A mudança climática já está forçando lagartos, insetos e outras espécies a evoluir – e a maioria não consegue acompanhar

As alterações climáticas estão a ameaçar a sobrevivência de plantas e animais em todo o mundo à medida que as temperaturas aumentam e os habitats mudam.

Algumas espécies foram capazes de enfrentar o desafio com rápida adaptação evolutiva e outras mudanças no comportamento ou na fisiologia.Libélulas de cor escura são ficando mais pálido para reduzir a quantidade de calor que absorvem do sol.As plantas de mostarda são floração mais cedo para aproveitar o degelo anterior.Lagartos são tornando-se mais tolerante ao frio para lidar com a extrema variabilidade do nosso novo clima.

No entanto, estudos científicos mostram que as alterações climáticas estão a ocorrer muito mais rapidamente do que as espécies estão a mudar.

O que é adaptação evolutiva?

A palavra “adaptação” é usada de várias maneiras pelos cientistas do clima, mas tem um significado muito específico para os biólogos:Refere-se a mudanças genéticas que são transmitidas de uma geração para outra e melhoram a capacidade de uma espécie sobreviver em seu ambiente.

Estas modificações genéticas tornam a adaptação evolutiva diferente da “aclimatação” ou “aclimatação”, que envolve vantagens que não são transmitidas aos descendentes.Por exemplo, quando as pessoas se mudam para cidades de grande altitude, elas comece a produzir mais glóbulos vermelhos à medida que se aclimatam ao baixo nível de oxigênio.

Em todo o mundo, as plantas e os animais adaptaram-se a muitos habitats quentes e secos, o que levou os cientistas a pergunta se espécies poder também adaptar para nosso rapidamente mudando clima, também.

Até agora, a resposta parece não ser para a maioria das espécies.

Evoluindo, rápido e lento

UM estudo recente das populações de 19 espécies de aves e mamíferos, incluindo corujas e veados, mostra uma barreira potencial à adaptação.

Nos animais que demoram vários anos a atingir a idade reprodutiva, o clima já mudou quando os seus descendentes nascem.Os genes que deram uma vantagem aos pais – como a eclosão exacta no momento certo ou o crescimento até ao tamanho ideal – já não são tão benéficos para a descendência.

As populações destes animais de maturação lenta estão a adaptar-se às alterações climáticas, mas não o suficiente durante cada geração para prosperar nas condições em mudança.Na verdade, a taxa de evolução é tão incompatível com a taxa de aquecimento global que os autores do estudo estimam que quase 70% das populações locais que estudaram já são vulneráveis ​​à extinção causada pelo clima nas próximas décadas.

Animais de pequeno porte, como muitos peixes, insetos e plâncton, normalmente amadurecem rapidamente.Ainda assim, pesquisas recentes sobre peixe pequeno e um tipo de plâncton de maturação rápida chamado copépode revelou outro obstáculo à rápida adaptação genética às alterações climáticas.

Muitas espécies possuem genes que lhes permitem viver em ambientes 1 a 2 graus Celsius (cerca de 2 a 4 Fahrenheit) mais quentes do que hoje, mas novas mutações genéticas devem surgir para permitir a sobrevivência se os climas atingirem 4 a 5 C (cerca de 7 a 9 F) mais quente, como é possível em algumas regiões, especialmente se as emissões de gases com efeito de estufa continuarem a taxas elevadas.

Para testar a resiliência das espécies, os cientistas aqueceram as populações destas espécies de rápido amadurecimento ao longo de muitas gerações para observar as suas alterações genéticas.Eles descobriram que tanto os copépodes quanto os pequenos peixes foram capazes de se adaptar aos primeiros graus de aquecimento, mas as populações logo foram extintas acima disso.Isto ocorreu porque as mutações genéticas que aumentaram a sua capacidade de viver em condições mais quentes ocorreram a um ritmo mais lento do que o aumento da temperatura.

Espécies de sangue frio, como lagartos, rãs e peixes, são especialmente vulneráveis ​​às alterações climáticas porque têm uma capacidade limitada de regular a temperatura do seu próprio corpo.Espera-se que a sua capacidade de evoluir em resposta às alterações climáticas seja crítica para a sua sobrevivência.

