Estudo internacional publicado na Science, com participação de pesquisador da UnB, revela que velocidade evolutiva é o segredo do sucesso das serpentes

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Um novo e grande estudo de serpentes, realizado por uma equipe internacional incluindo biólogos da Universidade de Michigan, Universidade de Brasília e Universidade Federal da Paraíba, entre outras, sugere que foi a velocidade evolutiva que desencadeou a explosão da diversidade desse grupo de animais - fenômeno conhecido como radiação adaptativa. Isso possibilitou quase 4.000 espécies vivas e fez das serpentes uma das maiores histórias de sucesso da evolução.

No grupo dos répteis, as serpentes evoluíram até três vezes mais rápido que os lagartos, com grandes mudanças nas características associadas à alimentação, locomoção e processamento sensorial, de acordo com o estudo agendado para publicação online em 22 de fevereiro na revista Science.

De acordo com Daniel Rabosky, biólogo evolucionista da Universidade de Michigan (U_M) e autor sênior da pesquisa, “fundamentalmente este estudo é sobre o que produz um vencedor evolutivo. Descobrimos que as serpentes têm evoluído mais rapidamente do que os lagartos em alguns aspectos importantes, e esta velocidade de evolução as permitiu tirar partido de novas oportunidades que outros lagartos não conseguiram".

"As serpentes evoluíram mais rápido e, ousamos dizer, melhor do que alguns outros grupos. Elas são versáteis e flexíveis e capazes de se especializar em presas que outros grupos não podem usar", disse Rabosky, professor do Depto de Ecologia e Biologia Evolutiva da U-M.

Para o estudo, os pesquisadores geraram a maior e mais abrangente árvore evolutiva de serpentes e lagartos, sequenciando genomas parciais de quase 1.000 espécies. Além disso, compilaram um enorme conjunto de dados sobre dietas de lagartos e serpentes, examinando registros do conteúdo estomacal de dezenas de milhares de espécimes preservados em museus.

Eles alimentaram esses dados – muitos oriundos da Coleção Herpetológica da Universidade de Brasília (CHUNB), atualmente uma das mais importantes coleções de herpetofauna do Cerrado no mundo - em sofisticados modelos matemáticos e estatísticos, apoiados por uma grande estrutura de poder computacional, para analisar a história da evolução de cobras e lagartos ao longo do tempo geológico e para estudar como várias características - como a falta de membros - evoluíram.

Essa abordagem multifacetada revelou que, embora outros répteis tenham desenvolvido muitas características semelhantes às das serpentes - 25 grupos diferentes de lagartos também perderam os seus membros, por exemplo - apenas as serpentes experimentaram este nível de diversificação explosiva.

EXEMPLOS BRASILEIROS

Um dos exemplos é a Sucuri - serpente semi-aquática do Brasil - nome popular dado às serpentes do gênero Eunectes, que pode ultrapassar 10 metros de comprimento e se alimenta de presas tão grandes quanto uma capivara, o maior roedor vivente, ou ainda um veado.

"Com a cabeça pequena, mas um crânio flexível, a Sucuri consegue engolir presas enormes," disse Guarino Colli, professor associado do Departamento de Zoologia da Universidade de Brasília (UnB). "Ela é um exemplo extremo dessa capacidade incrível de adaptação, e é um dos fatores responsáveis pelo sucesso evolutivo desse grupo."

No extremo oposto, ainda no Brasil, está um grupo relativamente primitivo de serpentes, que vivem enterradas no solo. Bem pequenas, essas serpentes se parecem com minhocas, e se alimentam exclusivamente de cupins e formigas. Segundo Colli, "quando a gente compara esses dois extremos, vê o quão diverso é o grupo de serpentes no Brasil". Para o pesquisador e professor da UnB, "Aí entendemos como esse grupo consegue sobreviver em ambientes tão contrastantes e evoluir rapidamente."

A DESCOBERTA

Os autores do estudo da Science se referem a este evento na história evolutiva como uma singularidade macroevolutiva com causas "desconhecidas e talvez incognoscíveis."

