Por que os leopardos da África do Sul encolheram para metade do seu tamanho normal?

Uma população oculta de leopardos sul-africanos revelou uma história evolutiva notável.

Por The Conversation.

Animais da mesma espécie nem sempre têm a mesma aparência. Desde pássaros com formatos de bico diferentes até mamíferos que variam em tamanho ou cor, populações que vivem em lugares diferentes podem muitas vezes ter aparências muito distintas.

O que é muito mais difícil de determinar é por que essas diferenças surgem. Elas são moldadas por ambientes locais? Ou impulsionadas pela seleção natural ou sexual? Ou são simplesmente o resultado da perda aleatória de variantes genéticas à medida que as populações se isolam e divergem lentamente ao longo do tempo?

Faço parte de uma equipe de conservacionistas e pesquisadores de leopardos que se propôs a responder algumas dessas perguntas ao investigar uma população notável de menos de 1.000 leopardos na Região Florística do Cabo, na África do Sul , uma área que abrange o Cabo Ocidental do país e partes do Cabo Oriental e do Cabo Setentrional.

Esses leopardos são muito menores do que os leopardos de outras partes do continente – em alguns casos, têm apenas metade da massa corporal. Durante décadas, pesquisadores e ambientalistas debateram se os leopardos dessa região constituem realmente uma população distinta em termos genéticos e, em caso afirmativo, o que poderia estar causando essa diferença.

Estudos genéticos anteriores ofereceram apenas respostas limitadas. A maioria se baseava em um pequeno número de marcadores genéticos – pontos específicos no DNA onde as mutações tendem a ocorrer com mais frequência. Isso é útil para descobrir padrões em larga escala, mas não capta os detalhes mais sutis necessários para entender como as populações evoluem.

Para preencher essa lacuna na pesquisa, recorremos a dados de genoma completo. Isso significa que, em vez de procurar pequenas regiões do DNA onde esperamos variação, analisamos a sequência completa de pares de bases de DNA que compõem o genoma do leopardo (2,57 bilhões de pares de bases ou aproximadamente 19.000 genes no total). Juntamente com especialistas locais em leopardos e biólogos evolucionistas, coletamos tecido muscular ou cutâneo dos leopardos e os comparamos com genomas de leopardos de outras partes da África.

Descobrimos que os leopardos do Cabo são geneticamente diferentes de outros leopardos africanos. Isso ocorre porque eles ficaram isolados de outros leopardos por muito tempo e se adaptaram a uma única região. Isso tem implicações importantes para a conservação.

Leopardos no Cabo: menores, isolados e geneticamente únicos

Os leopardos estão entre os grandes carnívoros mais disseminados do mundo, encontrados em toda a África e em partes da Ásia. Oito subespécies são reconhecidas atualmente, incluindo o leopardo africano ( Panthera pardus pardus ).

O leopardo africano, encontrado em grande parte da África subsaariana, apresenta uma variação extraordinária na cor da pelagem, no tamanho do corpo e no formato do crânio. Em geral, os leopardos que vivem em habitats abertos tendem a ser maiores e mais claros, enquanto os que vivem em áreas florestais costumam ser menores e mais escuros.

Os leopardos da Região Florística do Cabo (uma área de grande biodiversidade, rica em plantas que não se encontram em nenhum outro lugar do mundo) são uma exceção a esse padrão. Eles são relativamente pequenos em massa corporal, mas até agora, ninguém sabia o motivo de sua aparência peculiar.

Nossa pesquisa descobriu que os leopardos do Cabo não são apenas menores do que outros leopardos africanos, mas também formaram seu próprio grupo genético, claramente separado dos leopardos de outras partes do sul e leste da África.

Um padrão semelhante surgiu para os leopardos do Gana, na África Ocidental. Em ambos os casos, havia pouca evidência de mistura genética recente com populações vizinhas.

Os leopardos ocorrem e se deslocam ao longo de toda a extensão da cadeia montanhosa do Cabo Dobrado, que serve de refúgio para esses felinos. Além das extremidades norte e leste dessa cadeia montanhosa, o movimento dos leopardos parece cessar – as aparentes barreiras sendo o semi-deserto muito seco no norte e a intensa atividade humana em grande parte do Cabo Oriental.

