Descubra os segredos da abundância de espécies

Ao longo dos anos, as observações globais da biodiversidade revelaram um padrão potencialmente consistente que indica quantas espécies são comuns, extremamente raras ou situam-se algures no meio.

Observações naturais ao longo de um século revelaram um padrão consistente em… Classificar Abundância: Embora a maioria das espécies sejam raras, em grande parte não o são, sendo algumas muito comuns. As chamadas distribuições globais de abundância de espécies ficaram completamente expostas para alguns grupos de espécies bem monitorizadas, como as aves.

Quanto a outros grupos de espécies, como os insectos, o véu permanece parcialmente levantado. Estas são as descobertas de uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Centro Alemão de Pesquisa Integrativa da Biodiversidade (iDiv), pela Universidade Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) e pela Universidade da Flórida (UF), publicadas na revista Ecologia e evolução da natureza. O estudo mostra como é importante monitorar a biodiversidade para descobrir a abundância de espécies na Terra e entender como elas estão mudando.

“Quem pode explicar por que uma espécie tem uma distribuição ampla e é tão numerosa, e por que outra espécie semelhante tem uma distribuição estreita e é rara?” Esta questão foi colocada por Charles Darwin no seu livro inovador Sobre a Origem das Espécies, publicado há mais de 150 anos. Um desafio relacionado é compreender o número de espécies comuns (múltiplas) e o número de espécies raras, que é chamado de distribuição global de abundância de espécies (gSAD).

Tigre (Tigre Bardus) É uma espécie rara a média. Crédito: Corey Callahan

Dois modelos principais de gSAD foram propostos no século passado: RA Fisher, estatístico e biólogo, propôs que a maioria das espécies são muito raras e que o número de espécies está diminuindo em relação às mais comuns (o chamado modelo de série logarítmica ). Por outro lado, F. W. Preston, engenheiro e ecologista, argumentou que apenas algumas espécies são realmente muito raras e que a maioria das espécies tem um nível médio de comumidade (o chamado modelo lognormal). No entanto, até agora, apesar de décadas de investigação, os cientistas não conheciam um modelo que descrevesse o verdadeiro gSAD do planeta.

Resolver este problema requer enormes quantidades de dados. Os autores do estudo utilizaram dados do Global Biodiversity Information Facility (GBIF) e transferiram dados que representam mais de mil milhões de observações de espécies na natureza entre 1900 e 2019.

“A base de dados GBIF é um excelente recurso para todos os tipos de investigação relacionada com a biodiversidade, especialmente porque reúne dados recolhidos de cientistas profissionais e cidadãos de todo o mundo”, afirma o primeiro autor, Dr. Corey Callahan. Começou a estudar enquanto trabalhava na iDiv e na MLU e hoje trabalha na UF.

A distribuição global de abundância de espécies (gSAD) foi totalmente revelada para aves e mostra um padrão potencialmente global: existem algumas espécies muito raras, como o papagaio pendurado do Sri Lanka, muitas espécies raras, como o açor do norte, e algumas espécies comuns como o pardal doméstico. Este padrão foi proposto pela primeira vez por FW Preston em 1948. Fonte: Gabriel Rada (ilustração), Corey Callahan (fotos)

Callahan e seus colegas pesquisadores dividiram os dados baixados em 39 grupos de espécies, por exemplo, pássaros, insetos ou mamíferos. Para cada um, eles compilaram a distribuição global de abundância de espécies (gSAD).

Os investigadores descobriram um padrão potencialmente global, que surge quando a distribuição da abundância de espécies é totalmente revelada: a maioria das espécies são raras, mas não muito raras, e apenas algumas espécies são muito comuns, como seria de esperar num modelo lognormal. No entanto, os investigadores também descobriram que o véu só foi totalmente levantado para alguns grupos de espécies, como cicadáceas e aves. Para todos os outros grupos de espécies, os dados ainda não são suficientes.

“Se não tivermos dados suficientes, é como se a maioria das espécies fosse demasiado rara”, afirma o investigador principal, Professor Henrique Pereira, chefe do grupo de investigação do iDiv e MLU. “Mas ao adicionar mais e mais observações, o quadro muda. Você começa a ver que existem, de fato, mais espécies raras do que espécies muito raras. Você pode ver essa mudança para cicadáceas e pássaros quando compara observações de espécies desde 1900, quando os dados estavam disponíveis Menos, com as observações de espécies mais abrangentes que temos hoje. É notável: podemos ver claramente o fenômeno de revelar toda a distribuição da abundância de espécies, conforme previsto por Preston há várias décadas, mas só agora demonstrado na escala de todo o planeta.

“Embora façamos observações há décadas, descobrimos apenas alguns grupos de espécies”, diz Callahan. “Ainda temos um longo caminho a percorrer. Mas o Mecanismo Global de Informação sobre a Biodiversidade e a partilha de dados representam realmente o futuro da investigação e monitorização da biodiversidade para mim.”

Os resultados do novo estudo permitem aos cientistas avaliar até que ponto os gSADs são detectados para diferentes grupos de espécies. Isto permite responder a outra questão de investigação de longa data: Quantas espécies existem? Este estudo concluiu que, embora para alguns grupos, como as aves, quase todas as espécies tenham sido reconhecidas, o mesmo não acontece com outros táxons, como os insetos e as aves. Cefalópodes.

Os investigadores acreditam que as suas descobertas podem ajudar a responder à pergunta de Darwin sobre por que algumas espécies são raras e outras comuns. O padrão global que encontraram pode indicar mecanismos ecológicos ou evolutivos gerais que governam a prevalência e a raridade das espécies.

À medida que mais pesquisas são feitas, os humanos continuam a alterar a superfície do planeta e a abundância de espécies, por exemplo, tornando as espécies comuns menos comuns. Isto complica a tarefa dos investigadores: eles precisam de compreender não só como a abundância de espécies evolui naturalmente, mas também como os impactos humanos alteram estes padrões simultaneamente. Ainda pode haver um longo caminho a percorrer antes que a pergunta de Darwin seja finalmente respondida.

Referência: “Descobrindo Distribuições Globais de Abundância de Espécies” por Corey T. Callahan, Luis Borda de Agua, Roel van Klink, Roberto Rosi e Henrique M. Pereira, 4 de setembro de 2023, Ecologia e evolução da natureza.
doi: 10.1038/s41559-023-02173-y