Plantas enfrentam armadilha

As plantas estão em constante evolução em resposta a alterações no seu ambiente, mas novas investigações sugerem que algumas espécies podem estar a adaptar-se na direção errada.

Um estudo da Universidade de Michigan constatou que as flores conhecidas como "glórias-da-manhã" ("morning glories") sofreram uma queda de 96% na sua taxa de adaptação em apenas nove anos.

Não por falta de diversidade genética, mas porque as pressões evolutivas concorrentes podem estar a limitar a sua capacidade de resposta às alterações climáticas.

As descobertas destacam como as alterações ambientais causadas pelo ser humano podem criar desafios inesperados para as plantas e os ecossistemas.

Quando as estratégias de sobrevivência entram em conflito

À medida que as temperaturas sobem e os padrões climáticos se alteram, as plantas têm frequentemente de ajustar características — como a época de floração — para sobreviver às novas condições. No entanto, as ipomeias parecem enfrentar outra pressão significativa: a necessidade de atrair polinizadores cada vez mais escassos.

Os investigadores descobriram que as características que ajudam as plantas a atrair os polinizadores podem interferir com aquelas que lhes permitem responder às alterações climáticas. Flores maiores podem aumentar as hipóteses de atrair insetos, enquanto uma floração mais precoce pode ajudar as plantas a adaptarem-se a temperaturas mais elevadas e a padrões de chuva em transformação.

Com o passar do tempo, estas características tornaram-se mais estreitamente associadas nas populações de ipomeias. Como resultado, a seleção natural passou a favorecer cada vez mais flores maiores, o que pode reduzir a capacidade das plantas de ajustar os seus padrões de floração em resposta às pressões climáticas.

A diversidade genética não era o problema

Uma das descobertas mais surpreendentes foi a de que as plantas ainda dispunham de uma ampla variação genética para a evolução.

Os cientistas esperam frequentemente que as espécies com elevada diversidade genética tenham uma maior capacidade de adaptação, uma vez que possuem mais características potenciais sobre as quais a seleção natural pode atuar. No entanto, as ipomeias deste estudo não estavam limitadas pela falta de "recursos" evolutivos.

Em vez disso, os investigadores sugerem que as plantas se tornaram cada vez mais restringidas pela relação entre diferentes características. Quando uma característica influencia a evolução de outra, isso pode limitar as direções que uma população pode seguir.

Os resultados do estudo sugerem que as ipomeias ainda tinham capacidade para evoluir, mas as pressões ambientais conduziam-nas a características que talvez não fossem as mais úteis para enfrentar um clima em transformação.

Os impactos humanos remodelam a evolução

A investigação foi liderada por Sasha Bishop, recém-doutorada na área, em colaboração com John Stinchcombe, da Universidade de Toronto, e Regina Baucom, do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da Universidade de Michigan.

A equipa estudou plantas do género "Ipomoea" (conhecidas como "glórias-da-manhã") como parte de uma pesquisa mais ampla sobre a forma como a atividade humana está a alterar as trajetórias evolutivas das espécies selvagens.

As alterações climáticas são apenas um dos desafios que as plantas enfrentam. A perda de habitat provocada pelo desenvolvimento, pela agricultura intensiva e pelo uso generalizado de pesticidas também tem contribuído para o declínio das populações de polinizadores em todo o mundo.

Há muito tempo que os cientistas previam que algumas espécies poderiam evoluir rapidamente em resposta a alterações ambientais. No entanto, as observações na natureza mostram, cada vez mais, que muitas populações estão a entrar em declínio ou a perder diversidade genética, em vez de se adaptarem com a rapidez suficiente.

Medir a mudança evolutiva

Para compreender como as ipomeias estavam a mudar, os investigadores recolheram sementes de populações selvagens em dois momentos distintos, com um intervalo de nove anos entre eles.

Cultivaram as plantas em condições controladas e mediram diversas características relacionadas com a adaptação ao clima e com a atração de polinizadores. Estas características incluíam a época da primeira floração, o tamanho da flor, os níveis de açúcar no néctar e a distância entre as estruturas produtoras de pólen e as partes da flor que recebem o pólen.

De seguida, os investigadores calcularam a taxa de adaptação das plantas utilizando um método estatístico denominado R, que considera como múltiplas características se influenciam mutuamente, em vez de as analisarem separadamente.

Esta abordagem ajudou a revelar se as alterações numa característica estavam a limitar as alterações noutra.

Um declínio drástico na adaptação

A análise revelou que as populações de "morning glory" (ipomeias) sofreram uma desaceleração significativa nas mudanças evolutivas.

Na população inicial, os investigadores estimaram que a adaptação ocorria a cerca de 76% da taxa esperada quando as relações entre as características não eram consideradas. Nove anos depois, este índice tinha caído para aproximadamente 9%.

Os investigadores acreditam que a crescente associação entre o tamanho da flor e a época de floração desempenhou um papel importante neste declínio. O momento da floração é particularmente importante, pois permite às plantas responder às variações de temperatura e pluviosidade.

O estudo sugere que o declínio das populações de polinizadores pode estar a influenciar a evolução das plantas de formas que dificultam a adaptação ao clima. À medida que os ecossistemas continuam a mudar, a compreensão destes conflitos evolutivos ocultos pode tornar-se cada vez mais importante para a protecção da biodiversidade e dos sistemas agrícolas.