Ecologia das comunidades: onde está o amor?

RKA3JV Eu não seria um bom professor se eu não te dissesse que, às vezes, a vida é dura e é cada um por si neste mundo. Você sabe que eu sempre digo que em Biologia o importante é reproduzir-se e se manter vivo. Bem, essas duas coisas são bem mais complicadas do que parecem por causa da competição. Existe uma quantidade finita de recursos no planeta. Assim, a evolução nos leva a competir por eles. É assim que podemos sobreviver tempo suficiente para espalharmos nossos genes. Naturalmente, a competição é um aspecto importante da interação entre espécies que coabitam uma área. Essas interações entre espécies diferentes definem as comunidades ecológicas. E a ecologia de comunidades estuda tais interações nos diferentes ambientes, desde uma pequena poça até o oceano inteiro, desde um tronco em decomposição até uma floresta. Mas só porque a interação entre as espécies é majoritariamente competitiva, isso não significa que a ecologia de comunidades trata somente das batalhas sangrentas e cenas violentas entre animais, como vemos nos programas de TV. Parte desta competição é sim violenta, mas nós só vamos falar disso na próxima semana. Neste vídeo iremos ver que a competição, embora seja predominante e importante na natureza, também é perigosa e pode não valer a pena. Por isso algumas espécies acabam encontrando formas de dividir recursos ao invés de se digladiarem por eles. Este é o amor no ar! Cuidado pessoal, porque estamos cercados por competição interespecífica, potencialmente letal, acontecendo em todo canto. Como somos animais, nós normalmente pensamos em competição acontecendo entre animais, mas ela acontece em quase todos os membros dos quatro reinos da vida. Sempre que as espécies competem, elas estão atrás dos mesmos recursos, para sua sobrevivência e crescimento populacional contínuo. Neste jardim as ervas daninhas estão competindo com o girassol e com o milho pelos nutrientes e pela água no solo. Portanto, estes recursos que são finitos nessa área são os fatores limitantes sobre os quais nós já falamos. A população só pode crescer até o ponto que esses fatores permitirem. Agora, uma erva daninha poderia, ao longo do tempo, eliminar os outros vegetais por completo. Este tipo de eliminação é conhecido como exclusão competitiva e é muito importante em ecologia de comunidades. Quando duas espécies estão competindo pelos mesmos recursos, uma será eventualmente mais bem sucedida e eliminará a outra. Esta amarga realidade é conhecida como princípio da exclusão competitiva. E foi primeiro identificada em 1934 pelo ecólogo russo Gause. Quando Gause tinha apenas 22 anos de idade, ele se tornou conhecido por fazer experimentos que colocavam uma espécie de protista, a paramecium aurelia, contra outra, a paramecium caudatum. Primeiro, Gause cultivou cada espécie separadamente, com exatamente os mesmos recursos, e descobriu que cada uma se desenvolvia rapidamente e estabelecia populações estáveis. Mas quando ele as cultivou juntas, a paramecium caudatum foi rapidamente levada à extinção pela paramecium aurelia. A paramecium aurelia ganhou uma vantagem competitiva, porque sua população crescia um pouco mais rápido. A experiência de Gause mostrou que na ausência de outra perturbação, duas espécies, que requerem o mesmo recurso, não podem viver para sempre no mesmo habitat. O competidor menos eficiente será eliminado. Faz sentido, mas, se a exclusão competitiva é a lei natural das coisas, então, por que a Terra vira um circo maluco de constante competição, predação, e acaba eliminando todos esses perdedores? Bem, primeiro porque nem todos os recursos são limitados, duas espécies de tubarão podem competir pela água do oceano, mas o oceano é gigantesco. Então, isso não limita o crescimento da sua população, mas sim a quantidade de comida disponível. Segundo, em quase toda a comunidade a maioria das espécies, até mesmo aquelas que são quase idênticas, são adaptáveis o suficiente para encontrar uma forma de sobreviver frente à competição. Elas fazem isso achando um nicho ecológico que é a soma de todos os recursos, tanto bióticos quanto abióticos, que as espécies usam em seu ambiente. Você pode pensar no nicho de um organismo como seu trabalho na comunidade, que fornece a ela um certo estilo de vida. Temos a tendência de nos manter em empregos que podemos desempenhar melhor que outros de nossa comunidade. E quando estamos desesperados, fazemos o trabalho que ninguém quer fazer. Mas não importa qual o trabalho que temos, nossa remuneração ou recursos ditam o nosso estilo de vida. Portanto, encontrar um nicho só para você, não apenas lhe trará uma estabilidade de acesso à comida e a outras coisas, mas também evitará a exclusão competitiva. E isso por sua vez ajuda criar uma comunidade ecológica mais estável. É uma solução pacífica e elegante, mas, assim como qualquer coisa na vida, essa segurança e estabilidade vem com um preço. A parte ruim é que isso impede algumas espécies de viver o estilo de vida que elas poderiam viver se ninguém mais competisse com elas. Esta situação ideal é chamada de nicho fundamental. E é apenas uma situação ideal, ela dificilmente acontece na realidade. Para evitar a exclusão competitiva, muitas espécies acabam arrumando um trabalho diferente daquele para o qual eles estudaram na faculdade, digamos assim. E este trabalho é o que chamaremos de nicho realizado. Isso, meus amigos, é como a natureza administra conflitos, mas soou meio estranho, não? Se Gause nos ensinou que competir para ganhar a competição era ordem natural das coisas, como podem algumas espécies deixarem as outras espécies ganharem também, para todo mundo ganhar só um pouquinho? E como foi que descobrimos que as coisas funcionam assim? Bem, a pessoa que levou a isso é bem