão a ser estabelecidos “corredores” naturais que ligam habitats adequados. Pode ser uma sebe que liga diferentes grupos de árvores ou áreas protegidas numa área agrícola. O método de transporte activo de indivíduos de populações ameaçadas para áreas (por exemplo, em altitudes ou latitudes mais elevadas) onde estão melhor adaptados é um pouco mais controverso.

No entanto, as consequências de todas estas medidas não podem ser estimadas com precisão. Embora possam ajudar a manter populações individuais e espécies inteiras, cada espécie responde de forma diferente às alterações climáticas. As áreas de distribuição mudam de maneiras diferentes e as espécies se encontram em novas combinações. Interações como as cadeias alimentares podem mudar de forma fundamental e imprevisível. A melhor forma de preservar a biodiversidade e os seus benefícios inestimáveis ​​para a humanidade face à crise climática continua a ser combater eficaz e rapidamente a própria crise climática.

literatura

Barghi, N., Tobler, R., Nolte, V., Jakšić, AM, Mallard, F., Otte, KA, Dolezal, M., Taus, T., Kofler, R., & Schlötterer, C. (2019 ). A redundância genética alimenta a adaptação poligênica em Drosophila. PLOS Biology, 17(2), e3000128. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000128

Bitter, MC, Kapsenberg, L., Gattuso, J.-P., & Pfister, CA (2019). A variação genética permanente estimula a rápida adaptação à acidificação dos oceanos. Natureza das Comunicações, 10(1), Article 1. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13767-1

Netherer, S., Panassiti, B., Pennerstorfer, J., & Matthews, B. (2019). A seca aguda é um importante fator de infestação por besouros nas plantações de abetos austríacos da Noruega. Fronteiras nas florestas e mudança global, 2. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ffgc.2019.00039

Pörtner, H.-O., Roberts, DC, Tignor, MMB, Poloczanska, ES, Mintenbeck, K., Alegría, A., Craig, M., Langsdorf, S., Löschke, S., Möller, V., Okem, A. e Rama, B. (Eds.). (2022). Mudanças Climáticas 2022: Impactos, Adaptação e Vulnerabilidade. Contribuição do Grupo de Trabalho II para o Sexto Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas.

Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, Leung, LK-P., Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, & Leung, LK-P. (2017). As melodias de Bramble Cay Melomys rubicola (Rodentia: Muridae): Uma primeira extinção de mamíferos causada pelas alterações climáticas induzidas pelo homem? Pesquisa da vida selvagem, 44(1), 9–21. https://doi.org/10.1071/WR16157

Wiens, JJ (2016). As extinções locais relacionadas com o clima já estão generalizadas entre espécies vegetais e animais. PLOS Biology, 14(12), e2001104. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001104