Uma singularidade macroevolutiva pode ser vista como uma mudança repentina para uma engrenagem evolutiva superior, e os biólogos suspeitam que essas explosões aconteceram repetidamente ao longo da história da vida na Terra. O surgimento repentino e subsequente domínio de plantas com flores é outro exemplo.

No caso das serpentes, a singularidade começou com a aquisição quase simultânea (de uma perspectiva evolutiva) de corpos alongados sem membros, sistemas avançados de detecção química e crânios flexíveis. Essas mudanças cruciais permitiram que as serpentes, como grupo, perseguissem uma gama muito mais ampla de tipos de presas, ao mesmo tempo que permitiam que espécies individuais evoluíssem para uma especialização alimentar extrema.

Hoje existem serpentes que atacam com veneno letal, pítons gigantes que comprimem suas presas, escavadores com focinho em forma de pá que caçam escorpiões do deserto, serpentes arbóreas delgadas chamadas "dormideiras" que atacam caracóis e ovos de pererecas bem acima do solo, outras com cauda em remo, serpentes marinhas que sondam as fendas dos recifes em busca de ovas de peixes e enguias, e muito mais.

"Um dos nossos principais resultados é que as serpentes passaram por uma mudança profunda na ecologia alimentar que as separa completamente de outros répteis," disse Rabosky. "Se existe um animal que pode ser comido, é provável que alguma serpente, em algum lugar, tenha desenvolvido a capacidade de comê-lo."

IMPORTÂNCIA DO ESTUDO

Para Lucas Cavalcanti, mestre e doutor em zoologia pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB) e um dos membros da equipe brasileira que participou da pesquisa, “as informações são cruciais para o entendimento de todas as espécies de serpentes do mundo, o que coloca o Brasil em uma posição extremamente importante, pois somos o país número um em espécies de serpentes do mundo, lar de mais de 400 espécies, o que representa mais de 10% da diversidade mundial.”

De acordo com o pesquisador é fundamental provocar as instituições responsáveis para um olhar mais atencioso à conservação de serpentes e seus habitats. Para Cavalcanti “este cuidado torna o nosso país em um verdadeiro laboratório vivo para a o entendimento de padrões macroevolutivos e de rápida diversificação” e “as serpentes podem ser uma das peças-chave deste grande quebra-cabeças”, destaca.

Para o pesquisador e professor da Universidade Federal da Paraíba, Daniel Oliveira Mesquita, doutor em biologia animal pela Universidade de Brasília (UnB), o estudo é importante por ser uma análise global que envolve um número grande de répteis e de informações genéticas e ecológicas sobre eles, baseadas em informações coletadas por mais de 30 anos, pelos autores do estudo. "Outros pesquisadores poderão utilizar essas informações, além de poder utilizar a árvore filogenética em outras análises comparativas", ressalta.

Segundo o pesquisador brasileiro Gabriel Costa, formado em Biologia na UnB e atualmente professor na Universidade de Auburn Montgomery (EUA), o artigo - que é parte de um projeto de pesquisa financiado pela NSF (National Science Foundation) - é uma contribuição importante ao estudo da Macroevolução, área da biologia dedicada a entender como grandes grupos de espécies se originam e se diversificam.

Costa tem doutorado na Universidade de Oklahoma (EUA) e durante os anos de 2015 e 2016 foi colaborador visitante na Universidade de Michigan, período em que estabeleceu colaboração com a equipe do Prof. Rabosky.

Para o estudo, os pesquisadores analisaram as preferências alimentares das serpentes com observações de campo e registros do conteúdo estomacal de mais de 60 mil espécimes de serpentes e lagartos, principalmente de museus de história natural. Os museus contribuintes incluíram o Museu de Zoologia da Universidade de Michigan, que abriga a maior coleção de pesquisa de espécimes de serpentes do mundo, e a Coleção Herpetológica da Universidade de Brasília, uma das maiores do Brasil.

Os 20 autores do estudo são de universidades e museus dos EUA, Brasil, Reino Unido, Austrália e Finlândia. O estudo foi apoiado por várias agências de financiamento, incluindo subsídios da Fundação Nacional de Ciência dos EUA, do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq - Brasil), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES - Brasil) e da Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF - Brasil).

 

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