Os seres humanos estão familiarizados com a ideia de eventos extremos. Os meteorologistas nos mantêm atualizados sobre furacões, inundações e altas temperaturas. Economistas observam o mercado de ações em busca de sinais de quedas ou altas. Passamos muito tempo tentando prever melhor esses eventos, no entanto, muitas vezes ficam surpresos quando eles ocorrem.

Mas, diz um novo estudo na revista Limnologia e Oceanografia Cartas, quando se trata de extremos da biologia, não é suficiente apenas esperar o inesperado. Precisamos estar prontos para o sem precedentes também.

Mais de três décadas de dados físicos, variáveis ​​químicas e biológicas em 11 lagos do meio-oeste mostram que, embora as temperaturas do lago e as concentrações de nutrientes aumentem dentro de intervalos relativamente esperados, organismos biológicos alcançam extremos populacionais elevados. As descobertas desafiam os preconceitos sobre como é uma distribuição "normal" de médias e extremos.

"Não tem havido muita atenção às flutuações extremas nas séries temporais biológicas, "diz o autor principal do artigo, Ryan Batt, que conduziu o estudo como estudante de graduação no Centro de Limnologia da UW-Madison. "Temos a tendência de pensar nessas coisas que causam uma grande angústia nas populações humanas, como desastres naturais ou colapsos financeiros. Eu queria saber como a biologia se compara, mas eu não esperava que fosse tão extremo. "

Batt, agora um pesquisador de pós-doutorado na Rutgers University, tirou proveito de décadas de dados coletados pelo site Long-Term Ecological Research (LTER) da National Science Foundation em Wisconsin. Desde 1981, o projeto LTER North Temperate Lakes mede tudo rotineiramente, desde a temperatura da água até as concentrações de nutrientes e populações de peixes em 11 lagos de Wisconsin. Isso somou dados de 595 variáveis ​​diferentes ao longo de 30 anos, Batt diz.

Os dados mostram que as populações das plantas, peixes e plâncton que vivem nos lagos de estudo chegam a tais extremos que em outros tipos de conjuntos de dados, os números pareceriam outliers. Por exemplo, considere a altura humana.

"Se você visse alguém andando por aí com 14 pés de altura, isso seria uma loucura, "diz Batt." Mesmo um único pé de altura faz uma grande diferença em termos de ser um outlier para o que consideraríamos 'normal'. "

Contudo, no conjunto de dados, tais extremos foram mais frequentes do que os pesquisadores esperavam.

"Minha intuição era que a biologia teria menos extremos, "diz Steve Carpenter, diretor do UW-Madison Center for Limnology e co-autor do estudo. "Mas havia novos recordes sendo estabelecidos o tempo todo."

Anglers on Madison, Lago Mendota de Wisconsin, parte do LTER, pode ter experimentado esses extremos em primeira mão. Nos 30 anos em que os pesquisadores registraram populações de peixes, uma taxa média de captura para o popular e saboroso peixe panfish, bluegill, era cerca de cinco peixes por hora de pesca. Mas, em 1983 e novamente em 2004, essa taxa de captura era superior a 30 por hora.

O Lago Monona, nas proximidades, mostra potencial semelhante para extremos. De 1995 ao início de 2000, as populações de bluegill flutuaram entre cerca de 200, 000 e 300, 000 peixes. Então, em 2002, esse número atingiu um novo extremo de 500, 000, quase dobrando a marca alta anterior. Apenas três anos depois disso, atingiu cerca de 800, 000 peixes.

Batt escolheu se concentrar em "booms, não busts" porque era mais interessante e um pouco contra-intuitivo. "Sempre olhamos para a biologia como tendo que lidar com eventos extremos no meio ambiente, como se houvesse uma onda de calor e um monte de peixes morresse ou houvesse uma onda de frio e um monte de peixes morresse, ", diz ele." Temos a tendência de sempre pensar no meio ambiente como tendo extremos que são letais. O que eu queria saber é, o que é possível além do que posso imaginar? "

Dizer a resposta surpreendeu os pesquisadores pode estar sendo muito moderado.

Ver esses extremos nos dados físicos e químicos dos lagos requer muito tempo e coleta de volumes de dados antes que novos registros sejam estabelecidos, e esses registros não eram tipicamente muito chocantes. Com os dados biológicos, Carpenter diz que os pesquisadores não tiveram que esperar muito, e o que eles observaram os fez pensar:"'Uau, é mais poleiro amarelo do que já vimos antes. ' Por muito, " ele adiciona.

No relatório, os autores propõem um mecanismo que pode estar impulsionando esse fenômeno. Possivelmente, eles sugerem, organismos são preparados para tirar vantagem de boas condições, amplificando coisas como temperaturas ideais ou um aumento nos nutrientes disponíveis. Anos com solavancos menos extremos em condições ambientais podem corresponder a explosões sem precedentes em populações de peixes ou algas, embora os pesquisadores ainda não tenham testado isso.

Se então, diz Carpenter, sugere que os ecologistas deveriam pensar mais sobre as causas ecológicas dos extremos, enquanto os gestores de recursos deveriam "esperar extremos na biologia talvez mais do que nossa intuição nos levaria a pensar".

Na verdade, como a atividade humana impacta todos os tipos de variáveis ​​ambientais, das mudanças climáticas, à perda de habitat, à poluição de nutrientes, devemos nos preparar para uma alta variabilidade no que essas mudanças significam para as plantas e animais que chamam esses ecossistemas de lar, dizem os pesquisadores. Contudo, com o tipo de variabilidade que o estudo descobriu, Carpenter diz, fica difícil decidir quais podem ser os níveis e limites populacionais "normais".

"Precisamos estar preparados para ver novos registros, "diz Carpenter.