De lisos e do tamanho de um botão a espinhosos e gigantes – por que os cactos são tão diversos?

Um novo estudo do Centro Milner para Evolução, no Departamento de Ciências da Vida, lançou luz sobre o mistério de por que existem tantos tipos diferentes.

Os cactos estão entre as plantas mais diversas, desde o cacto saguaro gigante que pode crescer até 18 metros de altura, até o minúsculo cacto botão que tem alguns centímetros de altura. Um novo estudo do Milner Centre for Evolution da University of Bath lançou luz sobre o mistério de por que existem tantos tipos diferentes.

Anteriormente, pensava-se que a secura do clima desempenhava um papel importante na diversidade dos cactos, mas os pesquisadores descobriram que não era esse o caso. O novo estudo descobriu que a variação de temperatura durante o dia, o conteúdo de areia no solo e as mudanças sazonais são os maiores impulsionadores da evolução.

Embora sejam plantas domésticas populares no mundo todo, os cactos são nativos apenas da América do Norte, Central e do Sul, com a maior riqueza de espécies sendo encontrada no México.

Pesquisadores reuniram todos os dados publicados conhecidos sobre cactos para entender melhor as forças motrizes por trás da enorme diversidade de espécies de cactos encontradas hoje.

Publicação em Comunicações da Natureza eles construíram a maior árvore evolutiva de cactos já feita usando milhares de sequências de DNA.

A equipe analisou um grande número de variáveis ​​biológicas, como tamanho da planta, conteúdo de areia do solo, alcance geográfico, aridez e alcance de temperatura diurna (as temperaturas mínima e máxima experimentadas ao longo de 24 horas). Eles correlacionaram esses dados com a biodiversidade e as taxas de evolução de novas espécies.

Eles usaram métodos de aprendizado de máquina para modelar as interações entre diversas variáveis ​​simultaneamente e depois validaram os resultados usando métodos evolucionários tradicionais.

Surpreendentemente, eles descobriram que, embora o maior número de espécies tenha sido encontrado no México, o país também teve as menores taxas de evolução de novas espécies (especiação).

Anteriormente, acreditava-se que a aridez era um fator determinante de sua evolução, mas o novo estudo aponta a amplitude térmica diurna, o teor de areia no solo e a sazonalidade como os fatores mais importantes da evolução.

O primeiro autor, Dr. Jamie Thompson, fez a pesquisa enquanto estava no Milner Centre for Evolution, no Departamento de Ciências Biológicas da Universidade de Bath, e agora é professor na Universidade de Reading.

Ele disse: “Os cactos são uma família de plantas muito interessante e diversa que evoluiu há relativamente pouco tempo no tempo evolutivo para viver em uma ampla variedade de ambientes nos continentes americanos.

“As pessoas acham que elas são muito resistentes porque conseguem viver em climas tão extremos, mas na verdade elas correm mais risco de extinção do que outros tipos de plantas.

“Como o México tem a maior biodiversidade, presumiu-se que as condições eram as melhores para a evolução das espécies.

“No entanto, nosso estudo mostra que esse não é o caso. Em vez disso, o México tem a taxa mais lenta de especiação, mas tem muita biodiversidade porque as taxas de extinção são mais lentas.

“Em outras palavras, o clima mexicano não é necessariamente melhor para produzir novas espécies, mas é bom para preservar as existentes.”

O Dr. Nick Priest, professor do Centro Milner de Evolução no Departamento de Ciências da Vida da Universidade de Bath, disse: “Nosso trabalho mostra que os cactos não são tão bem-sucedidos quanto pensávamos e são mais vulneráveis ​​às mudanças climáticas.

“Isso é preocupante: se os cactos não conseguem prosperar em nosso clima em mudança, que chance outras plantas têm?”

O estudo, financiado por uma bolsa de estudos de Roger e Sue Whorrod e da Universidade de Bath, foi publicado em Comunicações da Natureza .