As florestas do nordeste da Índia abrigam um dos grupos de primatas mais ricos. Esta região, uma das mais biodiversas do subcontinente, possui 14 espécies de primatas, incluindo o langur-de-phayre, o gibão-hoolock, o loris-lento-de-bengala e diversas espécies de macacos e langures.

Qual é a história por trás dessa abundância? A resposta parece ser a mudança climática e o tempo.

Um estudo publicado na revista  Ecology & Evolution revela que mudanças climáticas históricas desempenharam um papel decisivo na forma como esses primatas evoluíram, se dispersaram e se adaptaram às mudanças nas florestas. O trabalho utilizou dados genéticos de nove espécies de primatas, juntamente com modelagem de habitat, para rastrear como as mudanças climáticas do passado impulsionaram as alterações nas populações de primatas.

“Essa diversidade é consequência das diferentes trajetórias evolutivas seguidas por várias espécies. Analisamos quatro gêneros diferentes e cada um apresentou características únicas. Isso nos permitirá obter uma compreensão mais profunda da vida selvagem e da geografia da região e, esperamos, inspirar mais esforços de conservação”, afirma Mihir Trivedi, autor principal do estudo e atualmente pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Washington.

Os resultados também indicam que o tamanho das populações de todas as espécies incluídas neste estudo tem diminuído constantemente, e seus habitats têm encolhido.

À medida que as mudanças climáticas continuam a moldar os habitats com alterações nos padrões de aquecimento, resfriamento, precipitação e vegetação, agora em ritmo acelerado devido ao aquecimento global, estudos como este levantam questões importantes sobre as respostas específicas de cada espécie às mudanças climáticas. O rastreamento dos padrões populacionais do passado indica que medidas de conservação específicas para cada espécie podem ser necessárias para levar em conta as mudanças climáticas no planejamento da conservação a longo prazo.

O tamanho das populações varia ao longo do tempo.

Uma parte do estudo investigou como as populações das nove espécies de primatas incluídas neste estudo — macaco-de-cauda-curta (Macaca arctoides), macaco-de-Assam (M. assamensis), macaco-tibetano (M. thibetana), macaco-de-cauda-de-porco-do-norte (M. leonina), langur-de-Phayre (Trachypithecus phayrei), langur-de-cabeça-branca (T. pileatus), langur-dourado-de-Gee (T. geei), gibão-de-hoolock (Hoolock hoolock) e loris-lento-de-Bengala (Nycticebus bengalensis) — mudaram ao longo do tempo.

Para isso, os pesquisadores utilizaram DNA extraído de amostras de sangue coletadas de animais selvagens resgatados em zoológicos e abrigos. Ao sequenciar os genomas desses animais, foi possível traçar um “histórico demográfico”, ou seja, uma reconstrução da história familiar dessas espécies, examinando as alterações em seus códigos genéticos.

À medida que as populações se expandem, diminuem ou se dividem, alterações aleatórias no código genético, chamadas mutações, acumulam-se em padrões previsíveis.

“Com dados genéticos, pudemos observar como as mutações se acumularam nas espécies devido às mudanças no tamanho de suas populações. Para isso, utilizamos uma ferramenta chamada modelo MSMC (Coalescente Markoviano Sequencial Múltiplo)”, afirma G. Umapathy, um dos autores e Cientista-Chefe do Centro de Biologia Celular e Molecular do CSIR. “Os dados genômicos de um único membro da espécie são suficientes para mapear padrões demográficos passados, já que analisamos centenas de genes para rastrear esses padrões”, acrescenta.

Ao examinar esses padrões, reconstruiu-se um panorama impreciso das populações passadas, abrangendo o Plioceno (5,3–2,6 milhões de anos atrás) e o Pleistoceno (2,6–1,8 milhões de anos atrás). As estimativas populacionais mostram que os macacos-de-Assam, os macacos-tibetanos e os macacos-de-cauda-curta atingiram picos populacionais por volta de 1,3–1,4 milhões de anos atrás, com um declínio constante subsequente. Os macacos-de-cauda-de-porco-do-norte, no entanto, enfrentaram dois aumentos e declínios populacionais acentuados, há dois milhões e 350 mil anos.

Entre os langures, a população do langur-de-cabeça-branca atingiu o pico há cerca de 3,3 milhões de anos e, em seguida, declinou de forma constante. O langur-de-Phayre, o langur-dourado-de-Gee e o loris-lento-de-Bengala apresentaram picos populacionais em meados do Pleistoceno (entre 1,25 e 0,7 milhões de anos atrás), com diminuições graduais desde então. O gibão-de-hoolock parece ter atingido um pico populacional há 800.000 anos, seguido por um declínio semelhante ao observado na maioria das outras espécies.

A distribuição das espécies também varia ao longo do tempo.

Uma série de modelos de distribuição de espécies (MDEs) foi utilizada para reconstruir digitalmente onde essas espécies poderiam ter vivido em diferentes momentos e sob diferentes cenários climáticos.

