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Estudo confirma a Regra de Ilha, estabelecendo mais uma teoria evolutiva


           Essa é uma antiga hipótese em Ecologia Evolucionária: espécies de animais em ilhas possuem a tendência de se tornarem dramaticamente maiores ou menores em relação aos seus ancestrais ou parentes evolutivos mais próximos no continente. Talvez o exemplo mais notável seja uma peculiar espécie de humano arcaico apelidada de Hobbit e cujos membros - isolados na Ilha de Flores, Indonésia - não ultrapassavam 1 metro de altura quando adultos. Desde a formação dessa hipótese-teoria, a chamada "regra de ilha" tem sido fervorosamente debatida no meio acadêmico. Agora, em um estudo publicado no periódico Nature Ecology and Evolution (1), pesquisadores finalmente resolveram esse debate ao analisar milhares de espécies de vertebrados terrestres. Trazendo sólido suporte para a regra da ilha, eles mostraram que os efeitos insulares de gigantismo e de nanismo são amplamente disseminados e explicam de forma consistente os padrões de tamanho corporal em mamíferos, aves e répteis, apesar de menos evidentes em anfíbios.

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   REGRA DA ILHA

            Desde pombos gigantes até elefantes anões, o ambiente insular (de ilhas) é bem estabelecido de gerar "anomalias" evolucionárias. O padrão insular clássico tanto de gigantismo de animais tipicamente pequenos quanto de encolhimento de animais tipicamente grandes em relação aos parentes evolutivos no continente tem sido descrito como uma regra macro-evolucionária ou biogeográfica - a "regra da ilha", formulada pela primeira vez em 1973, por Leigh van Valen, baseado nos trabalhos do especialista em mamíferos J. Bristol Foster em 1964.

           No entanto, estudos prévios explorando os efeitos de ilha sobre a morfologia de vertebrados têm trazido evidências conflitantes relativas à generalização da regra, sugerindo que o tamanho corporal é frequentemente muito menos previsível e pode apenas seguir a regra de ilha em relativos poucos clados, como carnívoros, ungulados e certas linhagens de roedores. E, mesmo nesses casos, os mecanismos fomentando esses padrões de gigantismo e de nanismo não são totalmente esclarecidos.


          Na Ilha de Chipre, no Mar Mediterrâneo, hipopótamos encolheram até o tamanho de leões-marinhos. Em ilhas com recursos finitos e com ausência de predadores, grandes mamíferos endotérmicos como o mamute da espécie Mammuthus columbi encolheu para um tamanho cerca de 5 vezes menor na forma da espécie Mammuthus exilis. Em Flores, elefantes extintos (Stegodon) não ultrapassavam a massa de porcos para engorda, mas ratos cresceram para dimensões tão grandes quanto gatos. Aliás, na Ilha de Flores, humanos foram alvos desse efeitos insulares, incluindo populações nativas de humanos modernos (Homo sapiens) com estatura bem baixa até o extremo de uma espécie humana extinta (Homo floresiensis) onde os adultos alcançavam apenas 1 metro de altura.

(1) Para mais informações sobre o Hobbit e outros povos nativos de baixa estatura, acesse: Por que os Pigmeus e os Peruvianos são tão pequenos?

          Múltiplos mecanismos já foram propostos para explicar a regra de ilha, incluindo predação reduzida, competição relaxada e limitação de recursos alimentares em ambientes insulares. Em teoria, cada um desses fatores podem ser acentuados em ilhas menores e mais isoladas, onde menores níveis de competição e de predação podem levar a uma 'liberação ecológica', permitindo que espécies de pequeno porte aumentem substancialmente suas dimensões corporais. De forma similar, entre espécies de grandes dimensões corporais, pressão reduzida de predação e limitada disponibilidade de recursos pode selecionar para menores tamanhos corporais requerendo reduzido consumo energético. Condições climáticas podem também influenciar a evolução do tamanho corporal, já que a produtividade primária e associada disponibilidade de recursos são fortemente influencias pelo clima.

           Os efeitos desses diferentes mecanismos têm sido raramente testados por estudos prévios sobre a evolução das dimensões corporais em ilhas, em parte porque esses trabalhos focam em escalas geográficas e taxonômicas relativamente restritas, gerando resultados muito heterogêneos e difíceis de serem sintetizados em um padrão geral, mesmo por revisões sistemáticas.

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   META-ANÁLISE CONCLUSIVA

            No novo estudo, os pesquisadores resolveram esclarecer melhor essa questão, realizando uma robusta meta-análise filogenética de dados reunidos de múltiplos estudos relativos a 1166 espécies habitantes de ilhas e de 886 das suas contrapartes continentais. Os dados reunidos e analisados foram derivados tanto de estudos investigando os efeitos de ilha na evolução dessas espécies quanto de estudos sobre aspectos ecológicos, evolutivos e morfológicos gerais dessas espécies, incluindo espécimes de museus.

           Os resultados da meta-análise confirmaram a consistência da regra de ilha em mamíferos, répteis e aves. Mudanças no tamanho corporal dos efeitos insulares foram mais extremos para mamíferos e répteis vivendo em ilhas de menores dimensões e mais remotas. No entanto, para o caso dos anfíbios, os resultados foram menos conclusivos, mas indicando uma tendência geral de aumento da massa corporal (gigantismo).

          Além disso, os pesquisadores encontraram que fatores climáticos e sazonais influenciam de forma significativa na regra de ilha. Pequenos mamíferos e aves aumentam de tamanho ou permanecem do mesmo tamanho para conservar calor (energia térmica) em ambientes insulares muito frios e de mais difícil sobrevivência. Além disso, quando estações do ano bem definidas estão presentes no ambiente insular, a disponibilidade de recursos se torna menos previsível, levando espécies menores de répteis a se tornarem maiores - permitindo a manutenção de fartas reservas energéticas (gordura) durante períodos de baixa oferta de alimentos. Esse mecanismo de resistência à fome também parece estar presente em aves, mamíferos e pode explicar o gigantismo em anfíbios habitando ilhas. 

           Para exemplificar, devido à falta de predadores naturais no arquipélago Escocês de São Kilda, o rato da subespécie Apodemus sylvaticus hirtensis evoluiu uma massa corporal (50-70 g) duas vezes maior do que a espécie (A. sylvaticus) endêmica da Escócia (porção "continental"). Com uma massa corporal maior, o rato permite o acúmulo de uma maior reserva de gordura e uma maior conservação do calor corporal em meio ao clima mais frio de São Kilda.

 


           Em conjunto, os resultados realçam não apenas a validade, como a natureza contexto-dependente da regra de ilha, onde características fisiográficas, climáticas e ecológicas atuam de forma fundamental na evolução do tamanho corporal, reforçando a ideia de que padrões macro-evolucionários de larga escala não emergem a partir de mecanismos únicos, mas frequentemente são o resultado de múltiplos processos agindo em consonância.

 

(1) Publicação do estudo: https://www.nature.com/articles/d41586-021-00981-5