Novo mapa global da biodiversidade de formigas revela áreas que espécies desconhecidas podem estar escondendo
São caçadores, agricultores, trabalhadores da colheita, pilotos de planadores, pastores, tecelões e carpinteiros. São formigas e são uma grande parte do nosso mundo, compreendendo mais de 14.000 espécies e uma grande proporção da biomassa animal na maioria dos ecossistemas terrestres.
Como outros invertebrados, as formigas desempenham papéis importantes no funcionamento dos ecossistemas, desde arejar solos e dispersar sementes e nutrientes até caçar e predar outras espécies.
Mas não havia uma visão global de sua diversidade.
Mas uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa, que inclui um ecologista da Universidade de Michigan, desenvolveu um mapa de alta resolução que combina o conhecimento existente com o aprendizado de máquina para estimar e visualizar a diversidade global de formigas.
As descobertas da equipe foram publicadas on-line em 3 de agosto na Science Advances.
“Este estudo ajuda a trazer formigas e invertebrados terrestres em geral para a discussão sobre conservação da biodiversidade”, disse ele Evan Economo Departamento de Biodiversidade e Biocomplexidade do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa. “Precisamos conhecer a localização dos centros de alta diversidade de invertebrados para que possamos conhecer as áreas que podem ser foco de futuras pesquisas e conservação”.
O recurso também servirá para responder a muitas questões biológicas e evolutivas, como como a vida se diversificou e como os padrões de diversidade surgiram, disse Economo, que foi Michigan Fellow na UM de 2009 a 2012.
“Os primeiros naturalistas reconheceram amplos padrões de biodiversidade, mas principalmente para vertebrados e plantas”, disse o ecologista da UM e coautor do estudo. Nate Sanders. “Esta colaboração impressionante oferece o primeiro mapa de biodiversidade de alta resolução mostrando onde os motores e agitadores da ecologia – as formigas – se localizam.”
O projeto de uma década começou como co-primeiro autor do estudo e ex-pós-doc do OIST Benoit Guenard (agora na Universidade de Hong Kong), trabalhou com Economo para criar um banco de dados de repositórios online, coleções de museus e cerca de 10.000 publicações acadêmicas sobre onde estão localizadas diferentes espécies de formigas.
Pesquisadores de todo o mundo contribuíram e ajudaram a identificar bugs. Mais de 14.000 espécies foram consideradas, e elas variaram drasticamente na quantidade de dados disponíveis.
Embora a grande maioria desses registros incluísse uma descrição do local sendo escaneado, eles não incluíam as coordenadas precisas necessárias para o mapeamento. Para resolver isso, co-autor Kenneth Dudley a Seção de Informática Ambiental do OIST desenvolveu um fluxo de trabalho computacional para estimar as coordenadas a partir dos dados disponíveis, que também verificou todos os dados quanto a erros.
Junto com Dudley e Engenheiros de Pesquisa OIST Fumika AzumaOIST pós-doc e co-primeiro autor Jamie Kass fizeram diferentes estimativas de alcance para cada espécie de formiga, dependendo da quantidade de dados disponíveis. Os pesquisadores combinaram essas estimativas para criar um mapa global, dividido em uma grade de quadrados de 20 por 20 quilômetros, mostrando uma estimativa do número de espécies de formigas por quadrado (chamado riqueza de espécies).
Os centros de riqueza de espécies identificados pelos pesquisadores incluem sítios na Mesoamérica, Caribe, Andes tropicais, Escudo das Guianas da América do Sul, Mata Atlântica no Brasil, Bacia do Mediterrâneo, várias regiões da África, Madagascar, Himalaia e Nordeste da Índia , as Montanhas Ghat Ocidentais na Índia, Sri Lanka, Sudeste Asiático, Melanésia e costa australiana.
Nos Estados Unidos, os centros de riqueza de espécies de formigas estão na Flórida, sul da Califórnia e sudeste do Arizona.
Os pesquisadores também criaram um mapa mostrando o número de espécies de formigas com alcances muito pequenos por quadrado (chamado de raridade de espécies). Em geral, espécies com pequenas áreas de distribuição são particularmente vulneráveis às mudanças ambientais.
No entanto, havia outro problema a ser superado – viés amostral.
Os pesquisadores usaram o aprendizado de máquina para prever o que aconteceria se amostrassem todas as áreas ao redor do mundo igualmente, identificando áreas onde estimaram que existem muitas espécies desconhecidas e não amostradas.
“Isso nos dá uma espécie de ‘mapa do tesouro’ que pode nos levar para onde pesquisar e procurar novas espécies com áreas restritas”, disse Economo.
Sanders, da UM, disse que os Andes tropicais do sul são “provavelmente onde a maior parte da nova biodiversidade de formigas está sendo descoberta. Mas os Gates Ocidentais da Índia, grande parte do Sudeste Asiático e partes da Nova Guiné também provavelmente abrigam uma biodiversidade de formigas nova e não descoberta”.
A Mata Atlântica no Brasil, Tailândia, Vietnã, muitas ilhas nas Filipinas e Indonésia, Ilhas Salomão e Vanuatu também são locais promissores, disse ele.
Quando os pesquisadores compararam a raridade e a riqueza das distribuições das formigas com os anfíbios, pássaros, mamíferos e répteis comparativamente bem estudados, eles descobriram que as formigas eram tão distintas desses grupos de vertebrados quanto os grupos de vertebrados eram uns dos outros, o que foi inesperado dado que as formigas estão evolutivamente distantes dos vertebrados.
“Isso significa que os esforços de conservação direcionados para proteger uma diversidade de vertebrados raros também podem proteger a diversidade de formigas raras e outras espécies de insetos”, disse Sanders, professor do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da UM e diretor da UM. s ES George Reserve.
Os pesquisadores examinaram quão bem essas áreas com alta diversidade de formigas são protegidas. Eles descobriram que apenas uma pequena porcentagem tinha alguma forma de proteção legal, como um parque ou reserva nacional.
“Estou mais ansioso pelo mapa do tesouro”, disse Sanders. “Nós realmente precisamos de biólogos enlameados explorando esses lugares inexplorados para documentar a diversidade de formigas – e outras coisas – antes que elas sejam perdidas pela destruição do habitat ou pelas mudanças climáticas em andamento”.
