O olhar mais detalhado sobre as florestas de algas marinhas até hoje revela que parasitas invisíveis dominam as interações entre as espécies.
Por Universidade da Califórnia – Santa Bárbara, com informações de Science Daily.
Até mesmo a menção de parasitas pode ser suficiente para causar arrepios na pele de algumas pessoas. Mas para a recente doutoranda da UC Santa Barbara, Dana Morton, essas criaturas assustadoras ocupam nichos ecológicos importantes, desempenhando papéis que, em sua opinião, têm sido frequentemente esquecidos.
É por isso que Morton acaba de lançar a mais extensa rede alimentar ecológica que inclui parasitas. Oito anos em construção, o conjunto de dados inclui mais de 21.000 interações entre 942 espécies, todas cuidadosamente anotadas. A descrição detalhada, publicada na revista Scientific Data , é uma bênção para a pesquisa básica, esforços de conservação e gestão de recursos.
Compreender quem come quem, ou interações tróficas, em um ecossistema é uma informação importante para biólogos. Essas relações por si só podem dizer aos pesquisadores muito sobre um sistema, sua complexidade e até mesmo sua saúde geral. No entanto, os ecologistas costumam ignorar os parasitas ao investigar essas interações, talvez porque a parasitologia só recentemente entrou na esfera da ecologia, emergindo das ciências médicas.
“Mas você não pode ignorar as interações do parasita, uma vez que você sabe sobre eles”, disse Morton. “Se você está ignorando metade das interações no sistema, não sabe realmente o que está acontecendo nesse sistema.”
Trabalhos anteriores liderados por seus mentores, Armand Kuris e Kevin Lafferty no Departamento de Ecologia, Evolução e Biologia Marinha, descobriram que os parasitas eram comuns nas cadeias alimentares estuarinas. Mas Morton queria lidar com um ecossistema mais diverso. Dado o conjunto de pesquisas conduzidas nas florestas de algas marinhas da Califórnia, ela pensou que seria fácil simplesmente adicionar parasitas e pequenos invertebrados de vida livre a uma rede existente. Mas ela percebeu rapidamente que as teias alimentares anteriores compiladas para a floresta de algas eram muito grosseiras para serem construídas. Eles se concentraram em peixes grandes comendo peixes pequenos, mas deram menos atenção aos mamíferos, pássaros e invertebrados. Ela precisava começar do zero.
Um esforço exaustivo
Primeiro Morton compilou uma lista de espécies que chamam a floresta de algas de seu lar. Ela e seus co-autores usaram basicamente todas as fontes confiáveis que puderam encontrar. Eles se debruçaram sobre revisões de literatura e obtiveram dados de projetos de pesquisa de longo prazo, como o Programa de Pesquisa Ecológica de Longo Prazo Costeiro de Santa Bárbara e o programa de Monitoramento da Floresta de Kelp do Parque Nacional das Ilhas do Canal. Ela também procurou outros mergulhadores e, quando isso não foi suficiente, Morton e sua equipe realizaram sua própria amostragem de campo.
Morton agradeceu especialmente a ajuda que recebeu de estudantes de graduação voluntários e especialistas ao longo do processo, incluindo Milton Love, Bob Miller, Christoph Pierre, Christian Orsini e Clint Nelson da UC Santa Barbara; Mark Carr na UC Santa Cruz; Ralph Appy no Cabrillo Marine Aquarium; e David Kushner no Parque Nacional das Ilhas do Canal.
A próxima tarefa dos autores foi discernir todas as interações, que se dividiam principalmente em três tipos: predador-presa, parasita-hospedeiro e predador-parasita. A regra geral de Morton era que todo animal deveria comer alguma coisa, e cada nó deveria ter pelo menos uma conexão.
Logo ficou claro que adultos e jovens geralmente têm papéis diferentes nas teias alimentares, exigindo mais detalhes do que outras teias alimentares normalmente contêm. Esta também foi uma tarefa exaustiva que exigiu vasculhar a literatura acadêmica e bancos de dados, conduzir observações de campo e dissecações e conversar com pesquisadores especialistas.
Ao combinar informações sobre as relações predador-presa e parasita-hospedeiro, Morton foi capaz de inferir algumas relações com base estritamente no raciocínio lógico. Por exemplo, isso ajudou a determinar se um parasita ingerido tinha probabilidade de morrer ou infectar o predador que comia seu hospedeiro.
Cada nó da teia alimentar – correspondendo a uma determinada espécie ou estágio de vida – tinha uma referência em sua entrada. Na verdade, Morton certificou-se de que toda a web estava repleta de metadados. “Não queremos que as teias alimentares sejam apenas caixas pretas onde você não sabe como foram colocadas juntas, então você não sabe como usá-las apropriadamente”, disse ela.
Ela estava particularmente atenta à incerteza e estimou sua confiança para cada uma das dezenas de milhares de relações putativas. Por exemplo, certos parasitas podem aparecer em apenas um ou dois espécimes simplesmente porque são raros, e não devido a qualquer especialização. As interações não observadas, mas reais, entre hospedeiros e parasitas criam um falso negativo na rede alimentar.
