Por que Galápagos é um laboratório natural? A biogeografia de ilhas explica!

Galápagos, famosa por causa da pesquisa de Charles Darwin por lá, tem grande variedade de espécies endêmicas – únicas de um certo local –, como as famosas tartarugas gigantes. Sua unicidade e papel na elaboração da teoria da evolução lhe rendeu o status de laboratório natural. Porém, as causas para isso começaram a ser melhor compreendidas a partir da década de 1960, quando os americanos Robert MacArthur e Edward Wilson desenvolveram e publicaram a teoria da biogeografia insular, também conhecida como biogeografia de ilhas.

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• O que é biogeografia de ilhas?

• Como MacArthur e Wilson testaram a teoria?

• A biogeografia insular no caso de Galápagos

• A evolução como aliada da unicidade do arquipélago

• A biogeografia de ilhas na sala de aula

O que é a biogeografia insular?

A tartaruga gigante é uma das espécies endêmicas mais conhecidas do arquipélago (Foto: Pixabay)

A teoria da biogeografia de ilhas, parte do pressuposto que há uma relação matemática entre o número de espécies e o tamanho da área onde elas se encontram. Em uma maior área, espera-se que haja um maior número e vice-versa. A implicação disso é que cada área suporta um número diferente delas.

As ilhas surgem com quase nenhuma vida e passam a ser colonizadas. Ocorre uma migração de seres de fora, que caso se adaptem ao novo lar, passam a viver por lá. Essa é a taxa de colonização, que depende da distância entre a ilha e o continente. Assim, quanto mais longe, menos espécies conseguem fazer a travessia, portanto menor a taxa de colonização, ou seja, menor também quantidade de novos animais e plantas que chegam à ilha.

Porém, como diz a primeira lei da teoria da biogeografia de ilhas, uma área não pode simplesmente aumentar o número de espécies indefinidamente.

O que ocorre é que, como o número suportado deve ser constante, quanto mais chegam, maior a taxa de extinção, ou seja, o número de espécies que deixam de viver na ilha, já que acontece uma seleção de características ao longo do tempo de forma que algumas populações são mantidas enquanto outras não.

É dessa dinâmica entre a taxa de colonização e a de extinção, que surge o número de espécies que uma ilha pode suportar, MacArthur e Wilson chamam isso de teoria do equilíbrio de biogeografia de ilhas, que é influenciada, portanto, pela distância ao continente e tamanho das ilhas.

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A teoria da biogeografia insular funciona na prática?

MacArthur e Wilson testaram a teoria empiricamente – de maneira prática – construindo uma ilha artificial sem nenhuma forma de vida, localizada próxima à costa da Flórida.

Depois de alcançado o equilíbrio, quando as taxas de colonização e extinção se mantém de forma a deixar o número de espécies na ilha constante, os pesquisadores retiraram os animais e plantas da ilha, deixando-a totalmente sem vida, como no início.

O resultado foi que depois de certo tempo o mesmo número de seres vivia por lá, comprovando a existência do tal equilíbrio biogeográfico. Porém um fator chamou a atenção dos pesquisadores: não eram as mesmas espécies.

A ilha artificial de MacArthur e Wilson (Foto: Blog E.O. Wilson)

Como a teoria da biogeografia de ilhas ajuda a explicar a biodiversidade única de Galápagos?

As ilhas oceânicas estão longe da costa continental, portanto é de se esperar que sua taxa de colonização seja baixa. Porém, um estudo de John Grehan publicado em 2001 inovou ao reunir evidências de que existia um arco de ilhas vulcânicas no Pacífico, onde Galápagos está, o que significa que o arquipélago não era tão isolado assim quando surgiu, há cerca de 3 milhões de anos atrás.

Galápagos se formou em um ponto quente, isto é, um local com grande atividade vulcânica no meio de uma placa tectônica ( Foto: Pixabay)

Isso foi importante para que Galápagos se tornasse um laboratório natural. Sua posição geográfica possibilitou que ele recebesse colonização, principalmente da vasta costa oeste meso e sul-americana, mas também de outros arquipélagos do Pacífico e até mesmo da América do Norte. Isso por si só criou uma combinação única de espécies nas ilhas.

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E agora a cereja do bolo: a geologia de Galápagos, o fato de ser de formação vulcânica recente e também sua localização perto de um encontro de placas tectônicas (a de Nazca com a Sul-Americana) faz com que o arquipélago e seus arredores estejam em uma rápida e intensa transformação.

Essa dinâmica fez com que a maior parte das ilhas que formavam o tal arco próximo a costa sul-americana se deslocasse em direção à América do Sul. Isso aconteceu por conta do movimento das placas tectônicas, o que isolou Galápagos, que já contava com muitas espécies, quando viu sua colonização ser fortemente reduzida.

Você sabe como os continentes se separaram? Para conhecer mais leia nosso texto: Como foi o processo de separação dos continentes?

Concepção artística de como se deu o isolamento geográfico de Galápagos por conta dos processos tectônicos (Imagem: Henrique Castro - @potencialbiotico )

Charles Darwin e a Ilha de Galápagos

As Ilhas de Galápagos constituem um ambiente em constante mudança, com pequenas curvas de colonização e extinção. Sem tanta variação nas espécies do arquipélago, os processos evolutivos foram acelerados nos seres que já estavam lá, criando uma biodiversidade única. Isso é explicado pela teoria da evolução, de Charles Darwin, que visitou o arquipélago em 1865, em uma das paradas mais significativas da volta ao mundo que o biólogo fez antes de escrever “A Origem das Espécies”.

Não vamos esquecer da teoria da evolução!

O apelido de laboratório natural de Galápagos portanto é explicado parte pela teoria da biogeografia de ilhas de MacArthur e Wilson que colocaram as taxas de colonização e o equilíbrio biogeográfico em foco, mas claro que também pela teoria da evolução – o que não é surpresa já que foi nela que os americanos se inspiraram.

Galápagos não está sozinho

O arquipélago equatoriano talvez tenha ficado com toda a fama devido à viagem de Darwin, mas processos parecidos acontecem em outras ilhas oceânicas vulcânicas com características semelhantes, como o Havaí e as Canárias.

A biogeografia de ilhas na sala de aula

Este é um assunto que consegue ser encaixado tranquilamente em temas de evolução, como exemplo e complementação do conteúdo.

Pode-se também fazer um debate para tentar chegar à uma conclusão sobre o motivo da diversidade única de galápagos..

Baseado na BNCC (Base Nacional Comum Curricular) abaixo estão as habilidades que podem ser trabalhadas nesse tema, para ajudar na preparação da aula. Por ser um tema mais complexo e que precisa de certos conteúdos anteriores.

Ensino médio:

(EM13CNT201) Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias científicas aceitas atualmente.

(EM13CNT202) Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

(EM13CNT203) Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

(EM13CNT302) Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.

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Escrito por: Henrique Castro Barbosa

Revisado por: Érika Freitas Pinheiro

Referências:

GREHAN, J. Biogeography and evolution of the Galapagos: integration of the biological and geological evidence. Biological Journal of The Linnean Society. Vol 74, Ed. 3, p. 267-287. (2001)

JOKS, Madli; KREFT, Holger; WEIGELT, Patrick. Legazy of archipelago history in modern island biodiversity - An agent-based simulation model. Global Ecology And Biogeography. Vol 30. Ed. 1. P. 247-261. (2021)

MACARTHUR, R.H; WILSON, E.O. The Theory of Island Biogeography. Princeton University Press. (1967)