Os ciclos de vida de alguns insetos adaptam-se bem às mudanças climáticas: outros, nem tanto

Os gafanhotos que hibernam quando jovens têm uma vantagem sobre aqueles que emergem na primavera.

Por Universidade da Califórnia – Berkeley, com informações de Science Daily.

À medida que as populações de insetos diminuem em todo o mundo, no que alguns chamam de “apocalipse dos insetos”, os biólogos estão desesperados para determinar como as criaturas de seis patas estão respondendo ao aquecimento global e prever os vencedores e perdedores a longo prazo.

Um novo estudo sobre gafanhotos do Colorado mostra que, embora as respostas sejam complicadas, os biólogos têm muito do conhecimento necessário para fazer essas previsões e se preparar para as consequências.

As descobertas, publicadas em 30 de janeiro no periódico PLOS Biology, vêm graças à descoberta fortuita de 13.000 gafanhotos, todos coletados do mesmo local nas montanhas do Colorado entre 1958 e 1960 por um biólogo da University of Colorado Boulder (CU Boulder). Após a morte prematura do cientista em 1973, a coleção foi resgatada por seu filho e doada ao Museu da CU, onde ficou abandonada até 2005, quando César Nufio, então um bolsista de pós-doutorado, a redescobriu. Nufio começou a fazer a curadoria da coleção e iniciou uma nova pesquisa nos mesmos locais para coletar mais gafanhotos.

Os insetos recém-coletados permitiram que Nufio e seus colegas — Caroline Williams da Universidade da Califórnia, Berkeley, Lauren Buckley da Universidade de Washington em Seattle e a bolsista de pós-doutorado Monica Sheffer, que tem uma nomeação em ambas as instituições — avaliassem o impacto das mudanças climáticas nos últimos 65 anos nos tamanhos de seis espécies de gafanhotos. Como os insetos são de sangue frio e não geram seu próprio calor, suas temperaturas corporais e taxas de desenvolvimento e crescimento são mais sensíveis ao aquecimento no ambiente.

Apesar de muita especulação de que os animais diminuirão de tamanho para diminuir o estresse pelo calor à medida que o clima esquenta, os biólogos descobriram que algumas espécies de gafanhotos na verdade ficaram maiores ao longo das décadas, aproveitando uma primavera mais cedo para engordar com vegetação. Isso funcionou apenas para espécies que hibernam como juvenis — um estágio chamado diapausa ninfal — e, portanto, podem começar a comer na primavera. Espécies que eclodem na primavera de ovos postos no outono — os diapausers de ovos — não tiveram essa vantagem e ficaram menores ao longo dos anos, provavelmente como resultado da vegetação secar mais cedo.

“Esta pesquisa enfatiza que certamente haverá espécies vencedoras e perdedoras, mas subgrupos dentro das populações dessas espécies, dependendo de seu contexto ecológico ou ambiental, terão respostas diferentes”, disse Sheffer.

Os autores do novo estudo previram muito disso com base nos ciclos de vida dos gafanhotos e nas condições ambientais do local.

“Nós nos sentamos e olhamos para tudo o que era conhecido sobre o sistema, como gradientes de elevação e como isso deveria modificar as respostas e como diferentes gafanhotos poderiam responder, com toda a riqueza de informações que sabíamos sobre sua história natural. E embora nem todas as nossas previsões fossem confirmadas, muitas delas realmente foram”, disse Williams, titular da Cátedra John L. e Margaret B. Gompertz em Biologia Integrativa na UC Berkeley.

“Entender quais espécies provavelmente serão vencedoras e perdedoras com as mudanças climáticas tem sido realmente desafiador até agora”, disse Buckley. “Espero que este trabalho comece a demonstrar alguns princípios pelos quais podemos melhorar as previsões e descobrir como responder apropriadamente às mudanças no ecossistema decorrentes das mudanças climáticas.”

Gafanhotos resgatados

A coleção de gafanhotos de 65 anos foi montada pelo entomologista Gordon Alexander da CU Boulder ao longo de três verões. Ele não apenas coletou e montou os espécimes de parcelas nas Montanhas Rochosas perto de Boulder, mas também documentou o tempo de seis diferentes estágios de vida dos gafanhotos. Sua morte em um acidente de avião em 1973 deixou os espécimes, presos em fileiras organizadas em 250 caixas de madeira, no limbo até que Nufio os encontrou em 2005 e reconheceu seu valor se pudessem ser comparados aos gafanhotos de hoje.

