Os biólogos andam irrequietos a tentar decifrar como é que as criaturas de seis patas estão a responder às alterações climáticas, sendo animais de sangue frio. Quem vencerá a batalha do aquecimento global?
À medida que as populações de insetos diminuem em todo o mundo, a chamada “apocalipse dos insetos”, os biólogos estão desesperados para decifrar como estas criaturas de seis patas estão a responder a um mundo em aquecimento e como prever quem serão vencedores e os perdedores, a longo prazo.
Um novo estudo sobre os gafanhotos do Colorado mostra que, embora as respostas sejam complicadas, os biólogos já têm conhecimentos para fazer algumas previsões e preparar-se para as consequências. Os resultados, publicados no final do mês passado na revista PLOS Biology, foram obtidos graças à descoberta fortuita de 13 mil gafanhotos, todos recolhidos no mesmo local nas montanhas do Colorado, entre 1958 e 1960, por um biólogo da Universidade de Colorado Boulder (CU Boulder). Após a morte prematura desse cientista em 1973, a coleção foi resgatada pelo filho e doada ao Museu da Universidade do Colorado, onde permaneceu até 2005, quando César Nufio a redescobriu. O investigador começou a fazer a curadoria da coleção iniciando também uma nova pesquisa nos mesmos locais, apanhando mais gafanhotos.
Maria E. Cruz Lopez, aluna da CU Boulder, usando uma rede de varredura para coletar insetos em um prado em Chautauqua Mesa, nos arredores de Boulder, Colorado. Foto:César Núfio.
Os novos insetos recolhidos permitiram ao investigador e aos seus colegas – Caroline Williams, da Universidade da Califórnia, Lauren Buckley, da Universidade de Washington, em Seattle, e Monica Sheffer, que trabalha em ambas as instituições – avaliar o impacto das alterações climáticas dos últimos 65 anos no tamanho de seis espécies de gafanhotos. Uma vez que estes têm sangue frio e não geram o seu próprio calor, as suas temperaturas corporais e taxas de desenvolvimento e crescimento são mais sensíveis ao aquecimento do ambiente.
Apesar da especulação de que os animais diminuiriam de tamanho para atenuar o stress térmico à medida que o clima aquece, os biólogos descobriram que algumas das espécies de gafanhotos, pelo contrário, aumentaram de tamanho ao longo das décadas, aproveitando o início da primavera para engordar com a vegetação. Isto funcionou apenas para as espécies que passam o inverno como juvenis – uma fase designada por diapausa ninfal – e que, por isso, podem começar a comer mais cedo na primavera. Já as espécies que eclodem na primavera a partir de ovos postos no outono — os diapausadores de ovos — não tiveram esta vantagem e tornaram-se mais pequenas ao longo dos anos, provavelmente devido ao facto de a vegetação ter secado mais cedo.
“Esta investigação sublinha que haverá certamente espécies vencedoras e perdedoras, mas subgrupos dentro dessas populações de espécies, dependendo do seu contexto ecológico ou ambiental, terão respostas diferentes”, disse Mónica Sheffer. “Sentámo-nos e analisámos tudo o que se sabia sobre o sistema, como os gradientes de elevação e a forma como poderiam modificar as respostas e ainda como os diferentes gafanhotos poderiam responder. Com toda esta riqueza de informações que conhecíamos sobre a sua história natural muitas das informações foram confirmadas”, afirmou Caroline Williams, Presidente da Cátedra John L. e Margaret B. Gompertz de Biologia Integrativa da Universidade da Califórnia em Berkeley.
“Até à data, tem sido um verdadeiro desafio compreender quais as espécies que poderão ganhar e perder com as alterações climáticas”, afirmou Lauren Buckley. “Esperamos que este trabalho comece a demonstrar alguns princípios através dos quais possamos melhorar as previsões e descobrir como responder adequadamente às alterações dos ecossistemas decorrentes das alterações climáticas”.
Gafanhotos resgatados
A coleção de gafanhotos com 65 anos foi reunida pelo entomologista Gordon Alexander da CU Boulder durante três Verões. Ele não só recolheu e montou os espécimes de parcelas nas Montanhas Rochosas perto de Boulder, como também documentou o tempo de seis fases diferentes da sua vida. A sua morte num acidente de avião em 1973, deixou os espécimes, enfileirados em 250 caixas de madeira, no limbo até que César Nufio os encontrou em 2005 e reconheceu o seu valor caso pudessem ser comparados com os gafanhotos atuais.
