O estudo da distribuição geográfica dos organismos, a biogeografia, é uma área que tem como intuitor elucidar a distribuição dos organismos ao logo do espaço e do tempo. Ela tem uma longa trajetória e para compreender a sua implicação atual é importante conhecer a sua história.
Alexander von Humboldt (1769-1859) é conhecido como o pai da biogeografia e no próximo ano será celebrado 250 anos de seu nascimento. Humboldt foi um geógrafo, naturalista e explorador nascido na Prússia, atual Alemanha, trazendo enormes contribuições a diferentes áreas do conhecimento, como a geologia, a climatologia, a oceanografia e a própria biogeografia. Dedicou-se à investigação de campo, participando de inúmeras expedições pela Europa, Ásia e América Latina.
Na transição do século XVIII para o XIX viajou pela América Latina, onde em sua expedição pelos rios Orinoco e Amazonas, na Venezuela, verificou a existência de uma comunicação entre os sistemas dessas duas importantes bacias hidrográficas da América do Sul. Os resultados das suas expedições contribuíram enormemente na descrição de plantas, animais e acidentes geográficos até então completamente desconhecidos. Por isso, atualmente dezenas de espécies animais e vegetais, além de alguns rios, montanhas e cidades, rendem homenagem ao explorador.
É considerado o pai da biogeografia pois foi o primeiro naturalista que relacionou a geologia com a biodiversidade. Na imagem a seguir de uma de suas obras observa-se a relação que ele fazia entre as espécies e os locais onde elas foram encontradas.
Alfred Russel Wallace (1823-1913) foi um naturalista britânico, geógrafo e antropólogo. As observações das suas viagens também foram a base para que ele formulasse a Teoria da Evolução por meio da Seleção Natura. Ele enviou uma carta a Darwin demonstrando a teoria um ano antes da publicação oficial da “Origem das Espécies”. A relevância dos estudos de Wallace vão muito além da coautoria da Teoria da Seleção Natural, passando por trabalhos sobre a cor e ornamento em animais até a distribuição geográfica de animais e plantas.
Dentre as inúmeras contribuições que ele realizou para as diferentes áreas da ciência, destaca-se suas descobertas na área da biogeografia. A primeira delas foi na região da América do Sul, onde ele permaneceu durante quatro anos e a partir dessas observações publicou diversos trabalhos. Através das observações feitas na região amazônica ele conseguiu chegar a uma série de conclusões gerais acerca da distribuição geográfica das espécies nesse local. Por meio de um estudo feito com macacos nessa região, ele propôs a hipótese dos rios como barreiras. De modo geral, rios de grandes dimensões como o Amazonas, Negro e Madeira constituem barreiras efetivas, onde na margem desses rios se encontram espécies diferentes de um mesmo gênero de macacos. Além disso, ele verificou que a área de ocorrência de espécies aparentadas (com uma ancestralidade comum) de aves e insetos é limitada por esses grandes rios, mesmo não existindo nada que os impeça de voar de uma margem para outra. Também na região amazônica, ele verificou que em cada pequeno afluente dos rios ocorrem formas particulares de peixes, sendo que, a maior parte das espécies que foram encontradas na região alta do Rio Negro não está presente em sua desembocadura.
Durante a viagem que realizou para o Arquipélago Malaio (atual Arquipélago Indonésio), onde permaneceu por oito anos (de 1854 a 1862) fez diversas pontuações sobre os modelos de distribuição das espécies que encontrou. A primeira delas, conhecida como “Linha de Wallace” foi bem recebida pelos pesquisadores de biogeografia da sua época. A linha tratava-se de uma linha imaginária que dividiria a fauna e flora no meio do Arquipélago. Foi utilizada para explicar que as ilhas que estavam próximas e que tinham as mesmas características físicas apresentavam faunas bem diferentes enquanto outras ilhas mais longe apresentavam faunas bem semelhantes. Alguns anos depois, com a Teoria da Deriva Continental verificou-se que essa distribuição reflete o movimento das placas tectônicas que separaram por mares profundos ambas as porções dos continentes. Dessa forma, Wallace já havia descrito o efeito promovido por esse movimento sem saber das suas causas.
