Redes ecológicas mostram como perturbações se propagam entre espécies

Estudando redes mutualistas, pesquisadora identificou efeitos em cascata que se propagam entre as espécies

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Abelha polinizando uma rosa – Foto: Debivort via Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Quando Marília Palumbo Gaiarsa pensa em comunidades biológicas, ela enxerga pontos e traços. É assim que os ecólogos modelam as relações entre os seres vivos, com pontos que simbolizam espécies e traços entre os pontos, representando interações entre espécies. Dessa forma, as comunidades biológicas viram redes, e assim é fácil perceber que o que acontece com cada uma das espécies pode ter consequências para todas as outras da rede.

Foi precisamente pelo estudo de como os impactos sobre as espécies se propagam pelas redes ecológicas de que fazem parte que Marília Palumbo Gaiarsa recebeu o Prêmio Tese Destaque USP 2018 na área de Ciências Biológicas. Em longo prazo, seus achados podem ajudar no desenvolvimento de políticas de conservação.

Quantificando interações

Marília Gaiarsa estudou redes mutualistas, ou seja, aquelas nas quais são representadas interações em que ambas espécies são beneficiadas – interações entre plantas e polinizadores, por exemplo, em que animais dispersam pólen e recebem em troca comida fornecida pelas plantas, que por sua vez conseguem se reproduzir graças aos animais.

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Um dos achados da tese de Marília Gaiarsa, que pode ser relevante para futuros estudos, é que o cálculo da robustez depende da forma como a rede é representada. A robustez é um dos parâmetros mais importantes no estudo das redes ecológicas. Quanto mais robusta é uma rede, maior é a capacidade dela para resistir a perturbações. Portanto, os efeitos em cascata se propagam com maior dificuldade em redes robustas.

“Existem duas maneiras de representar as redes. Uma é [representar] só a presença ou ausência de interação. Por exemplo, o tucano dispersa o fruto do palmito e o sabiá também dispersa o fruto do palmito, vamos supor. Outra maneira é medirmos o quanto essa interação é importante. Então, por exemplo, vemos que o sabiá na verdade dispersa só um fruto, enquanto que o tucano dispersa 150 frutos”, explicou a bióloga.

Ela analisou 17 redes geradas a partir de dados coletados na natureza e comparou a robustez das redes quando as interações são representadas só como presença ou ausência e interação, ou quando a interação é quantificada.

“Quando consideramos essa variação na força da interação, as redes são mais robustas do que quando consideramos só a presença ou ausência dessa interação”, afirmou. Ela apontou que, embora seja mais difícil coletar esse tipo de informação detalhada sobre as interações, a robustez da rede pode ser subestimada quando simplesmente se registra se existe ou não interação.

Aninhamento e modularidade

A estrutura de uma rede determina o quanto ela é resistente a perturbações. Por exemplo, uma comunidade em que todas as espécies vegetais dependessem de uma única espécie de polinizador seria muito vulnerável à perda dessa espécie.

Para descrever a estrutura das redes os ecólogos usam diferentes conceitos. Dois deles, o “aninhamento” e a “modularidade”, foram estudados pela pesquisadora para entender como se propagam os efeitos em cascata nas redes mutualistas.

Rede livre de escala gerada pelo modelo Barabasi-Albert – Imagem: I, Keiono via Wikimedia Commons / CC BY-SA 2.5

O aninhamento ocorre quando nas redes coexistem dois tipos de espécies: especialistas e generalistas. As espécies especialistas têm requerimentos muito específicos, o que limita muito o seu número de interações com outras espécies, como seria, por exemplo, uma planta que depende para a sua polinização de uma espécie concreta de inseto. Já as espécies generalistas interagem com muitas outras espécies, incluindo as especialistas. Seria o caso do inseto do exemplo anterior, se ele também polinizasse várias outras espécies de plantas.

Por outro lado, a modularidade se refere à existência dentro da rede de subgrupos de espécies que interagem muito entre si e pouco com espécies de fora do grupo.

Utilizando redes teóricas, com um número fixo de espécies e de interações entre elas, a cientista conseguiu avaliar especificamente o impacto do aninhamento e da modularidade sobre a propagação dos efeitos em cascata.

“O que a gente achou é que a modularidade não tem muito efeito, mas o aninhamento tem um efeito forte”, disse Marília Gaiarsa.

Da volta para a natureza

Embora uma grande parte do trabalho da bióloga tenha sido feita diante da tela de um computador, as implicações da sua pesquisa são relevantes para a conservação da natureza. As atuais mudanças climáticas ameaçam os chamados serviços ecossistêmicos. O termo se refere a todas aquelas coisas que a natureza nos oferece e que são indispensáveis para vida, como ar, água e alimentos, e que estão intimamente ligadas à presença dos seres vivos.

“Ao trazer novas perspectivas para a discussão sobre a robustez de comunidades ecológicas, os achados da Marília contribuem para o desenvolvimento de uma teoria para a conservação de serviços ecossistêmicos. Em longo prazo, esses achados podem ajudar no desenvolvimento de políticas de conservação”, explica Paulo Roberto Guimarães Júnior, orientador de Marília Gaiarsa. Entender como se propagam os efeitos em cascata que podem destruir as comunidades biológicas pode nos ajudar a evitá-los.

A tese Efeitos em cascata em redes mutualistas foi realizada no Departamento de Ecologia do Instituto de Biociências (IB) da USP.

Mais informações: e-mail gaiarsa.mp@gmail.com

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