No entanto, a rápida adaptação às alterações climáticas surge frequentemente a um custo:As populações diminuem devido à morte de indivíduos que não conseguem tolerar temperaturas novas e mais quentes.Portanto, mesmo que as espécies evoluam para sobreviver às alterações climáticas, as suas populações mais pequenas ainda podem ser extintas devido a problemas como a endogamia, novas mutações prejudiciais ou o simples e velho azar, como uma epidemia de doenças.

Em um estudo agora clássico, investigadores que estudam lagartos no México descobriram que as elevadas taxas de mortalidade apenas dos indivíduos sensíveis ao calor – representando apenas um subconjunto de toda a população – causaram a extinção de 12% de todas as populações de lagartos no México entre 1975 e 2009.Mesmo com alguns lagartos adultos tolerantes ao calor sobrevivendo em cada população sob condições mais quentes, os investigadores estimaram que as alterações climáticas matariam tantos adultos sensíveis ao calor dentro de cada população que 54% de todas as populações seriam extintas até 2080.

A adaptação evolutiva não é a única opção das espécies

Outra maneira pela qual as espécies se ajustam ao aumento das temperaturas é a aclimatação, às vezes chamada de “plasticidade fenotípica”. Por exemplo, grandes mamas no Reino Unido – pequenos pássaros comuns em quintais e florestas – põem seus ovos mais cedo nos anos mais quentes, para que seus filhotes eclodam logo quando o inverno termina, não importa quando isso aconteça.

No entanto, um análise recente de mais de 100 espécies de besouros, gafanhotos e outras espécies de insetos em todo o mundo descobriram que a aclimatação pode não ajudar suficientemente essas espécies.Os autores do estudo descobriram que as espécies que analisaram ganharam em média apenas 0,1 C (cerca de 0,2 F) maior tolerância ao calor quando se aclimataram a temperaturas do ar 1 C (cerca de 2 F) mais quentes durante o seu desenvolvimento.Assim, a taxa de aquecimento global parece estar também a ultrapassar a capacidade de adaptação das espécies.

As plantas e os animais também poderiam escapar aos impactos do aquecimento global migrando para habitats mais frios.UM análise global de mais de 12.000 espécies diferentes de plantas e animais mostrou recentemente que muitas espécies estão migrando em direção aos pólos com rapidez suficiente para acompanhar o aumento das temperaturas, e muitas espécies tropicais estão subindo encosta também para altitudes mais elevadas.

No entanto, a migração tem os seus limites.A pesquisa mostra que pássaros tropicais que já vivem no alto das montanhas podem estar condenados porque não há espaço para eles migrarem mais para cima.As espécies tropicais, portanto, podem estar no que os autores chamam de “escada rolante para a extinção”.

Os habitats de alta latitude e altitude também apresentam numerosos desafios a serem superados pelas espécies, além da temperatura.Nossa própria pesquisa com 800 espécies de insetos em todo o planeta mostra que borboletas, abelhas e outros insetos voadores são especialmente impedido de migrar para altitudes mais elevadas porque não há oxigênio suficiente para eles sobreviverem.

Muitas espécies carecem de estratégias climáticas óbvias

Globalmente, a adaptação evolutiva parece ajudar a diminuir os impactos do aquecimento global, mas as evidências até agora mostram que é insuficiente para superar as actuais taxas de alterações climáticas.A aclimatação e a migração proporcionam soluções mais rápidas, mas a investigação mostra que também podem não ser suficientes.

É claro que nem toda evolução é impulsionada pelo aumento das temperaturas.As espécies vegetais e animais parecem também estar a adaptar-se gradualmente a outros tipos de ambientes, incluindo aqueles criados pelo homem, como cidades.Mas o ritmo acelerado do aquecimento global torna uma das principais ameaças às quais as espécies devem responder imediatamente.

O evidências indicam que a humanidade não pode simplesmente assumir que as plantas e os animais serão capazes de se salvar das alterações climáticas.Para proteger estas espécies, os humanos terão de parar as atividades que estão a alimentar as alterações climáticas.