Jornal Opção
Por: Lívia Frateles, Gabriel Nakamura, Geiziane Tessarolo, Flavia de Paiva Breseghello, José Alexandre Felizola Diniz-Filho, Fabrício Barreto Teresa, Guilherme Rogie Gonçalves Tavares, Murilo Sversut Dias, Fernanda A. S.
Cassemiro, Laura Barreto de Paula-Souza – Especial para o Jornal “Opção” Você já se deparou com uma espécie que ocorre somente em uma região muito específica, como um parque nacional, uma ilha, ou um bioma, como o Cerrado? Quando uma espécie ocorre somente em uma determinada região geográfica, os pesquisadores costumam chamar essa espécie de endêmica.
Em ambientes de água doce (rios, riachos e lagos), é comum encontrar muitas espécies endêmicas, pois esses ambientes são relativamente isolados e muitas espécies acabam ocorrendo em pequenas áreas. Mas isso também significa que essas espécies estão mais sujeitas à extinção, já que, devido a sua pequena distribuição geográfica, ameaças ao seu hábitat natural, como a degradação das matas ciliares, barramentos dos rios por hidrelétricas e a poluição das águas, podem levar à perda ou degradação do hábitat dessas espécies.
Na bacia do rio Tocantins-Araguaia, existem muitas espécies de peixes que ocorrem exclusivamente nessa bacia, chamadas de espécies “endêmicas”. E mais, estudos recentes mostram que ainda há muitas outras espécies endêmicas que ainda não foram descobertas pela ciência.
A bacia do rio Tocantins-Araguaia se estende por cinco estados brasileiros, além do Distrito Federal, e é a maior bacia localizada inteiramente no território brasileiro. No entanto, vem sofrendo diversas ameaças relacionadas à poluição e à exploração da água para a expansão agrícola, além das mudanças climáticas.
Essas alterações podem levar a diminuição da população das espécies de peixes que ocorrem nessa bacia e populações menores são mais fáceis de serem extintas. No entanto, isso se torna ainda mais grave quando falamos de espécies que ainda não foram descobertas pela ciência, pois elas podem se extinguir antes mesmo de serem formalmente descritas.
Mas como podemos saber quantas espécies ainda permanecem desconhecidas? Os pesquisadores utilizam modelos matemáticos, baseados em informações existentes, para estimar o número dessas espécies que ainda podem ser descobertas. A bacia do rio Tocantins-Araguaia.
A área em cinza no mapa do Brasil e da América do Sul indica a localização da bacia do Tocantins-Araguaia, enquanto o detalhe à direita mostra os dois principais rios que formam a bacia, o rio Araguaia e o rio Tocantins. A Lacuna Linneana na Bacia do rio Tocantins-Araguaia
Alguns dos modelos matemáticos e estatísticos utilizados pelos pesquisadores para entender a chamada “Lacuna Linneana”, ou seja, quantas espécies ainda são desconhecidas pela ciência, envolvem o uso de informações relacionadas à quando uma espécie foi descrita (em que ano), quem descreveu a espécie e o nível de endemismo de cada espécie na bacia do rio Tocantins-Araguaia.
Cada espécie tem um nome e você deve conhecer vários, como piraíba, pirarucu, tucunaré e tantos outros, e a expressão lacuna Linneana é justamente uma homenagem a Lineu (Carl Nilsson Linnæus, 1707-1778), que estabeleceu muitas das bases para classificar os organismos. Isso inclui a ideia de que as espécies devem ter um “nome científico” formalizado, normalmente muito difícil de ser escrito e pronunciado (por exemplo, Brachyplatystoma filamentosum, o nome científico da “piraíba”).
Os pesquisadores utilizam o nome científico porque, muitas vezes, uma mesma espécie pode ser chamada por diferentes nomes comuns, por exemplo, a piraíba também pode ser chamada de “piratinga”, ou “piranambu”, ou “filhote”, dependendo da região, e também pode acontecer de um mesmo nome comum englobar várias espécies.
Por exemplo, existem mais de 10 espécies de “tucunaré”. Quando uma espécie é formalmente descrita, isso significa que ela recebeu um nome científico e o ano em que isso aconteceu é um marco importante.
Por exemplo, a piraíba, Brachyplatystoma filamentosum,foi descrita em 1819. Isso não significa que antes de 1819 a piraíba não era conhecida, apenas que, em 1819, a espécie foi formalmente descrita e recebeu seu nome científico único atual.
Quando um cientista encontra indivíduos que apresentam características diferentes das espécies já conhecidas, pode identificar uma espécie que ainda não foi descrita pela ciência. Nesse caso, a nova espécie recebe um nome científico e uma descrição que permite diferenciá-la das demais.
Os cientistas que descrevem essas espécies são chamados de taxonomistas. Quanto maior o número de taxonomistas, maior a possibilidade de que novas espécies sejam identificadas, descritas e nomeadas.