distinta e, para falar sobre ela, eu vou precisar de uma poltrona bem confortável. O ecólogo canadense Robert Macarthur tinha vinte e tantos anos quando fez uma descoberta que o tornou um dos ecólogos mais influentes do século XX. Em sua tese de doutorado na universidade de Yale, em 1958, ele estudou cinco espécies de aves que vivem em florestas coníferas no noroeste dos Estados Unidos. Naquele tempo haviam muitas espécies diferentes de aves que viviam, se alimentavam, e acasalavam muito perto umas das outras. Por isso, muitos ornitólogos pensavam que essas aves ocupavam o mesmo exato nicho e era uma exceção ao princípio de exclusão competitiva de Gause, mas Macarthur não estava convencido, e passou a medir exatamente como e onde cada tipo de ave fazia seu ninho, se alimentava e acasalava. Para conseguir fazer isso ele estudou cada árvore em que os pássaros viviam separando-as em zonas, 16 zonas para ser exato. Desde o líquen na base do tronco até as pontas dos galhos. Depois de observar várias aves em muitas árvores, ele descobriu que cada espécie desse tipo de ave dividia seu tempo de forma diferente entre as diferentes zonas da árvore. A espécie Setophaga tigrina, por exemplo, gastava a maior parte do seu tempo bem no topo da árvore, voltado para fora, enquanto a Setophaga castanea ficava mais no meio da árvore, dentro da copa. Cada uma dessas espécies de aves tinha diferentes hábitos de caça, provisionamento, e também se acasalavam em épocas diferentes do ano, de forma que não havia sobreposição no ápice de sua necessidade por alimento. Essas diferenças ilustraram como essas espécies de aves dividiam seus recursos limitados, cada um encontrando seu nicho realizado que o permita escapar da exclusão competitiva. O fenômeno que ele observou é conhecido como partilha de recursos, onde espécies similares se estabelecem em nichos separados que os permitem coexistir. Macarthur se tornou conhecido como um pioneiro da ecologia moderna em colaboração com biólogos influentes como Edward Wilson e Jared Diamond. Infelizmente ele morreu de câncer no rim aos 42 anos, mas seu estudo permanece um exemplo clássico em ecologia de comunidades. Se os organismos podem se comportar de forma a minimizar a competição e ao mesmo tempo aumentar suas chances de sobrevivência, os traços associados a esse comportamento seriam favorecidos pela seleção natural. Isso é conhecido como deslocamento de caráter. Para explicar, vamos recorrer a outros ecólogos famosos. Nosso casal favorito, de biólogos evolucionistas, Peter e Rosemary Grant. Anteriormente, eu falei como eles observaram o processo de especiação dos famosos tentilhões de Darwin. Bem, na ilha Daphne Major em 2006, eles testemunharam o deslocamento de caráter em ação. Por um longo tempo, uma pequena população dos pássaros tentilhões tinham a ilha só para eles, onde se alimentavam de uma variedade de sementes, incluindo as da planta da febre que eram maiores e mais nutritivas do que as sementes menores disponíveis, mas eram mais difíceis para os pequenos tentilhões abrirem. Então, em 1982, um grupo de tentilhões bem maiores apareceu na ilha e começou a se apropriar das sementes da planta da febre. Em apenas 20 anos, os Grant's descobriram que os bicos dos tentilhões menores encolheram, permitindo que eles se especializassem em comer apenas as sementes menores, menos nutritivas. Dessa forma, os tentilhões pequenos tinham todas as sementes para si e os traços das suas populações divergiram, facilitando a partilha dos recursos. A competição pode ser dura, mas também pode nos tornar melhores, não é mesmo? Também existem tipos de interação interespecíficas em que as espécies unem forças na luta pela sobrevivência. Nestes casos, espécies em uma comunidade evitam qualquer competição formando relações estreitas e extremas que beneficiem uma ou ambas as partes envolvidas. No mutualismo, ambas as espécies se beneficiam, e no comensalismo uma das espécies se beneficia e a outra não se afeta. O mutualismo é abundante na natureza, o exemplo clássico são as micorrizas, as raízes de fungos das quais conversamos há algumas semanas. Nessa relação, os fungos e raízes fazem um toma lá dá cá, para conseguirem nutrientes. Outros exemplos incluem plantas que florescem e produzem néctar para atrair polinizadores ou que produzem frutos para atrair animais que as ajudam a espalhar suas sementes. Algumas dessas relações se tornam mais exigentes, como no caso dos cupins. Eles não conseguem quebrar a celulose na madeira que comem, sem as enzimas produzidas pelos microrganismos que vivem dentro de seus sistemas digestivos. Sem eles, os cupins morreriam. Tal relação de necessidade é chamada de mutualismo obrigatório. Por contraste, comensalismo é quando uma espécie se beneficia e a outra não ganha e nem perde. Tal neutralidade é difícil de provar, porque mesmo uma interação que parece neutra, provavelmente tem algum efeito. As cracas, por exemplo, pegam carona em baleias cinzentas em um passeio grátis em águas suaves, ricas em plâncton. Enquanto há um benefício óbvio para as cracas, a relação é considerada comensalismo, porque não faz diferença para as baleias se as cracas estão lá ou não. Ou faz? As cracas podem desacelerar a baleia enquanto ela nada, mas, por outro lado, elas também podem servir como um tipo de camuflagem para predadores e, neste caso, oferecem uma vantagem. Portanto, no balanço final, pode acabar sendo indiferente para a baleia. E considerando muitas outras possibilidades que existem de interação, indiferença não é uma coisa tão ruim. Na próxima semana nós vamos investigar uma dessas possibilidades mais difíceis, que envolve matar ou morrer! Trata-se da predação animal e todas as fantásticas mudanças evolutivas, que podem levar a uma maior diversidade em comunidades ecológicas.