À medida que as populações de insetos diminuem em todo o mundo, no que alguns chamaram de “apocalipse dos insetos”, os biólogos estão desesperados para determinar como essas criaturas de seis pernas estão respondendo a um mundo em aquecimento e prever os vencedores e perdedores de longo prazo.

Um novo estudo sobre gafanhotos no Colorado mostra que, embora as respostas sejam complexas, os biólogos têm grande parte do conhecimento necessário para fazer essas previsões e se preparar para as consequências.

As descobertas, publicadas em 30 de janeiro na revista PLOS Biology, foram possíveis graças à descoberta casual de 13.000 gafanhotos coletados no mesmo local montanhoso do Colorado entre 1958 e 1960 por um biólogo da Universidade do Colorado Boulder (CU Boulder). Após a morte prematura desse cientista em 1973, a coleção foi resgatada por seu filho e doada ao Museu da CU, onde permaneceu esquecida até 2005, quando César Nufio, então pesquisador de pós-doutorado, a redescobriu. Nufio começou a curar a coleção e iniciou uma nova pesquisa nos mesmos locais para coletar mais gafanhotos.

Os insetos recém-coletados permitiram que Nufio e seus colegas — Caroline Williams, da Universidade da Califórnia, Berkeley, Lauren Buckley, da Universidade de Washington em Seattle, e a pesquisadora de pós-doutorado Monica Sheffer, que trabalha em ambas as instituições — avaliassem o impacto das mudanças climáticas nos últimos 65 anos sobre o tamanho de seis espécies de gafanhotos. Como os insetos são ectotérmicos e não geram seu próprio calor, suas temperaturas corporais e taxas de desenvolvimento e crescimento são mais sensíveis ao aquecimento do ambiente.

Apesar da especulação de que os animais diminuirão de tamanho para reduzir o estresse térmico à medida que o clima esquenta, os biólogos descobriram que algumas espécies de gafanhotos realmente aumentaram de tamanho ao longo das décadas, aproveitando uma primavera mais precoce para se alimentar de vegetação. Isso funcionou apenas para espécies que passam o inverno como juvenis — um estágio chamado diapausa ninfal — e, portanto, podem começar a se alimentar mais cedo na primavera. Espécies que eclodem na primavera a partir de ovos postos no outono — as diapausantes de ovos — não tiveram essa vantagem e diminuíram de tamanho ao longo dos anos, provavelmente devido à vegetação secando mais cedo.

“Esta pesquisa enfatiza que certamente haverá espécies que serão vencedoras e perdedoras, mas subgrupos dentro dessas populações, dependendo de seu contexto ecológico ou ambiental, terão respostas diferentes”, disse Sheffer.

Os autores do novo estudo previram muito disso com base nos ciclos de vida dos gafanhotos e nas condições ambientais do local.

“Nós nos sentamos e analisamos tudo o que era conhecido sobre o sistema, como gradientes de elevação e como isso deveria modificar as respostas e como diferentes gafanhotos poderiam responder, com toda a riqueza de informações que conhecíamos sobre sua história natural. E embora nem todas as nossas previsões tenham sido confirmadas, muitas delas realmente foram”, disse Williams, titular da Cátedra John L. e Margaret B. Gompertz em Biologia Integrativa da UC Berkeley.

“Compreender quais espécies provavelmente serão vencedoras e perdedoras com as mudanças climáticas tem sido muito desafiador até agora”, disse Buckley. “Esperamos que este trabalho comece a demonstrar alguns princípios pelos quais possamos melhorar as previsões e descobrir como responder adequadamente às mudanças nos ecossistemas decorrentes das mudanças climáticas.”

Gafanhotos resgatados

A coleção de gafanhotos de 65 anos foi montada pelo entomologista Gordon Alexander, da CU Boulder, ao longo de três verões. Ele não apenas coletou e montou os espécimes em parcelas nas Montanhas Rochosas perto de Boulder, mas também documentou o tempo de seis estágios diferentes da vida dos gafanhotos. Sua morte em um acidente de avião em 1973 deixou os espécimes, presos em fileiras ordenadas em 250 caixas de madeira, em limbo até que Nufio os encontrou em 2005 e reconheceu seu valor se pudessem ser comparados aos gafanhotos de hoje.

