Os pesquisadores precisam "pisar no freio um pouco" antes de declarar que uma espécie é nova para a ciência?

Um estudo recente da Universidade de Kansas publicado na revista revisada por pares Ecologia Molecular demonstra o uso indevido e o abuso de métodos que os cientistas costumam usar para estabelecer limites entre diferentes espécies, especialmente as chamadas espécies "crípticas", pode levar à superestimação da diversidade de espécies.

Os pesquisadores da KU avaliaram as diferenças genéticas entre as populações de sapos torrent da Malásia usando duas abordagens:primeiro, eles empregaram métodos de delimitação de espécies (SDMs) que se concentram na identificação e demarcação de quebras genéticas em regiões genéticas-alvo (sequências de DNA) para determinar os limites das espécies. Segundo, eles usaram dados coletados em todo o genoma para realizar uma análise abrangente da variação molecular - para determinar se os estudos de genes direcionados refletem "espécies" reais.

O novo estudo, realizado pelo estudante de doutorado Chan Kin Onn e seu orientador, Professor Rafe Brown KU, descobriram que SDMs inferiram até sete espécies distintas, enquanto a análise mais exaustiva, em vez disso, sugeriu a existência estatisticamente justificável de apenas três espécies, incluindo várias populações da mesma espécie de rã, que tinha uma história de troca de genes para frente e para trás.

"SDMs foram eficazes na delimitação de linhagens divergentes na ausência de fluxo gênico, mas superestimaram espécies na presença de estrutura populacional e fluxo gênico marcados, "escreveram os autores. Fluxo gênico é a troca de genes de uma população para outra - como a troca de material genético entre sapos que vivem em diferentes cadeias de montanhas, facilitada pela migração de indivíduos entre as populações.

"Não estamos questionando análises ou métodos do passado, mas, em vez, defendemos uma implementação e interpretação mais cautelosas, "disse Chan Kin Onn, do Instituto de Biodiversidade da KU e do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva, quem liderou o novo estudo. "Não estamos dizendo que todos os documentos que descrevem novas espécies estão errados. Eu mesmo descrevi espécies usando SDMs. Mas sugerimos que, em alguns casos, devemos ser mais cautelosos ao descrever novas espécies, especialmente quando o fluxo gênico entre as espécies está envolvido. A maioria dos programas disponíveis não leva em consideração o fluxo gênico, então, se a troca genética estiver presente, é um acéfalo. Podemos facilmente obter resultados errados. Sugerimos neste estudo que o sucesso é provavelmente uma questão de usar a ferramenta certa para a tarefa certa. "

Os co-autores de Chan e Brown foram L. Lee Grismer da La Sierra University, Yong-Chao Su, da Kaohsiung Medical University em Taiwan, Jesse Grismer da Auburn University e UCLA, Evan Quah da Universiti Sains Malaysia e Alana Alexander da KU.

Os pesquisadores realizaram suas análises comparativas em populações de um grupo de rãs torrent da Malásia do gênero Amolops, todos inicialmente considerados da mesma espécie.

"Essas rãs torrent são amplamente distribuídas na maior parte da Ásia, "Disse Chan." Estudos anteriores os trataram como 51 espécies. Contudo, na Península da Malásia, análises anteriores sugeriram que havia apenas uma espécie. Nosso estudo começou quando pesquisamos a península usando a metodologia de nossos levantamentos usuais - encontramos essas rãs em abundância em riachos de floresta limpa. Eles eram tão comuns que não prestávamos muita atenção a eles. Hora extra, Contudo, notamos que diferentes populações pareciam notavelmente diferentes fisicamente. Ficamos imaginando se poderia haver mais de uma espécie na Malásia. "

Chan decidiu examinar os sapos torrent usando SDMs comumente usados ​​e uma abordagem de genômica de populações mais moderna para ver se havia uma diferença entre os resultados.

"Este foi um estudo de comparação metodológica, "Disse Chan." Eu queria examinar a eficácia das abordagens tradicionais para identificar novas espécies. Fiquei motivado a fazer isso porque 'novas espécies' estão sendo descritas como loucas na Ásia - mas a maioria desses estudos olha para o mesmo tipo de dados, usam o mesmo tipo de análise e empregam um modelo quase padronizado em estudos de 'delimitação de espécies'. Contudo, a maioria dessas abordagens de delimitação de espécies não leva em conta o fluxo gênico entre as populações - um real, fenômeno biológico. Por causa disso, os modelos de delimitação de espécies podem não se ajustar adequadamente aos estudos de divergência quando o fluxo gênico está presente. "

A equipe analisou 225 amostras de torrent-sapo usando morfologia, DNA mitocondrial e dados de polimorfismo de nucleotídeo único em todo o genoma para encontrar objetivamente os limites das espécies enquanto contabilizam o fluxo gênico passado e presente entre as populações de rãs.

"Na era atual da ciência genômica, é muito importante olhar para a estrutura genética em mais detalhes, "Chan disse." Não é mais suficiente apenas identificar 'quebras' genéticas entre as populações para justificar seu reconhecimento como 'nova espécie'. Também precisamos examinar como os genes estão se movendo entre as populações e como isso afeta a integridade dos limites das espécies. "

Próximo, Chan usará as descobertas das rãs torrent peninsular da Malásia como base para conduzir um estudo maior sobre lagartixas cársticas da Malásia. Ele recentemente recebeu US $ 19, 500 bolsa da National Science Foundation para testar a hipótese de especiação ecológica em lagartixas de dedos tortos.

"O programa NSF Dissertation Improvement Grant tornou minha dissertação possível, - disse Chan. - É uma pena saber que a NSF interrompeu o programa este ano. Como os futuros cientistas dos EUA aprenderão a escrever propostas de doações da NSF? "

Chan disse que seu trabalho com rãs torrent peninsulares da Malásia foi uma "prova de conceito" para seu estudo de dissertação maior com as lagartixas.

"Eu queria usar métodos genômicos para ver se eles eram capazes de delinear com precisão os limites das espécies enigmáticas como um teste, "Disse Chan." Foi um sucesso enorme para um sistema de sapos torrent, que se pensava incluir apenas uma espécie. Agora, vamos aplicar a mesma estrutura a um sistema muito diferente, incluindo aqueles que potencialmente poderiam ser descritos em excesso. "

O trabalho colaborativo de Chan com Lee Grismer da La Sierra University, liderando pesquisas sobre lagartixas da Malásia (país de origem de Chan), ajudou a priorizar os esforços de conservação e até mesmo influenciou o uso da paisagem e os planos de manejo relacionados à extração de formações cársticas, a fim de preservar um novo, habitat de espécies ameaçadas.

"Um dos principais motivos pelos quais estamos fazendo isso é porque encontramos muitas espécies em formações cársticas isoladas, cujos habitats estão ameaçados por serem transformados em cimento, "Disse Chan." Nós descobrimos e descrevemos novas espécies que já estão sob risco de extinção. Isso ocorre porque o único habitat disponível está sendo extraído para a produção comercial maciça de cimento. Conseguimos interromper um desses projetos há alguns anos. Algumas organizações de conservação nos contataram, dizendo, 'Vocês têm que vir e inspecionar nossa montanha - as empresas de cimento querem reduzi-la a pó.' Visitamos os locais e encontramos novas espécies de lagartos que não eram encontradas em nenhum outro lugar da Terra - e a empresa de cimento desistiu. "