Descubra os segredos da abundância de espécies

Papagaio pendurado do Sri Lanka (Lauriculus perellinus) vive apenas no Sri Lanka. É uma espécie muito rara em todo o mundo, o que significa que existem apenas alguns indivíduos. Crédito: Corey Callahan

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 quase todas as espécies tenham sido reconhecidas para alguns grupos, como as aves, 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 são 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