[Por Fábio de Castro, Agência FAPESP] A fim de investigar a organização de interações entre espécies em comunidades ecológicas, estudos recentes têm utilizado diferentes estratégias que vão da modelagem matemática a estudos de campo comparativos ou experimentais.

Independentemente da abordagem utilizada, um aspecto comum sobressai nesses estudos: a importância crucial de determinadas espécies individuais para a conservação da comunidade e para a manutenção funcional dos ecossistemas. Essa tendência nos estudos sobre redes ecológicas foi destacada em artigo publicado na edição atual da revista Science por Thomas Lewinsohn, professor do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), e Luciano Cagnolo, do Instituto Multidisciplinar de Biologia Vegetal da Universidade Nacional de Córdoba (Argentina).

O artigo foi publicado na seção Perspectives da revista, na qual especialistas mundialmente consagrados em suas áreas comentam e avaliam avanços recentes em um tema específico.

Lewinsohn e Cagnolo foram convidados para comentar três artigos publicados entre fevereiro e março na Science, que apresentavam diferentes maneiras de investigar a organização de interações entre espécies em comunidades ecológicas.

Lewinsohn, que é presidente da Associação Brasileira de Ciência Ecológica e Conservação (Abeco), coordenou em setembro de 2011 a São Paulo School on Ecological Networks – realizada no âmbito da Escola São Paulo de Ciência Avançada (ESPCA), modalidade de apoio da FAPESP –, que teve a participação de 12 pesquisadores de ponta e 40 alunos do Brasil e de 14 outros países.

O artigo discute criticamente as diferentes abordagens utilizadas nos três estudos e examina a aplicabilidade desses trabalhos para avaliar a importância de espécies para a manutenção funcional de ecossistemas, além de destacar prioridades para pesquisa futura na área de redes ecológicas.

De acordo com Lewinsohn, os três estudos usaram abordagens bem diferentes entre si. Um deles empregou modelagem matemática, com o uso de dados complexos de diferentes sistemas ecológicos.

Outros dois foram estudos realizados em campo: um deles esmiuçou as interações entre os diversos componentes biológicos de um agroecossistema na Inglaterra e o outro utilizou como experimento natural uma série de morretes localizados no pampa ao sul de Buenos Aires, na Argentina, analisando como as características desses morretes estavam ligadas a mudanças na organização de redes ecológicas.

“São estudos muito diversos. Analisamos a estratégia de cada um deles para tentar avaliar como justificar a importância estratégica de cada espécie para a organização daquelas comunidades. Em todos os casos, trata-se de observar um conjunto de espécies para detectar quais delas têm papel-chave na manutenção funcional da comunidade”, disse Lewinsohn à Agência FAPESP.

Diferentemente dos estudos que, com o objetivo de orientar as práticas de conservação, elegem uma determinada espécie por sua raridade ou vulnerabilidade, esses trabalhos procuram determinar quais espécies são a “pedra de toque” de toda a comunidade: isto é, caso sejam suprimidas, são capazes de “derrubar” a funcionalidade de todo o sistema ecológico.

“A tendência que identificamos é a de utilizar novas ferramentas teóricas, aplicá-las para detectar a contribuição funcional de diferentes espécies e, a partir daí, aumentar a capacidade preditiva desses estudos. Detectar essas espécies-chave não é algo trivial. Para fazê-lo é preciso analisar a própria organização funcional e compreendê-la por meio de modelos e experimentos”, afirmou Lewinsohn.

O trabalho que descrevia um experimento com um agrossistema na Inglaterra, por exemplo, demonstrou que determinadas espécies de plantas tinham um papel crítico na estabilidade do sistema.

“Quando aquelas espécies de plantas eram retiradas, o sistema todo era ‘derrubado’, com um efeito dominó que atingia parasitas e predadores. Assim, o que é fundamental não é a importância de cada espécie de planta em si, mas sua importância em relação a todas as espécies que estão relacionadas a ela”, explicou Lewinsohn.

Sistemas e comportamentos

Segundo Lewinsohn, a área de redes ecológicas, que passou a crescer de forma acelerada há cerca de dez anos, envolve, no estudo sobre a organização e interações em comunidades ecológicas, a aplicação da teoria de redes completas, oriunda da matemática e da física.

“Nossa análise indica que estamos chegando ao fim de uma primeira fase das pesquisas em redes ecológicas, que tem caráter exploratório. A tendência é que entremos em uma segunda fase que nos traz uma expectativa maior de que esses estudos nos permitam entender fenômenos muito importantes em ecologia, impulsionando nossa capacidade de fazer previsões”, afirmou.

A capacidade preditiva, segundo o professor do Instituto de Biologia da Unicamp, é especialmente crucial para os estudos ecológicos.

“Queremos compreender como diferentes sistemas ecológicos se comportam diante das mudanças globais em curso no clima, na conversão do uso do solo ou na circulação de espécies invasoras exóticas. Ao mesmo tempo, queremos poder usar esse conhecimento para fazer previsões que permitam mitigar os efeitos dessas mudanças, preservando as propriedades funcionais dos ecossistemas e os serviços que eles nos prestam”, disse Lewinsohn.

O artigo Keystones in a Tangled Bank (doi:10.1126/science.1220138), de Thomas Lewinsohn e Luciano Cagnolo, pode ser lido por assinantes da Science em www.sciencemag.org/content/335/6075/1449.summary.

Dados do artigo.

Science 23 March 2012: Vol. 335 no. 6075 pp. 1449-1451

Perspective – Ecology

Keystones in a Tangled Bank

Thomas M. Lewinsohn e Luciano Cagnolo

In the past decade, ecologists have increasingly applied complex network theory (1, 2) to ecological interactions, both in entire food webs (3) and in networks representing ecological interactions, especially those between plants and their animal pollinators or seed dispersers (4). How important are individual species to the maintenance of such ecological networks? On page 1489 of this issue, Stouffer et al. (5) analyze terrestrial, freshwater, and marine food webs to infer the contributions of individual species to network stability. In a related field study on page 1486 of this issue, Aizen et al. (6) explore plant and pollinator webs on a landscape scale. Using a different field study design, Pocock et al. (7) recently focused on a local community in which several webs of different kinds of interactions and organisms form a composite network.

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