A evolução in silico: Biogegrafia e especiação no computador
O físico brasileiro Marcus de Aguiar, Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), tem desenvolvido um interessante trabalho, em associação a outros pesquisadores, em que aplica estratégias de modelagem fisico-matemática para investigar como diversos parâmetros genéticos, populacionais, ecológicos e biogeográficos interferem na diversificação dessas populações e nos processos e padrões de especiação. O seu primeiro trabalho sobre o assunto foi publicado em 2009 em artigo da revista Nature em que, por meio de simulações computacionais a partir de um modelo ecológico neutro (isto é, em que não existem diferenças na aptidão dos diferentes organismos e das diferentes populações), ele, e outros pesquisadores responsáveis pelo trabalho, analisaram a dinâmica de populações de organismos virtuais e as compararam com os resultados de diversos estudos com populações de organismos de verdade, encontrando vários paralelos que sugeriam a validade da estratégia, uma vez que a simulação parecia conseguir reproduzir vários padrões de biodiversidade que são realmente observados na natureza [1].
Os resultados sobre a biodiversidade, apresentados neste trabalho de 2009, forneceram evidências adicionais de que a diversificação entre as espécies pode surgir sem a necessidade de barreiras físicas específicas e claras, de maneira análoga ao que ocorre quando engarrafamentos surgem sem acidentes ou interrupções graves na passagem dos carros, mas a partir da interação dinâmica entre o fluxo lentificado e irregular dos carros [1].
Agora, o mesmo de Aguiar, publicou outro artigo (desta vez na revista norte-americana, PNAS), junto com outros cientistas, no qual (usando o mesmo tipo de estratégia de simulação computacional de um modelo ecológico neutro) eles investigaram o efeito das barreiras na biodiversidade. Os cientistas simularam a expansão de uma população em volta de uma barreira geográfica de modo que as populações das extremidades, inicial e final da barreira, encontram-se reprodutivamente isoladas, uma da outra, embora haja fluxo contínuo de genes entre as populações adjacentes, formando o que os pesquisadores chamam de ‘espécie em anel’. Os dados destas simulações foram comparados com o complexo de populações de uma ave da espécie Phylloscopus trochiloides (Greenish Warbler) que é uma conhecida e bem estudada espécie em anel [2].
Os resultados obtidos pelos pesquisadores coincidem com os dados das distribuição de subespécies, que é o principal componente da diversidade genética, e com a correlação genético-espacial linear dos dados observados, embora os pesquisadores acreditem que a seleção natural deverá ser importante na determinação das características fenotípicas das espécies. Os autores também afirmaram que seus resultados indicam que as espécies em anel são, muito frequentemente, instáveis em relação à especiação ou a hibridização, mas, mesmo assim, podem persistir por longos intervalos de tempo, dependendo das espécies e das características geográficas. A análise das populações de Phylloscopus trochiloides levada a cabo pelos pesquisadores indica que a área mais extensa perto do ponto de contato secundário entre as populações é importante para o prolongamento da duração do anel. No entanto, eles também sugerem que o anel vai quebrar-se em várias espécies no futuro, algo em torno de 10.000 e 50.000 anos [2].
A agência FAPESP e a Revista de pesquisa da FAPESP ambas publicaram matérias sobre as duas pesquisas em português.
Referências:
de Aguiar MA, Baranger M, Baptestini EM, Kaufman L, Bar-Yam Y. Global patterns of speciation and diversity. Nature. 2009 Jul 16;460(7253):384-7. doi: 10.1038/nature08168. PubMed PMID: 19606148.
Martins AB, de Aguiar MA, Bar-Yam Y. Evolution and stability of ring species. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Mar 26;110(13):5080-4. doi:10.1073/pnas.1217034110. Epub 2013 Mar 11. PubMed PMID: 23479635.
Grande abraço,
Rodrigo