Este ano, por exemplo, os taxonomistas desvendaram um caso curioso envolvendo uma espécie de arraia que é bem conhecida, a arraia-maça. Acreditava-se que as arraias que ocorrem na Amazônia e na bacia do rio Tocantins-Araguaia pertenciam todas a uma única espécie (Paratrygon aiereba).
Entretanto, após uma análise minuciosa, os cientistas descobriram que esses animais pertenciam, na verdade, a quatro espécies diferentes. Com essa descoberta, a arraia-maça do Araguaia passou a ser reconhecida como Paratrygon araguaia, uma espécie endêmica (exclusiva) dessa bacia.
Outro aspecto que temos que considerar é que algumas espécies podem ser encontradas em diversas bacias hidrográficas, como é o exemplo da piraíba, que estamos discutindo até então. Essa espécie ocorre na bacia do rio Tocantins-Araguaia, mas também ocorre na bacia do rio Amazonas e em outros países vizinhos ao Brasil, como na Venezuela, Colômbia, Guiana e Suriname.
Na verdade, temos também outras lacunas de conhecimento, incluindo a que se relaciona à distribuição geográfica das espécies, a chamada “lacuna Wallaceana”, cujo nome homenageia um dos pioneiros da biogeografia, Alfred Russel Wallace, também co-descobridor da teoria da seleção natural junto com Darwin (aliás, um trabalho sobre a lacuna Wallaceana para a piraíba já foi apresentado em um ensaio anterior aqui no “Araguaia em Foco”).
No entanto, também existem espécies que ocorrem apenas na bacia do rio Tocantins-Araguaia. Com isso, podemos determinar o nível de endemismo de cada espécie: quanto maior a proporção da distribuição de uma espécie que está restrita à bacia do rio Tocantins-Araguaia, maior seu nível de endemismo.
Por exemplo, uma espécie que ocorre somente nessa bacia apresenta um nível de endemismo maior do que uma espécie que também ocorre em outras bacias. Com essas informações, os cientistas conseguem entender o padrão com que as espécies se acumulam no tempo e, a partir daí, construir uma curva de acúmulo histórico de conhecimento sobre as espécies.
Em um trabalho recente, a ser publicado na Zoologia (a revista oficial da Sociedade Brasileira de Zoologia), nosso grupo de pesquisa, vinculado a vários projetos que estão sendo desenvolvidos na bacia do rio Araguaia, como o “PPBio Araguaia” (PUC-Goiás) e o PELD Araguaia (UEG), e ao grupo de trabalho sobre lacunas de conhecimento em biodiversidade do INCT em Ecologia, Evolução e Conservação da Biodiversidade (INCT EECBio), avaliou os padrões de acúmulo de conhecimento sobre os peixes da bacia do rio Tocantins-Araguaia.
Nós compilamos os nomes científicos das 748 espécies de peixes já descritas que ocorrem na bacia, suas datas de descrição e também o nome dos cientistas que descreveram essas espécies (os taxonomistas, que falamos anteriormente). Também obtivemos os dados de ocorrência dessas espécies para determinar onde elas estão presentes, ou seja, em quais rios e lagoas podemos encontrá-las.
Saber onde essas espécies ocorrem é muito importante para determinar o nível de endemismo de cada uma delas. Combinamos todas essas informações e utilizamos então diversos modelos matemáticos e estatísticos para estimar quantas espécies ainda não foram descritas na bacia do rio Tocantins-Araguaia a partir da curva de acúmulo de conhecimento sobre as espécies existentes, apresentada abaixo.
Curva de acúmulo histórico do conhecimento sobre as espécies da bacia do rio Tocantins-Araguaia (linha cheia, em preto) e o melhor modelo matemático ajustado aos dados que incluem, além do número de espécies, o número de taxonomistas e o nível de endemismo (T + E). Essa curva T + E representa o melhor ajuste aos dados disponíveis e sugere que, em média, ainda há cerca de 57 espécies de peixes desconhecidas pela ciência na região
Os modelos matemáticos revelaram que ainda há muitas espécies de peixes a serem descritas pela ciência para a bacia do rio Tocantins-Araguaia. O modelo que incorpora o esforço dos taxonomistas e o endemismo (linha tracejada azul na figura acima) sugere que ainda teríamos em média 57 novas espécies a descobrir (mas o número pode chegar até 96, no limite superior das estimativas).
Essas espécies, ainda não descritas e, portanto, sem um nome científico, provavelmente são endêmicas da bacia do rio Tocantins-Araguaia. Com distribuições geográficas muito restritas, essas espécies estão mais vulneráveis às ameaças que essa bacia enfrenta, como o aumento da demanda de água para irrigação, os barramentos para geração de energia hidrelétrica e a poluição, pois esses impactos podem afetar toda ou grande parte da distribuição dessas espécies, aumentando o risco de que sejam extintas.