Wallace também foi responsável por validar a divisão da Terra em regiões faunísticas que são estudas atualmente. Através da sua obra "A distribuição geográfica dos animais” de 1876 trouxe grandes contribuições para a Zoogeografia que é o ramo da biogeografia que estuda a distribuição geográfica das espécies de animais. Ele corroborou através da distribuição dos mamíferos, aves, répteis, conchas terrestres e geralmente dos insetos, as seis regiões que Philip Lutley Sclater havia proposto em 1858 baseado na distribuição geográfica das aves. Dessa forma, a Terra pode ser dividida em seis grandes regiões: (1) Neotropical, que compreende a América do Sul, México (2) Neártica, compreendendo a América do Norte; (3) Paleártica, formada pela Europa, Norte da Ásia, Japão e norte da África; (4) Etiópica, constituída pelo restante da África e Madagascar; (5) Indiana, formada pelo sul da Ásia e a metade ocidental do Arquipélago Indonésio; (6) Australiana, formada pela metade oriental das ilhas do Arquipélago Indonésio, Austrália e a maioria das ilhas do Pacífico.
Os estudos de Wallace sobre biogeografia resultaram em diversas publicações de livros e artigos sobre o assunto. Além disso, suas observações tiveram implicações para a proposição da Teoria da Seleção Natural em conjunto com Darwin.
Charles Robert Darwin (1809-1882) foi um naturalista inglês, autor do livro “A Origem das Espécies” (1859). Darwin é reconhecido por introduzir a ideia de evolução a partir de um ancestral comum por meio da seleção natural. Além disso, realizou algumas contribuições para a biogeografia, apesar de que em menor proporção do que Wallace.
As principais contribuições de Darwin para a biogeografia foram feitas através da viagem a bordo do Beagle (1831). Darwin realizou observações biogeográficas durante sua viagem que foram a base para a sua teoria evolutiva. Como por exemplo: a relação geográfica com a morfologia do tatu atual e fósseis de Gliptodontes dos pampas argentinos; a inferência de que áreas próximas do continente sul-americano abrigam duas espécies com ancestralidade em comum, tendo como exemplo as duas espécies de aves não-voadoras nativas da América do Sul (Ema e o nandu-de-darwin); a diversidade de espécies ou variedades que foram registradas no Arquipélago de Galápagos, como as diferentes espécies de pássaros denominados tentilhões, onde há uma variação na forma e no tamanho do bico nos diferentes ambientes das ilhas. Sendo assim, através dessas observações verificou que a fauna e a flora eram produtos dos processos históricos naturais. As espécies tinham uma ancestralidade comum, portanto, elas não poderiam ter sido criadas como eram atualmente e nem eram imutáveis. Sendo assim, essas observações o levaram a perceber que a adaptação é uma consequência da relação dos seres vivos como o meio ambiente. As semelhanças e diferenças que ele encontrou entre os organismos, medidas em um contexto geográfico, o levaram a postular a descendência com modificação a partir de um ancestral comum, agora denominada evolução e a seleção natural como o agente causal das mudanças experimentadas por essa descendência com modificação.
Após a ampla aceitação da teoria da evolução e da noção da mobilidade dos continentes fundamentada pela teoria da tectônica de placas, a biogeografia passou a ser organizada da forma como a entendemos atualmente. A biogeografia se empenha em compreender os processos responsáveis pela distribuição dos organismos no espaço, e sua mudança através do tempo. É um campo de estudo integrativo, pois combina informações obtidas da geografia, biologia e geologia, compreendendo uma das tantas áreas com uma abordagem multidisciplinar dentro da Biologia Evolutiva. Os objetivos recorrentes da disciplina envolvem responder perguntas sobre onde ocorrem as espécies, porque ocorrem onde estã e como a distribuição pode se modificar no tempo. O estudo do padrão de distribuição espacial da diversidade é analisado tanto em relação às causas históricas, que trata de escalas de tempo grandes como os períodos geológicos, quanto às causas ecológicas tratam de escalas temporais pequenas. Atualmente, os pesquisadores criticam essa divisão, e defendem a ideia de que o estudo sobre a evolução espacial dos seres vivos tem que ser considerado em um aspecto amplo e não restrito a somente um ponto de vista.