Primeiramente, foram coletados dados sobre a ocorrência atual dos primatas (a partir de relatos de avistamentos ou armadilhas fotográficas) e as condições ambientais (valores máximos e mínimos de temperatura e precipitação em diferentes estações/condições) nessas áreas. Esses dados foram então utilizados para treinar um algoritmo chamado MaxEnt (Modelagem de Máxima Entropia) para prever qual combinação de fatores ambientais melhor predizia a presença de uma espécie.

Uma vez concluído esse processo, a relação entre os fatores ambientais e a presença das espécies foi “projetada” em mapas do passado. Conjuntos de dados paleoclimáticos que simulavam as condições globais durante o Plioceno e o Pleistoceno foram gerados, e o modelo MaxEnt foi integrado a esse sistema para mapear onde provavelmente existiam condições florestais adequadas há milhares ou milhões de anos.

Esses mapas revelaram alguns padrões fascinantes. Para a maioria das espécies, a precipitação parece ter sido o principal fator determinante de sua distribuição, embora as temperaturas também tenham desempenhado um papel importante. A distribuição de todas as espécies aumentou no Pleistoceno (787.000 anos atrás) em comparação com o Plioceno (3,3 milhões de anos atrás) e, em seguida, continuou a diminuir até o presente (1979–2013).

Esse declínio provavelmente foi causado pelas bruscas oscilações climáticas que ocorreram há cerca de 750.000 anos, durante o Pleistoceno Médio. Durante os períodos de resfriamento, as chuvas de monção enfraqueceram, as florestas encolheram e as populações de primatas ficaram confinadas em fragmentos de habitat adequado. Durante os ciclos mais quentes e úmidos, as florestas se expandiram novamente e reconectaram os grupos antes isolados.

Os dados genéticos e os modelos de distribuição de espécies (SDMs) mostram que esses ciclos de fragmentação e expansão florestal coincidem com períodos de divergência em linhagens de primatas, sugerindo que mudanças repetidas na cobertura florestal provavelmente prepararam o terreno para múltiplos eventos de especiação no nordeste da Índia. A especiação é um processo evolutivo pelo qual populações evoluem para se tornarem espécies distintas.

“Trabalhar com os dois conjuntos de dados diferentes — um para os Modelos de Distribuição de Espécies (MDEs) e outro para a demografia populacional usando dados genômicos — foi um dos aspectos mais desafiadores deste trabalho. Integrar e interpretar esses dois conjuntos de resultados simultaneamente para nove espécies foi difícil”, afirma Kunal Arekar, um dos autores deste estudo, que atualmente é professor na Faculdade de Informação da Universidade do Arizona. “Outro problema foi a limitação de recursos. Trabalhar com dados de alta resolução para os MDEs exige muita capacidade computacional, e fazer isso com os recursos que eu tinha na época, ou seja, laptops, foi bastante difícil”, acrescenta.

Trivedi concorda, afirmando: “Processar os dados geográficos foi um grande desafio. Os dados de ocorrência do GBIF (Global Biodiversity Information Facility) e os dados climáticos do PaleoClim.org exigiram filtragem e padronização extensivas antes de poderem ser usados ​​de forma eficaz”. No entanto, a equipe teve a sorte de ter acesso a amostras biológicas para o seu trabalho. “Normalmente, em estudos ecológicos, a obtenção de amostras costuma ser o maior desafio, mas tivemos a sorte de contar com o apoio de zoológicos”, diz Trivedi.

As espécies evoluem com eventos de aquecimento e resfriamento.

O estudo também descobriu que diferentes espécies de primatas evoluíram de forma diferente ao longo dessas mudanças.

Por exemplo, o macaco-de-assam e o macaco-tibetano provavelmente constituíam uma única espécie até o resfriamento do Pleistoceno Médio. Esse evento provavelmente dividiu sua população ancestral, com os macacos-de-assam migrando para oeste, em direção às encostas do Himalaia, enquanto os macacos-tibetanos se espalharam pelo nordeste, em direção ao Tibete e ao sul da China. A distribuição atual das duas espécies reflete essa antiga divisão.

Dentre os outros macacos, o macaco-de-cauda-curta atual (encontrado no sudeste asiático continental) provavelmente surgiu como uma nova espécie há mais de três milhões de anos, possivelmente como um híbrido entre seu ancestral e o macaco-rhesus. O macaco-de-cauda-de-porco-do-norte provavelmente se separou de sua população ancestral há cerca de dois milhões de anos na Indochina e se expandiu para o nordeste da Índia. Há a hipótese de que ciclos posteriores de resfriamento e aquecimento isolaram uma população meridional desses primatas, que se acredita ter evoluído para o macaco-leão-de-cauda-de-porco dos Gates Ocidentais.