Também observamos que as espécies que ocorrem na porção superior da bacia possuem datas de descrição mais recentes, enquanto as espécies que ocorrem na porção inferior da bacia possuem datas de descrição mais antigas. A porção superior, mais próxima da divisa entre os estados de Goiás e Tocantins, é uma região de maior altitude, relevo mais acentuado e de muitas nascentes e, portanto, mais difícil de ser amostrada.
Essa região tem sido alvo de muitas pesquisas recentemente, e muitas espécies endêmicas já foram descritas nessa região, com potencial para que novas espécies também sejam descritas para essa parte da bacia. No entanto, é possível que, se novos esforços de coleta forem direcionados para a parte inferior da bacia, próxima ao Pará e ao norte do Tocantins, novas espécies também possam ser descritas nesses locais.
Ano de descrição das espécies de peixes da bacia do rio Tocantins-Araguaia, mostrando que as espécies da região à sudeste da bacia foram descritas mais recentemente (cerca de metade das espécies tendo sido descritas entre 1910-1920) A figura acima mostra a variação no ano mediano de descrição das espécies para cada microbacia que compõe a bacia do rio Tocantins-Araguaia.
As microbacias com cores mais “quentes” (tendendo ao vermelho) apresentam espécies com datas de descrição mais recentes, enquanto as microbacias com cores mais “frias” (na direção do azul) concentram espécies com datas de descrição mais antigas. O padrão geográfico aparece porque há mais acesso e investimento em pesquisa na porção sudeste da bacia, que compreende a drenagem do rio Tocantins, onde existem muitas usinas hidrelétricas, que levaram a mais levantamentos e revisões recentes das espécies ali presentes.
Por outro lado, as regiões mais ao norte da bacia possuem mais espécies compartilhadas com a região amazônica, que possui um histórico de pesquisa mais longo e consolidado e que, portanto, contém espécies conhecidas há mais tempo e com amplas distribuições geográficas. Espécies mais comuns e importantes da bacia do rio Araguaia
Uma árvore evolutiva com muitos ramos desconhecidos Você provavelmente já ouviu ou leu algo do tipo ‘a goiaba é parente do araçá’, ou que ‘o cachorro e o lobo são da mesma família’.
Isso significa que essas espécies compartilham um ancestral comum em um passado muito distante. Todas as espécies possuem um ancestral comum em algum momento no tempo, e esse ancestral pode ser mais recente ou mais antigo.
Por exemplo, um cachorro é muito mais parecido com um lobo do que com uma goiabeira, o que significa que o ancestral comum do cachorro e do lobo viveu muito mais recentemente do que o ancestral comum que essas duas espécies compartilham com a goiabeira. Os peixes que ocorrem na bacia do rio Tocantins-Araguaia também compartilham um ancestral comum e, com isso, uma história de ancestrais e descendentes.
Essa história pode ser representada em uma “árvore”, similar às árvores genealógicas que mostram você, seus pais, seus avós e seus bisavós, por exemplo. A diferença é que os pesquisadores chamam essa árvore de árvore filogenética, ou filogenia, e em vez de representar relações de parentesco que ocorrem ao longo de gerações, elas representam relações que se desenvolveram ao longo de milhões de anos.
No entanto, entender e reconstruir essas relações de parentesco não é uma tarefa muito simples. Imagine que você queira construir uma árvore genealógica que mostre suas tataravós e seus trisavós, e também os seus descentes até chegar a você.
Provavelmente, você vai precisar fazer algum tipo de consulta, seja com sua família ou em documentos históricos. Para reconstruir a árvore filogenética dos peixes da bacia do rio Tocantins-Araguaia, também é necessário fazer muita pesquisa, mas em vez de consultarem documentos, os pesquisadores procuram hoje informações no próprio material genético (o DNA) para saber quais espécies são mais aparentadas entre si.
No entanto, dada toda a dificuldade envolvida nesse processo, ainda não se sabe onde muitas dessas espécies estão inseridas nessa árvore filogenética, ou seja, não se sabe exatamente quais são suas relações de parentesco com as demais espécies, já que ainda há falhas no conhecimento sobre dados genéticos dessas espécies, como mostramos em um estudo publicado na revista Neotropical Ichthyology, a revista oficial da Sociedade Brasileira de Ictiologia (aliás, ictiologia é a área da biologia que estuda os peixes).
Essas relações de parentesco nos ajudam a reconstruir a história evolutiva das espécies, ou seja, a entender como elas estão relacionadas entre si e como seu ancestrais deram origem às diferentes espécies que existem hoje. No entanto, ainda existem muitas lacunas no nosso conhecimento sobre a história evolutiva dos peixes da bacia do rio Tocantins-Araguaia, e chamamos isso de “lacuna Darwiniana”.