“O mundo precisa de biogeógrafos” foi o discurso de abertura da reunião sobre Biogeografia das Mudanças Climáticas em Évora, Portugal, em março desse ano (2018). Os participantes dessa reunião argumentam que como estamos vivendo um período de rápida mudança climática, nunca houve um período mais urgente para os cientistas estudarem os impactos dessa mudança no mundo natural. Com a história em mente, precisamos olhar para trás. Para entender como as espécies no futuro responderão às mudanças climáticas, podemos olhar para o passado. Dentro dessa perspectiva, algumas pesquisas têm sido feitas dentro dessa temática na biogeografia. Um estudo publicado na Science em 2010 evidenciou que mudanças climáticas passadas influenciaram no tamanho do corpo dos mamíferos através do período Cenozóico. Embora grandes mudanças tenham ocorrido no tamanho do corpo dos mamíferos após a extinção em massa, que dizimou os dinossauros abrindo espaço ecológico para os mamíferos, eles concluíram que nenhum padrão do tamanho do corpo dos mamíferos, apesar das mudanças climáticas, sofreu grande modificação, exceto quando nossa espécie apareceu em cena. Demonstrando assim, a grande influência que temos com as nossas atividades de impactar as outras espécies desse planeta.
Recentemente, em um estudo conduzido por um pesquisador da Unicamp, dentro da abordagem de biogeografia histórica, evidenciou a evolução das florestas brasileiras em 5 milhões de anos. Através da utilização de DNA mitocondrial e nuclear de indivíduos da espécie de aranha Nephila clavipes, ele procurou evidências de possíveis alterações ocorridas ao longo do tempo nas florestas em que elas viviam. A expansão ou retração das florestas, por exemplo, pode ser inferidas pelo aumento ou declínio populacional das espécies que nelas vivem. A avaliação do DNA das aranhas mostrou, por exemplo, uma expansão das populações delas na Mata Atlântica há 21 mil anos. Dessa forma, o estudo foi capaz de capturar as mudanças climáticas ocorridas, onde diversos grupos genéticos dentro de uma espécie surgiram recentemente - em termos geológicos - nos últimos 350 mil anos, provavelmente por causa dessas mudanças que isolaram populações dessa mesma espécie. Além disso, foi demonstrado que esses grupos entraram em contato depois desse isolamento - ou seja, os grupos da Mata Atlântica chegaram à Amazônia, e vice-versa. Esse contato provavelmente ocorreu por meio de pontes que se formaram durante o Pleistoceno (entre 2,5 milhões a 11,7 mil anos atrás). As pontes podem ter se formado em decorrência das variações climáticas características do período, onde em períodos mais quentes as florestas expandiam em direção ao Cerrado que se retraía. Assim, os períodos quentes e úmidos devem ter propiciado esses contatos entre as populações. Tais estudos demonstram a importância deste tipo de trabalho, que é fundamental para compreender os mecanismos responsáveis pela distribuição da diversidade na América do Sul e como ela se comportou frente às mudanças climáticas dos últimos milhares de anos.
Através desse texto, vimos que a biogeografia é uma área muito abrangente do conhecimento dentro da Biologia Evolutiva. E que o estudo da sua história é fundamental para compreendermos como a mesma se estruturou durante o seu estabelecimento. Atualmente, muitos são as perguntas que essa grande área pode elucidar, desde um entendimento maior da distribuição dos seres vivos até a origem dessa distribuição e seus padrões atuais.
Para saber mais:
Do Carmo, V. A., Martins, L. A. C. P., & Bizzo, N. M. V. (2012). As contribuições de Alfred Russel Wallace para a biogeografia. Filosofia e História da Biologia, 7(1), 117-136.
Smith, F. A., Boyer, A. G., Brown, J. H., Costa, D. P., Dayan, T., Ernest, S. M., ... & Harding,
L. E. (2010). The evolution of maximum body size of terrestrial mammals. science, 330(6008), 1216-1219.
Bartoleti, L. F. D. M. (2013). Variabilidade genética e filogeografia de Nephila clavipes (Araneae: Nephilidae).
https://natureecoevocommunity.nature.com/users/17999-simon-harold/posts/31653-the-world-need-biogeographers
Gillung, J. P. (2018). Biogeografia: a história da vida na Terra. Revista da Biologia, 7, 1-5.