Medindo a biodiversidade

Diversos ecossistemas são importantes para a saúde do planeta e nossa sobrevivência como humanos; portanto, é extremamente importante para nós entender e medir a biodiversidade, que é definida como a variabilidade entre os organismos vivos em um ecossistema. A biodiversidade pode ser medida em muitos níveis diferentes, incluindo genética, espécie, comunidade e ecossistema. Uma maneira de medir a biodiversidade é avaliar a riqueza de espécies de um ecossistema, que é o número total de espécies distintas dentro de uma comunidade local. Embora ter muitas espécies geralmente coincida com ter um ecossistema diversificado e saudável, a uniformidade também precisa ser considerada. A uniformidade refere-se à igualdade da proporção de cada espécie dentro de uma área ou comunidade. Por exemplo, quando uma espécie domina a área enquanto as outras são muito raras, a biodiversidade nessa área é menor do que em uma área com espécies de igual abundância. Portanto, áreas com muitas espécies relativamente iguais em abundância têm os maiores valores de biodiversidade.

Estimando a biodiversidade

As diferenças de riqueza e uniformidade entre duas comunidades podem ser visualizadas por curvas de abundância de classificação. Se o número de espécies for igual, a forma da linha pode nos dizer qual comunidade é mais diversa. Se a linha for plana, há alta uniformidade entre as espécies. No entanto, se a linha cair rapidamente, a uniformidade é baixa. Se a riqueza e a uniformidade são diferentes entre duas comunidades, os biólogos devem usar equações para calcular a diversidade. Essas equações ponderam a importância de cada componente de maneira diferente, e um consenso sobre qual equação é a melhor no cálculo da diversidade ainda é debatido.

Às vezes, há muitas espécies em uma área que não é realista contar todas as espécies. Por exemplo, uma única árvore na Floresta Amazônica pode conter centenas de espécies de besouros. Para contornar esse problema, os ecologistas usam ferramentas de amostragem chamadas quadrats. Um quadrado é simplesmente um quadro com uma área interna conhecida. Por exemplo, para medir a riqueza de espécies de um campo de grama de um acre, os ecologistas colocam aleatoriamente o quadrado no campo e contam as espécies dentro do quadrado, em vez de contar todas as espécies dentro do acre. Eles também podem amostrar sistematicamente usando fitas de transecto. Os transectos são esticados pelo campo e os quadrados são colocados ao longo do transecto em intervalos regulares. Este método é semi-aleatório e garante ampla cobertura de amostragem em todo o campo para estimar sua biodiversidade.

Embora quadrats e transectos possam pegar a maioria das espécies, algumas espécies raras podem passar despercebidas. Nesse caso, os ecologistas podem usar uma curva de acumulação de espécies, que representa o número cumulativo de espécies vistas em uma série de quadrados. O eixo y da curva representa o número total de espécies observadas, enquanto o eixo x representa o número de quadrados para os quais as espécies foram enumeradas. O número total de espécies no primeiro quadrado representa o primeiro ponto do gráfico. Cada ponto sucessivo representa o número de novas espécies encontradas em cada novo quadrado amostrado, além de todas as espécies dos quadrados anteriores. Em algum momento, haverá poucas ou nenhuma espécie adicional encontrada em cada novo quadrado amostrado, e a curva se aproximará de uma assíntota, que é uma estimativa do número total de espécies presentes. Mesmo que a assíntota nunca seja alcançada por causa de muitas espécies raras, os biólogos podem estimar o número total com base nessa curva.

Se for necessário fazer comparações entre diferentes áreas ou escalas, medidas de diversidade alfa, beta e gama são usadas. A diversidade alfa (α) refere-se ao número de espécies em uma área. A diversidade beta (β) compara duas áreas diferentes e é a soma das espécies únicas de cada área. Diversidade gama (γ) é o número de espécies em muitas áreas combinadas em uma região. Ao usar essas medidas, os biólogos podem ter uma ideia da diversidade no espaço, incluindo pequenas e grandes escalas.