Como já falamos, temos registros de quase 750 espécies de peixes ocorrendo na bacia do rio Tocantins-Araguaia, mas cerca de 300 dessas espécies, ou seja, mais de 40%, ainda estão ausentes da árvore filogenética. A ausência dessas espécies compromete o nosso conhecimento da história evolutiva das espécies que ocorrem nessa bacia.
Trazendo novamente o exemplo da nossa árvore genealógica, é como se não soubéssemos quem são muitos de nossos parentes. Em um outro estudo, publicado este ano na revista internacional Hydrobiologia, observamos que os locais onde temos menor conhecimento da história evolutiva são justamente aqueles locais que apresentam um maior número de espécies endêmicas.
Espécies endêmicas normalmente são mais difíceis de serem coletadas, pois ocupam áreas geográficas pequenas, tornando o encontro com elas mais raro, o que dificulta que elas sejam estudadas. Assim, se voltarmos aos modelos matemáticos descritos anteriormente, que estimaram que em média 57 espécies ainda permanecem não descritas pela ciência e que essas, provavelmente, representam espécies endêmicas, esse cenário se torna ainda mais preocupante.
Mas qual a importância de se entender a história evolutiva dos peixes? Mapa da falta de conhecimento da história evolutiva para cada microbacia que compõe a bacia do rio Tocantins-Araguaia.
As microbacias com cores mais escuras apresentam maior falta de conhecimento da história evolutiva, enquanto os tons mais claros refletem maior conhecimento da história evolutiva Os peixes proporcionam muitos benefícios para os seres humanos.
No Araguaia, são uma fonte de subsistência para muitas famílias e um importante atrativo para o turismo na região. Agora, imagine se os peixes começassem a desaparecer! Isso pode estar acontecendo neste exato momento.
Felizmente, os pesquisadores estão se ocupando diariamente em entender como preservar essas espécies e conservar o seu hábitat natural. Quando entendemos a história evolutiva das espécies, conseguimos compreender melhor como diferentes espécies podem responder as mudanças climáticas e a modificação de seus hábitats naturais, o que permite que estratégias de conservação sejam traçadas.
Além disso, as espécies endêmicas podem estar mais vulneráveis a essas alterações ambientais, o que torna imprescindível descrevê-las e entender como todas essas espécies estão conectadas na árvore filogenética. Lembre-se de que, mesmo que uma espécie de peixe não venha a servir de alimento para você e sua família, ou que não faça parte do seu lazer, a diversidade da vida está entrelaçada e, portanto, as espécies fazem parte de uma complexa rede de relações que permite a manutenção da vida.
Com isso, cada espécie perdida pode representar também a perda das relações que sustentam toda essa rede! Geophagus neambi
Confira quem são os autores dos artigos Lívia Frateles – Bióloga e doutoranda no Programa de Pós-graduação em Ecologia e Evolução da Universidade Federal de Goiás (UFG).
Gabriel Nakamura – Biólogo, Doutor em Ecologia pela UFRGS, professor na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), pesquisador do INCT EECBio. Geiziane Tessarolo – Bióloga, Doutora em Ecologia e Evolução pela UFG e pesquisadora do INCT EECBio, Coordenadora científica do Instituto Relva.
Flavia de Paiva Breseghello – Bióloga, e mestranda no Programa de Pós-graduação em Ecologia e Evolução da UFG. José Alexandre Felizola Diniz-Filho – Biólogo, Doutor em Zoologia pela UNESP, professor na UFG, coordenador do INCT EECBio, sub-coordenador do PPBio Araguaia e pesquisador do PELD Araguaia.
Fabrício Barreto Teresa – Biólogo, Professor da Universidade Estadual de Goiás (UEG), pesquisador do INCT Peixes e do INCT EECBio, vice-coordenador do PELD Araguaia, pesquisador associado ao PPBio Araguaia e pesquisador do Centro de Excelência em Segurança Hídrica (CEHIDRA) da Universidade Estadual de Goiás (UEG).
Guilherme Rogie Gonçalves Tavares – Ecólogo e doutorando no Programa de Pós-graduação em Ecologia e Evolução da UFG. Murilo Sversut Dias – Biólogo, Doutor em Ecologia pelo MNHN/FR, Professor da Universidade de Brasília (UnB), Pesquisador do INCT Peixes e do PPBio Araguaia.
Fernanda A. S.
Cassemiro – Bióloga, Doutora em Biologia Animal pela UnB, pesquisadora do PPBio Araguaia e coordenadora de projetos na Dossel Ambiental. Laura Barreto de Paula-Souza – Bióloga, Doutora em Ecologia e Evolução pela UFG e pesquisadora do PPBio Araguaia e do INCT EECBio.
Pesquisadora colaboradora do PPG ECL-UnB e pesquisadora do ICMBio.
