Não há debate entre os cientistas que as geleiras que cobrem grandes porções da América do Norte marcaram o pico da última era glacial há quase 22.000 anos, mas eles discordam sobre a origem das árvores que levaram ao eventual reflorestamento quando o gelo recuou. Um estudo da Universidade de Michigan publicado na segunda-feira procura resolver a disputa.
Os pesquisadores usaram uma técnica genética desenvolvida recentemente para estimar a longitude e a latitude precisas dos ancestrais sobreviventes das espécies florestais de hoje, conhecidas como refúgios da era do gelo. Duas espécies de nogueira amplamente distribuídas, a amargura e a shagbark, provavelmente sobreviveram muito mais ao norte e mais perto da camada de gelo do que se acreditava originalmente.
A identificação dos locais de refúgios glaciais ajuda os cientistas a entender a história básica da floresta e uma chave para estabelecer uma linha de base que mostre o quão rápido e distante as espécies de árvores são capazes de migrar em resposta às mudanças climáticas. Além disso, localizar refúgios ajuda os biólogos a identificar populações de árvores que podem ser geneticamente únicas e importantes para os esforços de conservação.
“A visão tradicional é que essas espécies de árvores só sobreviveram em refúgios maiores localizados mais ao sul, onde o clima regional era muito mais quente”, disse Jordan Bemmels, associado de pós-doutorado da Universidade da Geórgia.
“Nossos resultados para a nogueira amarga fornecem algumas das evidências mais fortes até o momento de que microrefugios do norte existiam e eram importantes para a sobrevivência de algumas espécies de árvores temperadas ao longo da era do gelo”, disse ele.
Os biólogos procuraram assinaturas de migrações geográficas passadas no DNA das árvores. Seus resultados para a nogueira-amarga apoiam a ideia de microrefúgios do norte, locais onde as condições climáticas locais podem ter permitido a sobrevivência de populações isoladas de árvores dentro de uma região de clima geralmente inóspito.
O consenso geral sobre a localização do microrefugio do norte é que está perto da confluência dos rios Mississippi e Ohio, em uma região que hoje inclui o sul de Illinois, sudeste do Missouri, nordeste do Arkansas e o oeste de Kentucky. A localização fica a apenas 160 milhas de um local no sudoeste do Tennessee, perto de Memphis, onde raros restos preservados de nogueiras da era do gelo foram encontrados décadas atrás.
Bemmels e seus colegas aplicaram uma técnica de análise de dados chamada X-Origin, inicialmente desenvolvida no laboratório da coautora Lacey Knowles na Universidade de Michigan para estudar a expansão do pika, um pequeno mamífero no Alasca. Ao ampliar a aplicação, os pesquisadores examinaram mais de 1.000 marcadores genéticos espalhados pelos genomas de nogueiras amargas e shagbark, a partir de material genético coletado de cerca de 150 indivíduos em cada espécie.
A direção e a distância que as árvores migraram de sua população de origem inicial deixaram para trás padrões distintos em seu DNA – pegadas que podem ser rastreadas até a origem geográfica.
Os pesquisadores usaram uma técnica de simulação computacional para modelar a expansão do alcance de diferentes refúgios e produzir expectativas para os padrões genéticos que provavelmente surgiriam dessas diferentes “origens de expansão”.
Eles então compararam os padrões genéticos simulados com os padrões genéticos reais extraídos do DNA da nogueira para identificar os cenários mais prováveis. Ao repetir o processo milhões de vezes, eles foram capazes de fazer algo que não havia sido feito antes para as árvores temperadas – estimar estatisticamente a latitude e a longitude onde os ancestrais das populações modernas sobreviveram à última era glacial.
A localização inferida do refúgio glacial para as outras espécies de estudo, shagbark hickory, está na planície costeira oriental do Golfo e inclui a maior parte do Alabama, Mississippi e sudeste da Louisiana. Essa localização corresponde a propostas mais tradicionais de refúgio sulista.
“A capacidade de extrair detalhes de dados genômicos populacionais sobre onde as espécies se refugiaram quando as mudanças nas condições climáticas levaram a mudanças em sua distribuição significa que a caixa de ferramentas do pesquisador agora tem uma maneira poderosa de identificar as coordenadas geográficas de tais refúgios em qualquer espécie”, disse Knowles.
Várias ferramentas de pesquisa têm sido aplicadas ao problema ao longo dos anos, mas todas apresentam limitações. Modelos baseados no clima identificam apenas áreas amplas de habitat potencial e estudos tradicionais da distribuição geográfica de linhagens genealógicas fornecem baixa resolução espacial. Registros de pólen fósseis fornecem algumas pistas sobre locais de refúgio, mas esses registros estão incompletos para a maior parte do leste da América do Norte na época da última era glacial e têm sido difíceis de interpretar.
Populações de árvores do norte que foram recolonizadas recentemente são muitas vezes consideradas sem importância para a conservação da diversidade genética e sobrevivência de espécies a longo prazo em relação às populações do sul que se acredita serem reservatórios de diversidade genética única. Bemmels e seus colegas concluem que suas descobertas sugerem que a sabedoria convencional sobre o gerenciamento da diversidade genética pode precisar ser revisada.
Numerosas regiões de refúgio foram propostas no leste da América do Norte, incluindo a Costa do Golfo, as Planícies Costeiras do Atlântico, o Vale do Baixo Mississippi, os Apalaches do Sul, a península da Flórida e o Texas central.
“Embora o refúgio do norte inferido no vale do Mississippi tenha sido geralmente severo e inóspito durante o período glacial, provavelmente havia condições mais amenas perto dos lagos glaciais de água derretida – conhecidos como microclimas – nos quais algumas espécies de árvores temperadas poderiam persistir”, co-autor e Universidade de O biólogo de Michigan, Christopher Dick, acrescentou.
O estudo foi publicado na segunda-feira na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Fonte: Treesource