Os langures-folha do nordeste da Índia também sofreram eventos de especiação ligados às mudanças climáticas. Com base em trabalhos anteriores e neste estudo, é provável que essa região tenha sido um centro de origem para o gênero Trachypithecus . Acredita-se que o ancestral dos langures-de-cabeça-branca e dos langures-dourados tenha se separado de outros Trachypithecus  há cerca de 4,5 milhões de anos, com essas duas espécies surgindo por volta de 800.000 anos atrás, provavelmente durante um período de resfriamento do Pleistoceno Médio. À medida que os habitats se fragmentavam, o langur-dourado provavelmente evoluiu a partir de uma população de langures-de-cabeça-branca que encontrou refúgio ao longo da fronteira entre Assam e Butão, após possível hibridização com langures-de-hanuman. O langure-folha-de-phayre, que pertence a uma linhagem diferente dentro do grupo, divergiu há aproximadamente 1,4 milhão de anos e manteve populações estáveis ​​no nordeste da Índia e em Bangladesh ao longo de sucessivos ciclos de resfriamento e aquecimento.

O gibão-hoolock parece ter prosperado no clima quente do Plioceno médio, antes de suas populações também diminuírem durante as oscilações climáticas do Pleistoceno. O loris-lento, cuja origem remonta ao Mioceno, há mais de 11 milhões de anos, parece ter persistido em todas essas mudanças climáticas, mas sofreu declínios acentuados em sua população durante os períodos de resfriamento, à medida que as florestas encolheram.

“Os lóris, sejam eles o lóris-lento-de-bengala do nordeste ou os lóris-esbeltos do sul da Índia, são extremamente sensíveis às flutuações climáticas e às mudanças de habitat”, afirma Smitha D. Gnanaolivu, especialista em conservação e mitigação climática da IUCN, que trabalhou com os lóris-esbeltos-de-malabar nos Gates Ocidentais. “Seus ciclos de vida lentos e a dependência de dosséis densos e intocados os tornam vulneráveis ​​tanto às mudanças climáticas históricas quanto à fragmentação moderna do habitat. O declínio demográfico observado nos registros fósseis e genéticos reflete os desafios que esses primatas noturnos ainda enfrentam hoje — a sobrevivência depende quase que inteiramente da continuidade da cobertura florestal nativa”, acrescenta.

Limitações com amostras

O principal ponto forte do estudo foi o número de espécies analisadas, o uso de dados de genoma completo para pelo menos um indivíduo de cada espécie e a correlação desses dados climáticos históricos.

Embora a narrativa deste trabalho seja convincente e os dados genéticos se encaixem perfeitamente nos resultados do modelo de distribuição de espécies (SDM), é importante lembrar que o estudo se baseia em muitas suposições e incertezas. Por exemplo, as histórias populacionais neste estudo são baseadas em inferências extraídas de dados genéticos, que podem ter sido influenciadas por gargalos populacionais passados, padrões de fluxo gênico e pressões seletivas (além do clima e do habitat), das quais nada sabemos. Além disso, os eventos de especiação podem ter sido impulsionados por fatores como competição, predadores, doenças e eventos geológicos, além das mudanças climáticas.

Além disso, Narayan Sharma, professor assistente do Departamento de Biologia Ambiental e Ciências da Vida Selvagem da Universidade Cotton, aponta mais algumas ressalvas.

“Embora o estudo desenvolva hipóteses interessantes sobre a evolução dos primatas no nordeste da Índia, como a diminuição do tamanho das populações e a possível sobreposição ancestral entre M. assamensis e M. thibetana , todas as conclusões se baseiam em uma amostragem muito limitada, com várias espécies representadas por apenas um único genoma, e as inferências demográficas e de especiação são, portanto, menos confiáveis. Mais importante ainda, o estudo não leva em consideração a grande barreira biogeográfica do rio Brahmaputra, que moldou a distribuição dos primatas em toda a região. Sem considerar essa característica fundamental da paisagem, as explicações evolutivas ficarão incompletas”, afirma.

Trivedi reconhece esses pontos, afirmando: “Uma das limitações deste estudo é a distribuição geográfica das amostras coletadas e o número total de pontos de dados de ocorrência para cada espécie. Grandes porções da região permanecem inexploradas e inacessíveis, dificultando a coleta de amostras e o registro das espécies. Estudos futuros poderiam alcançar maior precisão se mais pontos de dados fossem registrados e mais amostras fossem coletadas de diversas subpopulações.”

Por que isso é importante para o mundo de hoje?

Por que essa história dos primatas do passado deveria nos interessar hoje? Porque as mudanças climáticas estão remodelando os habitats novamente — desta vez em velocidades muito maiores do que no passado remoto. Muitas espécies podem não ter o luxo do tempo necessário para se adaptarem lentamente ou mudarem de área de distribuição.

Um fator adicional é a interferência humana. Em muitas áreas ecologicamente frágeis, os corredores e refúgios que outrora contribuíam para a resiliência evolutiva já estão fragmentados ou destruídos pela atividade humana.

Este estudo nos lembra que as paisagens do nosso passado não eram estáticas; elas mudavam constantemente. Para ajudar as espécies a persistirem em nossa era de mudanças, preservar a conectividade é vital, e os conservacionistas podem precisar usar pistas de tais reconstruções históricas para priorizar medidas de proteção, restauração e reconexão.

Traduzido de Mongabay.