As coleções de museus tornaram-se inestimáveis para estudos de longo prazo sobre os efeitos das mudanças climáticas, como exemplificado por uma pesquisa de mamíferos, aves, répteis e anfíbios realizada entre 1904 e 1940 por Joseph Grinnell, do Museu de Zoologia de Vertebrados da UC Berkeley. Recentes reavaliações das mesmas áreas 100 anos depois que Grinnell visitou ajudaram os biólogos a documentar os efeitos das mudanças climáticas na vida selvagem da Califórnia.

Nufio e muitos outros eventualmente coletaram cerca de 17.000 novos espécimes de gafanhotos nos mesmos locais ou em locais semelhantes ao redor de Boulder. Embora o novo artigo seja o primeiro a relatar as mudanças no tamanho dos gafanhotos entre 1960 e 2015, os autores aproveitaram estudos anteriores em laboratório e em parcelas experimentais para entender por que encontraram os padrões que encontraram.

Os insetos eram de um grande grupo de gafanhotos pouco descritos da família Acrididae, os chamados gafanhotos de chifres curtos. A maioria eram herbívoros generalizados, embora alguns se especializassem em gramíneas. Duas espécies (Eritettix simplex e Xanthippus corallipes) eram diapausantes ninfais, atingindo a idade adulta já em maio; duas (Aeropedellus clavatus e Melanoplus boulderensis) eram diapausantes de ovos de início de temporada, amadurecendo em meados de junho; e duas (Camnula pellucida e Melanoplus sanguinipes) eram diapausantes de ovos de final de temporada, amadurecendo no final de julho.

Os pesquisadores descobriram que os diapausantes ninfais aumentaram de tamanho em altitudes mais baixas, em torno de 6.000 pés, enquanto os que emergem mais cedo e mais tarde de ovos que passam o inverno diminuíram de tamanho ao longo das décadas nessas altitudes.

“Para aqueles que saem no final de agosto, quando está muito seco e temos temperaturas muito altas, vimos os impactos mais negativos das mudanças climáticas”, disse Williams.

Uma coisa que surpreendeu os pesquisadores, no entanto, foi que nenhuma das espécies aumentou de tamanho em altitudes mais elevadas, até cerca de 13.000 pés, apesar do fato de que o aquecimento do verão devido às mudanças climáticas é maior em altitudes mais elevadas. Isso pode ocorrer porque, em altitudes mais elevadas, a neve inibe o esverdeamento precoce da vegetação, reduzindo o suprimento de alimentos. Os resultados confirmam o que a equipe encontrou quando colocou gafanhotos em gaiolas em várias altitudes para ver como eles se adaptavam às mudanças de calor e secura em diferentes elevações.

“Os dados são consistentes com gafanhotos que podem aproveitar o aquecimento, ficando maiores e emergindo mais cedo, ou com gafanhotos que sofrem estresse e ficam menores”, disse Buckley.

Outros experimentos realizados por Buckley com borboletas mostram algumas das mesmas tendências.

“Encontramos uma mensagem bastante semelhante com as borboletas, o que me dá esperança, pois, se pudermos considerar alguns princípios biológicos básicos, realmente aumentamos nossa capacidade de prever as respostas às mudanças climáticas”, disse ela.

A equipe está continuando sua colaboração para entender as mudanças metabólicas, bioquímicas e genéticas que estão por trás das mudanças de tamanho.

“Usar essas coleções de museus nos permitiu voltar no tempo para comparar exatamente os mesmos locais — não houve mudanças no uso da terra nesse período de 60 anos de aquecimento — usando exatamente a mesma metodologia”, disse Williams. “Ter esses espécimes históricos únicos nos permitiu observar as mudanças ao longo do tempo.”

Fonte: Technology Networks