Quando os lobos retornaram a Yellowstone em 1995, ninguém imaginava que os predadores iriam literalmente mudar o curso dos rios no parque nacional por meio de efeitos em cascata sobre outros animais e plantas.
Agora, uma abordagem desenvolvida pela Stanford University traz a promessa de prever tais mudanças no ecossistema à medida que certas espécies se tornam mais prevalentes ou desaparecem completamente.
Descrito em Fronteiras em Ecologia e Evolução, a técnica rápida e de baixo custo é a primeira a analisar o DNA deixado para trás nas fezes dos animais para mapear redes complexas de interações entre espécies em um sistema terrestre.
Isso poderia ajudar a redefinir a conservação como a conhecemos, identificar espécies que de outra forma seriam difíceis de encontrar e orientar um esforço global para reconstituir vastas áreas por meio da reintrodução de espécies extirpadas localmente.
“Não é apenas que podemos capturar rapidamente a biodiversidade de uma área“, disse a autora principal do estudo, Jordana Meyer, Ph.D. em biologia. candidato na Stanford School of Humanities and Sciences.
“Também podemos quantificar a extensão das ligações indiretas entre as espécies, por exemplo, como o comportamento de um predador específico afeta a vegetação em uma área. Isso nos permite medir os impactos sobre as espécies que são essenciais para o sistema ou particularmente vulneráveis.”
Assim como a introdução de espécies, como os lobos de Yellowstone, pode ter efeitos generalizados, seu desaparecimento pode ser devastador de maneiras difíceis de prever pelos cientistas.
Meyer, cujo trabalho se concentra principalmente na vida selvagem africana, viu o impacto em primeira mão na República Democrática do Congo. Lá, a perda de grandes herbívoros, como rinocerontes e elefantes, levou ao encolhimento das savanas de pastagens outrora enormes que as criaturas pastavam.
À medida que os impactos humanos em lugares selvagens se aceleram, a conservação eficaz e o manejo do ecossistema exigirão tecnologias mais rápidas, baratas e não invasivas para capturar as mudanças na biodiversidade e quantificar as interações entre as espécies.
Uma das ferramentas mais promissoras é o estudo do chamado DNA ambiental em materiais animais deixados para trás, como cabelo e pele.
A Pesquisa
Depois de extrair o DNA, os cientistas o sequenciam e comparam com bancos de dados online para identificar os organismos presentes em uma determinada área. É um processo relativamente rápido e de baixa manutenção em comparação com as abordagens tradicionais, como captura ao vivo, rastreamento de animais e captura de câmera.
Trabalhando na reserva biológica Jasper Ridge de 1.193 acres de Stanford, os pesquisadores usaram sua técnica para analisar fezes de carnívoros, como leões da montanha, onívoros como raposas cinzas e herbívoros como veados-de-cauda-preta. ]
Ao identificar o DNA nas dietas desses animais, os pesquisadores construíram uma teia alimentar extraordinariamente detalhada e rica em dados e capturaram com precisão a biodiversidade da área quando comparada com outras pesquisas com animais e um estudo de armadilha fotográfica de longo prazo na reserva.
Entre outras surpresas, a nova análise revelou os efeitos indiretos de uma cascata de predadores sobre a vegetação e permitiu aos pesquisadores determinar exatamente como os predadores competiam entre si.
Esses resultados foram validados contra evidências de dados de armadilhas fotográficas coletados em Jasper Ridge nos últimos sete anos, nos quais o retorno dos leões da montanha, o principal predador do ecossistema, causou um declínio na ocorrência de cervos e coiotes.
Sem seu concorrente coiote, a anteriormente rara raposa cinza voltou para Jasper Ridge. As raposas cinzentas subsistem mais de plantas, nomeadamente frutas e sementes, do que os coiotes. Assim, o aumento das raposas cinzentas pode levar a alterações na distribuição e abundância das fruteiras na reserva, pois as sementes muitas vezes permanecem viáveis após serem digeridas por mamíferos.
Descobertas
Armados com esse tipo de conhecimento, os gerentes podem prever os impactos das mudanças nas comunidades de animais e plantas, o que pode, por sua vez, fornecer uma estrutura para decisões relevantes para a conservação.
O DNA que os pesquisadores coletaram em fezes de animais também identificou espécies de plantas e animais que não existiam dentro da reserva, fornecendo um alerta precoce sobre espécies invasoras.
“Estamos entusiasmados com esta abordagem porque não só nos ajudará a entender como e por que as espécies sobrevivem em áreas protegidas com base no que comem, mas também se os animais são capazes de capitalizar em plantas não nativas e espécies animais“, disse o estudo a autora sênior Elizabeth Hadly, a professora Paul S. e Billie Achilles de Biologia Ambiental na Escola de Humanidades e Ciências de Stanford. O laboratório de Hadly foi pioneiro no trabalho com DNA antigo e deixado para trás nos EUA, América do Sul e Índia.
Esses métodos podem ajudar a restaurar áreas protegidas ao permitir que os pesquisadores modelem como os ecossistemas responderão a certas espécies antes de serem realmente reintroduzidos.
Por exemplo, antes de reintroduzir o leão africano em partes protegidas da África, os cientistas podem primeiro estudar a biodiversidade e a conectividade das áreas e prever como os leões podem impactar as populações de presas e outros efeitos que podem desencadear em todo o ecossistema.
Os pesquisadores planejam expandir seu modelo em áreas protegidas na África para auxiliar na gestão adaptativa estratégica e estratégias de reflorestamento. “Tenho esperança de que técnicas como essa possam nos ajudar a proteger e monitorar os espaços naturais em escala global“, disse Meyer.
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Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante
Fonte: Phys Org
