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Cientistas acreditam ter resolvido o Paradoxo da Biodiversidade


Os cientistas não conseguem explicar como recursos limitados no ambiente podem sustentar tanta vida.[Imagem: CC0 Creative Commons]

Paradoxo do plâncton

Há décadas os cientistas tentam explicar como é possível que os recursos limitados do planeta consigam sustentar a multiplicidade de espécies que vivem na Terra.

As primeiras tentativas teóricas conduziram a uma conclusão que não passava pelo teste da realidade: a teoria previa que o número de espécies tinha de ser igual ao número de tipos de recursos disponíveis no meio ambiente, algo que claramente não corresponde ao que vemos à nossa volta.

O contraste entre a teoria e a observação experimental é tão flagrante que tem sido qualificado de paradoxal. Este paradoxo é conhecido como "paradoxo do plâncton" porque é muito bem ilustrado pelas propriedades dos ecossistemas de plâncton. Nos oceanos, existem menos de dez recursos que sustentam o crescimento destes organismos, tais como luz, nitrogênio, carbono, fósforo, ferro etc. Contudo, mesmo nestas condições, centenas de espécies diferentes de plâncton conseguem coexistir de forma estável, sem que nenhuma delas leve as outras à extinção.

Agora, uma equipe do Centro Champalimaud de Lisboa, em Portugal, desenvolveu um novo modelo matemático que poderá resolver este enigma da biodiversidade.

Teoria dos jogos

Segundo Andres Laan e Gonzalo Polavieja, os modelos clássicos de competição pelos recursos preveem que cada recurso irá sustentar a espécie que o consuma com mais eficiência, conduzindo portanto as espécies concorrentes à extinção. Mas esta correspondência unívoca não acontece na natureza. Pelo contrário, a ordem de grandeza do número de espécies que vivem na Terra é muito maior.

Para explicar a biodiversidade, os biólogos usaram uma ferramenta chamada Teoria dos Jogos. [Imagem: CC0 Creative Commons]

A equipe então foi buscar inspiração numa área da matemática chamada teoria dos jogos, a ferramenta preferida dos economistas, mas que também tem sido usada para criar moderadores virtuais para ajudar negociadores e até a polêmica criação de robôs capazes de fraudar e enganar.

"Partimos de um cenário teórico onde só tínhamos duas 'espécies': falcões e pombos", explica Laan. "Os falcões são carnívoros e estão sempre dispostos a lutar. Os pombos são pacíficos e tendem a partilhar os recursos ou a fugir da luta. Segundo a teoria dos jogos, no final, nem os falcões puros nem os pombos puros se tornam dominantes - pelo contrário, as duas espécies coexistem."

A coisa fica mais interessante quando várias espécies entram nesse jogo de falcões e pombos, competindo por muitos tipos de recursos simultaneamente. "Este rico conjunto de escolhas gerou uma diversidade combinatória que resultou num grande número de potenciais espécies. E tal como tinha acontecido no caso simples de duas espécies, as múltiplas espécies acabaram por coexistir e não por se extinguir mutuamente," diz Laan.

Rumos da evolução

Conforme o modelo, a biodiversidade aumenta exponencialmente com o número de recursos. "Com um recurso, duas espécies conseguem coexistir; com dois recursos, quatro espécies; com quatro recursos, 16 espécies; e com dez recursos, obtemos mais de 1.000 espécies coexistindo. O crescimento exponencial é muito rápido, fornecendo portanto uma boa forma de manter a biodiversidade," explicou Laan.

Os pesquisadores acreditam que a solução do paradoxo poderá fornecer a chave não só para perceber a biodiversidade, mas também para melhor compreender a extinção de espécies e prever possíveis direções futuras da evolução animal.

"Estas ideias ainda são em grande parte teóricas e precisamos testar até que ponto os mecanismos de competição propostos no nosso artigo descrevem corretamente o que se passa na competição entre espécies reais, mas estes primeiros resultados parecem bastante promissores," concluiu Laan.

Bibliografia:

Species diversity rises exponentially with the number of available resources in a multi-trait competition model
Andres Laan, Gonzalo G. de Polavieja
Proceedings of the Royal Society B
DOI: 10.1098/rspb.2018.1273

FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA

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