Morton, portanto, estimou a probabilidade de ligações falso-negativas para cada interação parasita-hospedeiro potencial. Se uma interação ausente teve mais de 50% de alteração de um falso negativo, ela o atribuiu como um link na rede. Ela também removeu espécies de parasitas que eram especialmente propensas a falsos negativos, para reduzir o erro geral.
Ela também incluiu uma estimativa de sua confiança para cada uma das dezenas de milhares de relações putativas.
Um grande desafio que Morton enfrentou foi simplesmente saber quando o projeto estava concluído. Existem poucas divisões nítidas no oceano; ecossistemas são incrivelmente interconectados e muitas espécies que vivem na floresta de algas marinhas também habitam outros ecossistemas no sul da Califórnia. Este projeto poderia ter se tornado um relato de todo o Pacífico oriental.
Para evitar que ele aumentasse de tamanho, Morton limitou o estudo ao recife rochoso na faixa de profundidade de algas gigantes. Ela também não fez nenhuma tentativa de incluir vírus e bactérias, nem especificou as muitas espécies de fitoplâncton. Por fim, a teia alimentar chegou a um ponto em que as adições não mudaram a estrutura geral da rede, indicando que a teia estava convergindo para uma conta completa.
Um sistema complexo
Os anos de trabalho de Morton produziram uma rede alimentar abrangente que compreende 492 espécies de vida livre e 450 parasitas. A contabilização de estágios de vida específicos traz o total de nós para 1.098, com 21.956 links entre eles.
“Esta é a primeira teia alimentar para um ecossistema marinho realmente estruturalmente complexo, que é realmente dinâmico e aberto”, disse Morton. Ela ficou surpresa com a extensão em que a rede se expandiu depois de dar conta de grupos de organismos muitas vezes esquecidos. A inclusão de pequenos invertebrados de vida livre dobrou o tamanho da rede. Adicionar interações de parasitas dobrou novamente.
Os resultados destacam algo que ela sempre suspeitou: “Quer você decida ou não construir uma teia alimentar (que eu não recomendaria)”, ela brincou, “você ainda pode pensar nos parasitas que podem estar participando do sistema. Se você está perdendo metade das interações, você provavelmente está perdendo uma grande parte da imagem. “
Os parasitas eram ainda mais prevalentes na teia alimentar da floresta de algas do que nas teias alimentares estuarinas que inspiraram seu projeto. Embora uma teia alimentar cheia de parasitas possa parecer prejudicial à saúde, de acordo com Morton, na verdade é um bom sinal porque os parasitas geralmente precisam de cadeias alimentares complexas para completar seu ciclo de vida. “Encontrar muitos parasitas indica que existem estruturas tróficas intactas e grande diversidade de espécies”, disse ela.
Os parasitas estão presentes apenas porque a floresta de algas marinhas oferece muitas oportunidades para eles. As florestas de kelp são pontos críticos de biodiversidade bem conhecidos, particularmente aqueles no Canal de Santa Bárbara, que se encontram na confluência das comunidades de água fria ao norte de Point Conception e as comunidades de água quente do sul e da Baixa Califórnia.
“Este novo olhar sobre as teias alimentares de kelp florestais coloca os peixes no banco de trás”, disse o co-autor Kevin Lafferty, consultor de Morton no Marine Science Institute. “A maior parte da ação é com os invertebrados. E a maioria desses invertebrados eram parasitas.”
Morton ficou surpreso ao encontrar um grande número de parasitas que usam pássaros e mamíferos como hospedeiros finais. Isso sugere que pássaros e mamíferos têm uma presença maior no ecossistema da floresta de algas do que ela esperava.
Quanto aos próximos passos, Morton já começou a trabalhar comparando sua teia alimentar da floresta de algas marinhas com as poucas outras teias alimentares intertidais e lacustres na literatura que incluem parasitas. Ela também planeja estudar como a teia alimentar da floresta de algas marinhas pode mudar com o aquecimento do oceano. Mas o ponto principal da publicação de seus dados, ela disse, foi informar os esforços de conservação e gestão de recursos em ecossistemas florestais de algas.
Ao estudar ecossistemas, geralmente há uma grande nuvem de incógnitas que levam a uma grande variabilidade nos dados. “Minha esperança ao fazer isso era fornecer às pessoas os recursos para obter uma compreensão mais mecanicista do que estão vendo”, disse Morton, “porque agora eles têm basicamente um mapa de todas as coisas que possivelmente poderiam estar acontecendo neste ecossistema . “
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela University of California – Santa Barbara . Original escrito por Harrison Tasoff. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do jornal :
Dana N. Morton, Cristiana Y. Antonino, Farallon J. Broughton, Lauren N. Dykman, Armand M. Kuris, Kevin D. Lafferty. Uma teia alimentar incluindo parasitas para as florestas de algas do Canal de Santa Bárbara, Califórnia . Scientific Data , 2021; 8 (1) DOI: 10.1038 / s41597-021-00880-4
