Extinção em massa de animais, não mudanças climáticas, causaram mudanças signifiativas nas comunidades de plantas

Pesquisadores financiados pela NSF investigam  a conexão entre o desaparecimento de certas comunidades de plantas e a extinção das espécies de grandes mamíferos na América do Norte durante o Pleistoceno Tardio

por Marlene Cimons, National Science Foundation, mcimons@nsf.gov

26 de maio de 2010

Jack Williams é um ecologista de plantas do fundo da alma. Ele gosta de descobrir como e por que comunidades de plantas mudam com o tempo.

“Durante toda minha carreira eu estive muito interessado no problema das comunidades de plantas ‘sem análogo’, que são comunidades que existiram no passado, mas não são mais encontradas hoje”, diz Williams, que é professor  de geografia na Universidade do Wisconsin em Madison e um expert em climas e ecossistemas antigos. “Elas frequentemente são compostas de espécies ainda vivas, mas em combinações não encontradas no presente e pareceriam muito estranhas para um ecologistam moderno”.

Por exemplo, foram encontrados indícios da convivência de uma grande abundância de árvores coníferas, tais como espruces e lariços, junto com árvores decíduas (essas cujas folhas caem no outono, tais como freixos e carpinos) nos registros fósseis do Meio-Oeste superior que datam do fim da última era glacial. No entanto, hoje em dia, essas árvores vivem em áreas geográficas muito diferentes.

“Então, minha pergunta é simples: por que essas comunidades se formaram no passado e por que elas não existem mais hoje?”, diz Williams.

Recentemente, esses interesses ganharam uma nova dimensão para ele. Em novembro, Williams e seus colegas, inclusive a estudante de pós-graduação Jacquelyn Gill, divulgaram uma pesquisa sobre como a extinção dos grandes animais herbívoros do passado, tais como mamutes e mastodontes, afetou os ecossistemas quando esses enormes mamíferos entraram em declínio na América do Norte a cerca de 15.000 anos atrás.

No entanto, ao fazê-lo,  os pesquisadores também levantaram novas perguntas intrigantes sobre como esses animais podem ter morrido, para começo de conversa.

Para coletar dados, os pesquisadores escavaram aproximadamente uns 12 metros de sedimentos para analisar o polen, carvão e fungos de excrementos fossilizados debaixo do Lago Appleman no Estado de Indiana, um profundo curso d’água deixado para trás quando a última idade do gelo acabou, há cerca de 20.000 anos.

Para determinar a densidade populacional dos animais, os cientistas examinaram os níveis do fungo Sporormiella, comumente encontrado naos excrementos dos grandes herbívoros. Eles também mediram o pólen entranhado nas camadas de sedimentos para ter uma ideia do crescimento e da densidade das plantas, assim como examinaram o carvão para estabelecer quando ocorreram incêndios.

Eles descobriram que a morte dessas criaturas aparentemente disparou uma proliferação de árvores de folhas largas e, por fim, a acumulação de resíduos lenhosos que contribuiram para um dramático aumento nos incêndios. Os pesquisadores também encontraram indícios de que o declínio dos animais foi gradual, o que significa que eles não pereceram por causa de um evento súbito.

Somados, os indícios parecem eliminar algumas teorias populares sobre o que causou sua extinção em massa, inclusive o impacto de um meteoro ou cometa, uma “blitzkrieg” de caça por humanos, ou uma perda do habitat devida a mudanças climáticas.

“Nosso campo de trabalho no Lago Appleman era divertido, mas tinha seu quinhão de desafios”, lembra Williams.

A equipe de pesquisa colhia suas amostras de sedimentos por um processo chamado extração de núcleos. A extração de núcleos consistia em uma equipe de três pessoas, duas canoas e uma jangada de madeira apoiada em cima das canoas.

“Nosso tubo de coleta de núcleos tinha um metro de comprimento, de forma que recolhíamos a lama um metro de cada vez, empurrando cada vez mais fundo nos sedimentos do lago a cada mergulho”, descreve ele. “O enfiamento é feito à mão e nós tinhamos hastes de dois metros que íamos adicionando à medida em que enfiávamos cada vez mais fundo para dentro dos sedimentos. Quando chegávamos ao intervalo-alvo, nós abríamos o pistão que fica no fundo do tubo de coleta – e que impedia os sedimentos de encher o tubo enquanto empurrávamos ele até a profundidade desejada – e enfiávamos o tubo para dentro dos sedimentos”.

Em certo ponto, quando a equipe estava enfiando o tubo de coleta até a posição, “percebemos que tínhamos nos confundido com as profundidades e enfiado um metro mais fundo do que devíamos”, relembra Williams. “Isso significava que acabávamos de contaminar um metro de lama ainda não coletada com nosso tubo e que, ou reposicionávamos a jangada em outro ponto, ou desprezávamos esse metro e ficávamos com uma enorme lacuna em nesse núcleo em particular”.

Depois de uma pausa, ele prossegue: “Eu fiquei tão louco – nós tinhamos trabalhado nesse local o dia inteiro e todos estávamos cansados – que eu arranquei o meu boné e joguei no convés da jangada… Infelizmente, a jugular do boné se prendeu nos meus óculos e os jogou no lago. Eu fiquei vendo eles voarem, fazendo um suave ‘plunk’ quando mergulharam no lago. E é claro que eu não tinha óculos reserva. Nós mudamos a posição da jangada e colhemos um núcleo diferente. E Jacquelyn dirigiu o carro de volta a Madison”.

“Os pesquisadores daqui a milênios que procuraram informações sobre os humanos do século XXI e escavarem no mesmo sedimento do lago, vão pensar que o povo de nosso tempo era incrivelmente míope, quase cego, quando acharem meus óculos”, diz Williams.

A ideia para esse estudo surgiu quando Williams escreveu a seguinte passagem em um artigo em 2001: “O fim das associações de plantas sem análogos há 13.000 a 11.000 anos atrás, coincide com a extinção das espécies dos maiores mamíferos da America do Norte ocorrida no Pleistoceno Tardio… o que levanta a possibilidade de que um desses eventos e não o clima tenha sido o responsável pelo declínio e eventual desaparecimento das associações de plantas sem análogos”.

Williams  por muito tempo acreditou que o clima fosse o fator chave por trás das mudanças nas espécies de plantas e só queria verificar quais outros fatores poderiam estar atuando além do clima. Mas isso chamou a atenção de Gill e ela viu o potencial para um novo grande estudo.

Ela percebeu que os pesquisadores poderiam usar as abundâncias do fungo de excrementos Sporormiella nos sedimentos lacustres, em conjunção com os grãos de pólen fossilizados nos mesmos sedimentos lacustres, para estabelecer uma ligação entre as extinções e as mudanças na vegetação, conta Williams, “e lá fomos nós”.

Williams, 38, cresceu em San Francisco e se graduou em geologia no Oberlin College,  em 1993. Ele tirou mestrado e doutorado na Universidade Brown, tendo realizado pesquisas de pós-doutoramento na Universidade da California, no Centro Nacional de Análise e Síntese Ecológicas em Santa Barbara de 1999 a 2003, e no centro de pesquisas limnológicas da Universidade de Minnesota de 2003 a
2004, antes de ir para Madison.

“Meus pais eram doutores e médicos pesquisadores, de forma que eu jurei jamais ser médico quando crescesse, mas acabei me tornando um cientista”, diz ele. “Eu acho que as conversas deles à mesa de jantar tiveram uma influência sobre mim maior do que eu percebi”.

Nota do Tradutor: Antes que alguém venha perguntar, John W. (Jack) Williams é formado em geologia, mas é professor de geografia.