Jornal do Brasil

Quarta-feira, 16 de Abril de 2014

Ciência e Tecnologia

Biólogos estão intrigados com a diversidade das florestas tropicais

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Os biólogos estão intrigados com a diversidade das florestas tropicais onde um hectare pode deter mais de 650 espécies de árvores, mais do que em todo o Canadá e Estados Unidos. Essa Teoria ecológica sugere que se as espécies são muito semelhantes no uso de recursos, uma vai competir fora os outros, daí as espécies vizinhas exploraram nichos diferentes para que possam coexistir. No entanto, dados mostram que as plantas em um hectare de floresta tropical experiência ambientes físicos muito semelhantes, os ecologistas estão se esforçando para mostrar a diferenciação de nicho suficiente suportável para essa diversidade alta. Além do quebra-cabeça da alta diversidade local, as florestas tropicais também têm elevada riqueza de espécies em geral. Estudos recentes mostram que as interações com as pragas podem promover a diversidade vegetal local, acelerar a evolução de plantas e aumentar a proliferação de espécies ao longo do tempo evolutivo, relata uma matéria da revista Science desta semana.

 A revista relata ainda que árvores vizinhas passam por dificuldades abióticas semelhantes, tais como a necessidade de adquirir luz, água e nutrientes. Portanto, não é surpreendente que os vizinhos em ambas as florestas temperadas e tropicais tendem a ter características semelhantes para a aquisição de recursos. A diversidade das florestas tropicais, portanto, requer a existência de outras dimensões de nicho ao longo dos quais as espécies podem se diferenciar, levando a uma diversidade de maneiras de ganhar a vida e permitindo a coexistência. A origem e a manutenção de uma elevada diversidade de plantas nos trópicos tem sido atribuída a uma maior estabilidade climática, a produtividade, a idade, e a área dos trópicos do que noutros locais. Mas esses mesmos fatores também permitem maior diversidade de pragas. Interações bióticas, particularmente entre plantas e seus herbívoros, pode, assim, ser mais forte nos trópicos.

A corrida armamentista evolucionária entre plantas e seus herbívoros tem produzido uma variedade espantosa de defesas das plantas. Por exemplo, as folhas de uma árvore tropical podem conter centenas de compostos químicos distintos que impedem o ataque de quase todas as espécies herbívoras. É possível um número infinito de combinações defensivas, com cada combinação suscetível apenas a um pequeno subconjunto de adaptados, herbívoros especializados. Além disso, a extensão da herbivory pode depender dos perfis de defesa dos vizinhos. Vizinhos com defesas semelhantes poderiam compartilhar herbívoros especializados e sofrerem mais danos, enquanto um vizinho com um novo perfil não seria vulnerável aos herbívoros comuns e teria uma vantagem.

Considere a Inga, um gênero com mais de 300 espécies, das quais 45 podem coexistir em apenas 25. Nestes como em todas as outras árvores tropicais, 75% dos danos por herbívoros acontece durante as poucas semanas de expansão foliar, folhas como jovens são macias e ricas em proteínas. Para se defender a Inga deixa fazer uma bateria de compostos químicos e também têm nectários extraflorais que produzem açúcar para atrair formigas predadoras, que agem como guarda-costas contra herbívoros. Algumas espécies têm greening normal, mas outros atrasam o greening para minimizar os recursos na folha durante o período de expansão foliar vulnerável. Taxas de expansão foliar são muito diferentes, com expansões rápidas, minimizando o período vulnerável. As produções de folhas também servem para saciar herbívoros. Assim, as folhas jovens têm um arsenal de defesas químicas, físicas e fenológicas.

Os poucos estudos que examinaram os vizinhos para a divergência nas defesas foram realizados nos trópicos, investigando as árvores da floresta seca no México, árvores de floresta tropical na Amazônia, e arbustos do sub-bosque no Panamá. Todos eles descobriram que eram os vizinhos mais diferentes nas defesas do que seria esperado aleatoriamente. Vizinhos possuíam adaptações semelhantes para enfrentar seus desafios abióticos locais, mas diferem em defesas contra herbívoros . Assim, a diferenciação de nicho com respeito às defesas contra pragas pode ser o principal mecanismo para a convivência em florestas tropicais.

Evidências de várias linhagens de árvores tropicais e arbustos mostra que espécies estreitamente relacionadas divergiram nas defesas enquanto a diferença era pouca em traços defensivos. Isso nos leva a hipótese da Rainha Vermelha, que afirma que as interações antagônicas entre hosts e suas pragas levam a seleção natural para adaptações benéficas em ambos os grupos. Porque herbívoros estão evoluindo continuamente, às defesas de plantas, com características defensivas da planta deve evoluir mais rapidamente do que as adaptações a um ambiente abiótico mais estático.

Além de promover a diversidade local acelerando a evolução da defesa, a interações planta- herbívoro também pode aumentar as taxas de especiação nos trópicos. Radiações de plantas em ilhas e nas montanhas têm sido atribuídas à divergência de atributos florais associados com mudanças nos polinizadores ou divergência nos traços para o ambiente físico. Em contraste, nenhum dos gêneros ricos em espécies que constituem uma grande parte da diversidade de árvores nos trópicos de várzea foi explicado por tais mecanismos. A corrida armamentista evolucionária entre plantas e herbívoros pode ser a explicação que estava faltando. Evidências em outros sistemas mostram que populações separadas em diferentes ambientes irão divergir em suas adaptações, e quando as populações se reunirem e cruzarem, os fenótipos híbridos podem ser inferiores, levando a seleção para barreiras reprodutivas. Porque defesas evoluem mais rapidamente do que outras características, sugere-se que a divergência em genes de defesa pode ser o principal fator de seleção para a evolução do isolamento reprodutivo, promovendo assim a especiação. Além disso, a seleção para divergência nas defesas pode ser geneticamente ligada a barreiras reprodutivas. Por exemplo, a seleção nas folhas metabólitos secundária poderia mudar os compostos expressos em aromas florais, mudando as preferências de polinizadores e apressando isolamento reprodutivo.

Para as interações planta-herbívoro, para se explicar alta coexistência e diversidade nos trópicos, é fundamental que a pressão herbívora seja maior nos trópicos do que na zona temperada. Herbívoro diversidade, abundância e especificidade do hospedeiro, bem como as taxas de herbivoria, são geralmente pensado para ser maior nos trópicos. Por outro lado, as plantas de clima temperado experimentaram seleção abiótica mais forte devido a um clima mais severo e variável. No entanto, uma resposta robusta para o papel dos herbívoros na manutenção e origem da diversidade de plantas em toda latitudes precisa de mais exploração. Dado os avanços da metabolômica que permitem defesas químicas para ser quantificada e sequenciamento de DNA para filogenia e espécies designações, o progresso é limitado principalmente pela necessidade de estudos em tempo intensivo de plantas e seus inimigos no campo, finaliza a matéria da revista.

Tags: DEFESA, herbívoros, papel, Plantas, trópicos

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