Ameaças à Biodiversidade e suas Implicações

A biodiversidade em todo o mundo está ameaçada pela poluição, mudanças climáticas e espécies invasoras. Uma das principais razões subjacentes aos esforços para manter a biodiversidade baseia-se no funcionamento dos ecossistemas. Os ecossistemas são compostos de muitas partes de trabalho, incluindo produtores primários, herbívoros, carnívoros e detritívoros, todos os quais contribuem para a função do ecossistema. Se as espécies forem perdidas, o ecossistema pode entrar em colapso. E se o ecossistema entrar em colapso, os serviços que ele fornece aos humanos também. Os recifes de coral tropicais são um bom exemplo desse conceito¹. Picos na temperatura da água fazem com que os corais percam suas células de algas simbióticas. Sem as algas, os corais começam a morrer de fome, morrer, depois se degradar e perder sua estrutura. Quando os corais se decompõem, eles não fornecem mais cobertura para os peixes e a abundância de espécies de peixes diminui, o que, por sua vez, afeta os pescadores locais e as pessoas que dependem dos peixes para seu sustento. Com o tempo, os recifes de coral mortos se degradam em maior escala e não fornecem mais um amortecedor para as costas adjacentes, eventualmente erodindo a costa e destruindo ilhas. Uma comunidade altamente diversificada tem menos probabilidade de entrar em colapso devido à redundância funcional². Por exemplo, os corais podem variar em sua sensibilidade a altas temperaturas. Se um coral é extremamente sensível à temperatura, outro pode ocupar seu lugar na comunidade, mas se houver apenas algumas espécies, é menos provável que tal substituto esteja disponível.

Um número significativo de medicamentos dos quais nos beneficiamos é resultado direto da diversidade da vida. Os medicamentos que agora sintetizamos já foram isolados de animais, plantas, fungos e bactérias. Existe toda uma indústria dedicada à descoberta de novos medicamentos potenciais, examinando várias espécies quanto à presença de compostos bioativos. Por exemplo, as plantas produzem produtos químicos para defesa contra infecções e herbívoros. Aranhas e cobras produzem diversos venenos. Ambas as classes de organismos têm sido a fonte de medicamentos importantes, como o Taxol dos teixos, que trata os cânceres de mama, pulmão e ovário, ou o Ohanin do veneno da King Cobra, que é um analgésico^3-4. Cada espécie que se extingue pode ter a chave para curar doenças atualmente intratáveis. Quanto mais rápido perdermos essas espécies, menor será a chance de descobrir soluções.

Uma vez que uma espécie é extinta, nunca seremos capazes de experimentá-la. Esse tipo de pensamento impulsionou a conservação de pandas, lontras marinhas e outros animais carismáticos. Essas espécies são chamadas de espécies emblemáticas e sua conservação pode resultar na proteção da biodiversidade. Embora esses animais sejam apenas uma pequena parte de todo o ecossistema, preservá-los significa preservar o ecossistema que ocupam. Os esforços para salvar a lontra marinha na costa oeste da América do Norte resultaram em florestas saudáveis de algas que abrigam muitos milhares de outras espécies⁵. Sem a proteção das lontras marinhas, herbívoros como os ouriços-do-mar, que geralmente são comidos pelas lontras, são capazes de devorar completamente as florestas de algas, deixando rochas estéreis onde muito poucas espécies poderiam sobreviver.

Referências

1. Knowlton, Nancy. O futuro dos recifes de coral. PNAS. 2001, Vol. 98, (10) 5419-5425.
2. Andrea S. Downing, Egbert H. van Nes, Wolf M. Mooij, Marten Scheffer. A resiliência e resistência de um ecossistema a um colapso da diversidade. PLoS Um. . 2012; , Vol. 7(9): e46135.
3. Parede, Monroe E. Camptotecina e taxol: Descoberta para clínica. Med Res Rev. 1998, Vol. 18, 5 (299-314).
4. Yuh Fen Pung, Peter T. H. Wong, Prakash P. Kumar, Wayne C. Hodgson, R. Manjunatha Kini. Ohanin, uma nova proteína do veneno da cobra-rei, induz hipolocomoção e hiperalgesia em camundongos. J Biol Chem. 2005, 280, 13137-13147.
5. Estes, J.A., et al. Interações tróficas complexas em ecossistemas florestais de algas. Boletim de Ciências Marinhas, Volume. 2004, Vol. 7, 3: 621-638.