As coleções de museus se tornaram inestimáveis ​​para estudos de longo prazo sobre os efeitos das mudanças climáticas, como exemplificado por uma pesquisa de mamíferos, pássaros, répteis e anfíbios conduzida entre 1904 e 1940 por Joseph Grinnell do Museu de Zoologia de Vertebrados da UC Berkeley. Pesquisas recentes das mesmas áreas 100 anos depois que Grinnell visitou ajudaram biólogos a documentar os efeitos das mudanças climáticas na vida selvagem da Califórnia.

Nufio e muitos outros eventualmente coletaram cerca de 17.000 novos espécimes de gafanhotos dos mesmos locais ou de locais semelhantes ao redor de Boulder. Embora o novo artigo seja o primeiro a relatar as mudanças no tamanho dos gafanhotos entre 1960 e 2015, os autores alavancaram estudos anteriores em laboratório e em parcelas experimentais para entender por que encontraram os padrões que encontraram.

Os insetos eram de um grande grupo de gafanhotos não descritos na família Acrididae, os chamados gafanhotos de chifre curto. A maioria era pastadora generalizada, embora alguns se especializassem em gramíneas. Duas espécies ( Eritettix simplex e Xanthippus corallipes ) eram diapausadores ninfais, atingindo a idade adulta já em maio; duas ( Aeropedellus clavatus e Melanoplus boulderensis ) eram diapausadores de ovos no início da temporada, amadurecendo em meados de junho; e duas ( Camnula pellucida e Melanoplus sanguinipes ) eram diapausadores de ovos no final da temporada, amadurecendo no final de julho.

Os pesquisadores descobriram que as ninfas diapausas aumentaram de tamanho em altitudes mais baixas, em torno de 1.800 metros, enquanto os emergentes precoces e tardios dos ovos de inverno diminuíram de tamanho ao longo das décadas nessas altitudes.

“Para aqueles que vieram no final de agosto, quando o tempo está muito frio e seco e as temperaturas são muito altas, vimos os impactos mais negativos das mudanças climáticas”, disse Williams.

Uma coisa que surpreendeu os pesquisadores, no entanto, foi que nenhuma das espécies aumentou de tamanho em altitudes mais elevadas, até cerca de 13.000 pés, apesar do fato de que o aquecimento do verão devido à mudança climática é maior em altitudes mais elevadas. Isso pode ser porque, em altitudes mais elevadas, a neve inibe o esverdeamento no início da estação, reduzindo o suprimento de alimentos. Os resultados confirmam o que a equipe descobriu quando enjaulou gafanhotos em várias altitudes para ver como eles se adaptavam às mudanças de elevação no calor e na secura.

“Os dados são consistentes com o fato de que os gafanhotos conseguem aproveitar o aquecimento ficando maiores e saindo mais cedo, ou então sofrem estresse e ficam menores”, disse Buckley.

Outros experimentos realizados por Buckley em borboletas mostram algumas das mesmas tendências.

“Encontramos uma mensagem bastante semelhante com as borboletas, o que é esperançoso para mim, pois se pudermos considerar alguns princípios biológicos básicos, realmente aumentamos nossa capacidade de prever as respostas às mudanças climáticas”, disse ela.

A equipe continua sua colaboração para entender as mudanças metabólicas, bioquímicas e genéticas que estão por trás das mudanças de tamanho.

“Usar essas coleções de museu nos permitiu voltar no tempo para comparar exatamente os mesmos locais — não houve nenhuma mudança no uso da terra durante esse período de 60 anos de aquecimento — usando exatamente a mesma metodologia”, disse Williams. “Ter esses espécimes históricos únicos nos permitiu observar as mudanças ao longo do tempo.”

Fonte da história:
Materiais fornecidos pela University of California – Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e ao comprimento.

Referência do periódico :
César R. Nufio, Monica M. Sheffer, Julia M. Smith, Michael T. Troutman, Simran J. Bawa, Ebony D. Taylor, Sean D. Schoville, Caroline M. Williams, Lauren B. Buckley. Insect size responses to climate change vary across elevations according to seasonal timing. PLOS Biology, 2025 DOI: 10.1371/journal.pbio.3002805