Repetindo:biólogos observam mudanças evolutivas recorrentes, ao longo do tempo, em bichos-pau
Um inseto-pau verde Timema cristinae se mistura com o arbusto lilás da Califórnia (Ceanothus spinosus). Crédito:Aaron Comeault Um debate de longa data entre os cientistas evolucionistas é mais ou menos assim:Será que a evolução acontece num padrão previsível ou depende de eventos fortuitos e contingências? Isto é, se você pudesse voltar no tempo, como descreveu o célebre cientista Stephen Jay Gould (1941-2002) em sua famosa metáfora, "Repetindo a fita da vida", a vida na Terra evoluiria, mais uma vez, como algo semelhante ao que sabemos agora, ou seria muito, muito diferente?
“Se você enquadrar isso como uma questão de ou/ou, é muito simplista”, diz o biólogo evolucionista da Universidade Estadual de Utah, Zachariah Gompert. “A resposta não é ‘completamente aleatória’ ou ‘completamente determinística e previsível’. E ainda assim, examinando escalas de tempo curtas, podemos encontrar padrões evolutivos previsíveis e repetíveis”.
Gompert e colegas relatam evidências de evolução repetível em populações de bichos-pau no artigo "A evolução se repete em replicar estudos de longo prazo na natureza", em Avanços da Ciência . Os autores do artigo incluem Patrik Nosil, colaborador de longa data de Gompert, e outros pesquisadores da Universidade de Montpelier, na França, da Universidade Federal de São Paulo, no Brasil, da Universidade de Nevada, de Reno e da Universidade de Notre Dame.
A equipe examinou três décadas de dados sobre a frequência de formas crípticas de padrões de cores na espécie de bicho-pau Timema cristinae em dez populações naturalmente replicadas na Califórnia. T. cristinae é polimórfica quanto à cor e padrão do corpo. Alguns insetos são verdes, o que permite que o inseto sem asas que se alimenta de plantas se misture com os arbustos lilases da Califórnia (Ceanothus spinosus). Em contraste, as formas listradas verdes desaparecem contra os arbustos chamise (Adenostoma fasciculatum).
Esconder-se entre as plantas é uma das principais defesas de T. christinae, já que pássaros famintos, como os gaios, são predadores insaciáveis dos bichos-pau.
Um gaio com um bicho-pau Timema no bico. Crédito:Henri Truchassout
“A predação de pássaros é um fator constante que molda as características orgânicas dos insetos, incluindo coloração e listrado versus não listrado”, diz Gompert, professor associado do Departamento de Biologia da USU e do Centro de Ecologia da USU. "Observamos flutuações previsíveis para cima e para baixo na frequência das listras em todas as populações, representando dinâmicas evolutivas repetíveis com base na variação genética permanente."
Ele diz que um experimento de campo demonstra que essas flutuações envolvem seleção natural dependente de frequência negativa (NFDS), onde padrões de cores enigmáticos são mais benéficos quando raros do que comuns. Isto ocorre provavelmente porque os pássaros desenvolvem uma “imagem de busca” para presas muito abundantes.
“Em escalas de tempo curtas, a evolução envolvendo variações existentes pode ser bastante previsível”, diz Gompert. “Você pode contar com a presença constante de certos motoristas, como pássaros se alimentando de insetos”.
Mas em escalas de tempo mais longas, a dinâmica evolutiva torna-se menos previsível.
“As populações podem sofrer um evento fortuito, como uma seca severa ou uma inundação, que perturbe o status quo e, portanto, os resultados previsíveis”, diz Gompert.
Um inseto-pau listrado Timema cristinae se mistura com um arbusto chamise (Adenostoma fasciculatum). Crédito:Moritz Muschick
Em escalas de longo prazo, uma nova mutação na espécie poderia introduzir uma característica rara, diz ele. "Isso é o mais próximo possível de verdadeiramente aleatório."
“Coisas raras são facilmente perdidas por acaso, por isso há uma forte probabilidade de uma nova mutação desaparecer antes de ganhar força”, diz ele. "Na verdade, outra espécie de bicho-pau Timema que também se alimenta de chamise nunca teve ou perdeu rapidamente as mutações que formam a característica enigmática da listra. Assim, a evolução da listra não é um resultado repetível da evolução nesta longa escala."
Gompert observa que estudos replicados e de longo prazo de populações naturais, incluindo pesquisas sobre os famosos tentilhões de Darwin, são raros.
“Como a maior parte deste trabalho está restrita a uma ou poucas populações, é difícil fazer inferências sobre a repetibilidade entre múltiplas populações evolutivamente independentes”, diz ele. “Esses estudos são difíceis de implementar, não apenas porque exigem um esforço conjunto, mas também porque não é possível apressar o tempo”.
