Como prever (e evitar) o colapso de ecossistemas?

A revista Pesquisa Fapesp deste mês traz uma reportagem minha sobre biólogos que querem entender porque alguns trechos do que restou da Mata Atlântica preservam uma grande diversidade de animais e outros não. Em um artigo científico publicado ano passado na PLoS ONE, os pesquisadores Renata Pardini, Adriana Bueno, Toby Gardner, Paulo Prado e Jean Paul Metzger, explicaram porque isso acontece com um modelo que comprovaram analisando os dados de um levantamento das populações de pequenos mamíferos (roedores e marsupiais) no planalto paulista.  “Um trabalho insano”, foi como Pardini descreveu para mim o esforço de coleta dos pequenos mamíferos que realizou com Adriana. Em cada um dos 68 pontos de coleta, seja dentro de fragmentos ou da mata contínua, as zoólogas passavam 32 dias registrando os animais que caiam nas armadilhas, uma série de 11 baldes de 60 litros enterrados no chão da floresta, distantes 10 metros um dos outros. Identificar as espécies também foi um desafio, pois havia relativamente pouca informação sobre os animais, por serem pequenos, noturnos e furtivos. Trabalhando junto com taxonomistas, chegaram a encontrar uma espécie de um gênero novo, o roedor Drymoreomys albimaculatus.

O modelo, porém, não vale só para a Mata Atlântica, nem só para pequenos mamíferos, mas em princípio para qualquer espécie animal vivendo em um habitat fragmentado:

Segundo o modelo, o colapso das populações seria causado pela combinação de processos que ocorrem em duas escalas: local e regional. Os processos com efeito regional estão ligados à dificuldade de migrar de um fragmento de floresta para outro. Condicionada à área total de matas remanescentes na região, essa dificuldade aumenta com o avanço do desmatamento, pois crescem exponencialmente as distâncias separando os trechos de florestas – e muitas espécies, até pássaros como o trepador-coleira (Anabazenops fuscus), não se deslocam de um fragmento a outro quando há pastagens ou estradas no caminho. Presos a áreas restritas, essas espécies se tornam mais suscetíveis a processos que influenciam as extinções em escala local, como a redução na área dos fragmentos, que diminui o tamanho das populações.

O mais importante é que esse modelo pode orientar decisões sobre o melhor modo de aplicar recursos para conservar e recuperar a mata atlântica. Segundo os pesquisadores, ele prevê, por exemplo, que os eventos que precedem a extinção dariam pistas de sua chegada com antecedência. A maneira como as espécies se distribuem nos fragmentos de uma região sinaliza quando a biodiversidade está no limite de cair abruptamente, mas ainda tem boa chance de ser recuperada. “Nessas condições, pequenos investimentos de restauração que facilitem o fluxo de animais entre os fragmentos produziriam um retorno grande”, diz Metzger. “Se quisermos aumentar a cobertura florestal da mata atlântica com ganhos rápidos de diversidade biológica, é nessa faixa [regiões com 20% a 40% de remanescentes] que temos de atacar.”LINK

Essa é mais uma pesquisa que vai na tendência atual de buscar sinais nos ecossistemas que indiquem que esses estejam perto do colapso, influenciadas pelas ideias de ecólogos como Marten Scheffer (veja uma palestra dele aqui). Mês passado um experimento em um lago nos EUA conseguiu observar justamente isso. Os trabalhos nessa área parecem bem adiantados em ecossistemas aquáticos e estão apenas começando em outros ecossistemas (ecólogos, me corrigam!).
 
Na verdade, me interessei em fazer a reportagem inicialmente porque o modelo dos pesquisadores é inspirado em parte em resultados de simulações de computador do desmatamento, cujos resultados podem ser entendidos por uma teoria que vem da física-matemática, a teoria da percolação, que estuda o grau de conexão entre pontos em uma rede bidimensional. Os resultados das simulações sugerem que, à medida que a cobertura de vegetação nativa diminui, seus fragmentos sofrem transformações abruptas durante o processo, parecidas com as transições de fase que a água passa durante sua fervura ou congelamento. Uma dessas transformações é o distanciamento exponencial dos fragmentos. De início, o desmate afasta lentamente os fragmentos, até que de repente, a distância entre eles começa a aumentar exponencialmente. Essas transformações foram confirmadas também por estudos de paisagens reais, feitos por Metzger e outros pesquisadores. Em um artigo publicado em 2006 na revista Landscape Ecology, por exemplo, Metzger e seu então aluno de mestrado Francisco de Oliveira Filho analisaram por fotos de satélite a evolução do desmatamento de três áreas diferentes na Amazônia ao longo de 14 anos. Embora cada uma das áreas tenha sido desmatada de maneiras diferentes (uma por pequenas propriedades ao longo de um estrada, outra por propriedades distribuídas irregularmente e a última por grandes fazendas), eles observaram nos três casos mudanças bruscas ao longo do tempo nos tamanhos dos fragmentos e nas distâncias entre eles.

crédito da imagem: © 2010 Pardini et al. T, doi:10.1371/journal.pone.0013666.g002

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Discussão - 3 comentários

  1. Luiz Bento disse:

    Fala Igor,
    Experimentos de lago inteiro eu acho que ainda não foram realizados no Brasil. Demandam muita grana e tempo pois jogar 2 toneladas de fosfóro em uma lagoa e controlar isso não é mole.
    O que é muito feito no Brasil são os estudos de mesocosmos. Contruímos tanques de pvc ou plástico e colocamos dentro de um lago. Assim temos as condições naturais do lago relativamente preservadas e conseguimos brincar com nutrientes, predadores, sombreamento, etc.
    Em 2008 saiu na Science um artigo muito legal contando a história do Schindler e dos experimentos de lago inteiro que ele realizou:
    http://www.sciencemag.org/content/322/5906/1316.summary
    Abraços.

  2. Igor Z disse:

    Luiz, obrigado pelos comentários e referências! Não conhecia esse Schindler. Você ou alguém ai sabe de brasileiros que fazem experiências assim em lagos?

  3. Luiz Bento disse:

    Corretíssimo Igor. Estados alternativos estáveis são estudados na ecologia de ecossistemas aquáticos há vários anos. Como todos sabem a base histórica da ecologia geral foi feita principalmente em lagos e lagoas. É relativamente mais simples estudar um ecossistema “fechado” (aspas) do que correr atrás de um roedor em uma floresta.
    Podemos dividir um lago literalmente ao meio, jogando nutrientes em apenas um lado (David W. Schindler é O cara neste assunto), tirar ou colocar uma espécie de peixe causando um efeito cascata na teia trópica (O Sheffer que você citou tem vários trabalhos em lagos rasos holandeses sobre isso).
    Enfim, com certeza é um sistema muito mais fácil de ser manipulado que ecossistemas terrestres e por isso é a base da ecologia teórica.
    Abraços e parabéns pelo post.

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