Uma parte dos 13 mil gafanhotos coletados pelo falecido Gordon Alexander da CU Boulder. Os gafanhotos de 65 anos foram comparados com insetos contemporâneos para avaliar o efeito da mudança climática em seu tamanho e alcance. Foto: César Nufio
As coleções de museus tornaram-se inestimáveis para estudos a longo prazo sobre os efeitos das alterações climáticas, como exemplificado por um levantamento de mamíferos, aves, répteis e anfíbios realizado entre 1904 e 1940 por Joseph Grinnell do Museu de Zoologia de Vertebrados da Universidade de Berkeley. Pesquisas recentes nas mesmas áreas que Grinnell visitou 100 anos depois ajudaram os biólogos a documentar os efeitos das alterações climáticas na vida selvagem da Califórnia.
César Nufio e muitos outros acabaram por recolher cerca de 17 mil novos espécimes de gafanhotos dos mesmos locais ou de locais semelhantes em redor de Boulder. Embora o novo artigo seja o primeiro a relatar as mudanças de tamanho do gafanhoto entre 1960 e 2015, os autores aproveitaram estudos anteriores no laboratório e em parcelas experimentais para entender por que encontraram os padrões que encontraram.
Os insetos pertenciam a um grande grupo de gafanhotos não descritos da família Acrididae, os chamados gafanhotos de chifres curtos. A maioria eram herbívoros generalistas, embora alguns se especializassem em gramíneas. Duas espécies (Eritettix simplex e Xanthippus corallipes) eram ninfas diapausadoras, atingindo a idade adulta logo em maio; duas (Aeropedellus clavatus e Melanoplus boulderensis) eram diapausadoras de ovos no início da estação, amadurecendo em meados de junho; e duas (Camnula pellucida e Melanoplus sanguinipes) eram diapausadoras de ovos no final da estação, amadurecendo no final de julho.
Os investigadores descobriram que as ninfas diapausadoras aumentaram de tamanho em altitudes mais baixas, cerca de mil metros, enquanto as emergentes precoces e tardias, provenientes de ovos invernantes, diminuíram de tamanho ao longo das décadas nessas altitudes. “Os que emergem no final de agosto, quando o tempo está muito seco e estaladiço e as temperaturas são muito altas, são os que sofrem os impactos mais negativos das alterações climáticas”, afirmou Caroline Williams.
Uma coisa que surpreendeu os investigadores, no entanto, foi o fato de nenhuma das espécies ter aumentado de tamanho em altitudes mais elevadas, até cerca de 13 mil pés (3900 metros), apesar do facto de o aquecimento do verão devido às alterações climáticas ser maior em altitudes mais elevadas. Isto pode dever-se ao fato de, em altitudes mais elevadas, a neve inibir o crescimento verde no início da estação, reduzindo a oferta de alimentos. Os resultados confirmam o que a equipa descobriu quando enjaulou gafanhotos a várias altitudes para ver como se adaptavam às mudanças de altitude em termos de calor e secura.
“Os dados são consistentes com a possibilidade de os gafanhotos tirarem partido do aquecimento, ficando maiores, ou de sofrerem stress e ficarem mais pequenos”, afirmou Buckley. Outras experiências efectuadas com borboletas mostram algumas das mesmas tendências.
“Encontrámos uma mensagem bastante semelhante com as borboletas, o que me deixa esperançada, na medida em que, se pudermos considerar alguns princípios biológicos básicos, aumentamos realmente a nossa capacidade de prever as respostas às alterações climáticas”, afirmou.
A equipa continua a colaborar para compreender as alterações metabólicas, bioquímicas e genéticas subjacentes às alterações de tamanho.
“A utilização destas coleções de museus permitiu-nos recuar no tempo para comparar exatamente os mesmos locais — não houve quaisquer alterações na utilização do solo durante este período de aquecimento de 60 anos — utilizando exatamente a mesma metodologia”, afirmou Caroline Williams. “Ter estes espécimes históricos únicos permitiu-nos observar as alterações ao longo do tempo”.
Nota:
Outros co-autores do estudo são Julia Smith da Universidade de Washington; Simran Bawa da UC Berkeley; e Ebony Taylor, Michael Troutman e Sean Schoville da Universidade de Wisconsin, Madison. O trabalho foi apoiado pela National Science Foundation (DEB-1951356, DEB-1951588, DEB-1951364).