Como as mudanças climáticas e a perseguição humana moldaram os leopardos no Cabo ao longo de 20.000 anos

Analisar o passado ajudou a explicar por que essa população é geneticamente única. Nossas análises sugerem que esses leopardos começaram a divergir de populações mais a leste há cerca de 20.000 a 24.000 anos, durante o Último Máximo Glacial (a fase mais fria da última era glacial).

Estimamos isso analisando o DNA do genoma completo para reconstruir quando as populações se separaram e o quanto trocaram genes no passado. (Na prática, lemos sua história evolutiva compartilhada, escrita no genoma.)

Durante esse período, o sul da África tornou-se mais frio e seco, com menos pastagens e menos alimento, dificultando a movimentação e a sobrevivência dos animais e causando a separação das populações. Mais recentemente, o número de leopardos caiu drasticamente nos séculos XIX e XX, provavelmente devido à caça humana, à perda de habitat e aos sistemas de recompensa que incentivavam os agricultores a matar leopardos. Em 1968, o sistema de recompensa por leopardos foi abolido e a população de leopardos começou a se recuperar com o aumento dos esforços de conservação.

Como haviam sido isolados de outros leopardos e caçados, esperávamos que nossa pesquisa mostrasse que os leopardos do Cabo estavam geneticamente empobrecidos (quando pequenas populações se reproduzem entre si e perdem diversidade genética). A baixa diversidade genética dificulta a adaptação das populações a novas ameaças, como mudanças climáticas, doenças e pressão humana. No entanto, descobrimos que eles têm uma diversidade genética apenas ligeiramente menor do que outras populações africanas – uma descoberta realmente positiva.

Indícios no genoma apontam para adaptação.

Também queríamos descobrir por que os leopardos do Cabo são menores em tamanho.

Encontramos cerca de 90 genes mais comuns nesses leopardos, relacionados ao tamanho do corpo, músculos, ossos e gasto energético. Essas diferenças fazem sentido, visto que o ambiente em que vivem possui presas muito menores e mais dispersas do que outros habitats de leopardos. Os leopardos do Cabo se alimentam principalmente de espécies como o hirax-das-rochas ( Procavia capensis ), o klipspringer ( Oreotragus oreotragus ) e o grysbok-do-cabo ( Raphicerus melanotis ).

Em conjunto, esses sinais genômicos sugerem que esses leopardos são pequenos porque se adaptaram dessa forma, e não apenas devido ao isolamento ou à deriva genética.

Por que isso é importante para a conservação?

Populações geneticamente distintas e adaptadas localmente são frequentemente descritas como unidades evolutivamente significativas. Isso significa que elas representam um ramo único da história evolutiva de uma espécie e precisam de proteção específica para que possam continuar se adaptando às mudanças futuras.

Os leopardos da Região Florística do Cabo ocupam uma paisagem diferente de qualquer outra no sul da África, moldada pela escassez de presas, vegetação singular e populações humanas em rápida expansão. Grandes reservas cercadas são raras, e os leopardos frequentemente transitam por áreas agrícolas e periferias urbanas, onde o conflito com humanos é comum.

Para conservar esses leopardos, seus habitats precisam ser conectados para que possam se movimentar livremente e em segurança, livres de perseguição. A caça furtiva e os atropelamentos são outras duas ameaças que precisam ser combatidas para garantir a permanência dos leopardos nessas regiões. Trabalhar em parceria com proprietários de terras e comunidades é essencial para a proteção desses animais.

Ao conservarmos esses leopardos, não estamos apenas salvando um predador icônico, mas também preservando um legado evolutivo moldado ao longo de milhares de anos por uma das paisagens mais singulares do continente africano.

Fonte da história:
Materiais fornecidos por The Conversation. Texto original de Laura Tensen, Professora Assistente da Universidade de Greifswald. Nota: O conteúdo pode ter sido editado para adequação ao estilo e tamanho.