As mudanças climáticas provocadas pelo homem estão moldando cada vez mais os ambientes vivos da Terra. O aumento das temperaturas, as rápidas mudanças nas precipitações e na sazonalidade e a acidificação dos oceanos estão a apresentar ambientes alterados para muitas espécies animais. Como os animais se adaptam a estas novas condições, muitas vezes extremas?
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Os sistemas nervosos dos animais desempenham um papel central tanto em permitir como em limitar a forma como respondem às mudanças climáticas. Dois dos meus principais interesses de pesquisa como biólogo e neurocientista envolvem a compreensão de como os animais acomodam temperaturas extremas e a identificação das forças que moldam a estrutura e a função dos sistemas nervosos animais, especialmente do cérebro.
A intersecção destes interesses levou-me a explorar os efeitos do clima nos sistemas nervosos e como os animais provavelmente responderão a ambientes em rápida mudança.
Todas as principais funções do sistema nervoso – detecção dos sentidos, processamento mental e direção do comportamento – são críticas. Eles permitem que os animais naveguem em seus ambientes de forma a permitir sua sobrevivência e reprodução. As alterações climáticas irão provavelmente afetar estas funções, muitas vezes para pior.
Mudança de ambientes sensoriais
As mudanças nas temperaturas alteram o equilíbrio energético dos ecossistemas – desde as plantas que produzem energia a partir da luz solar até aos animais que consomem plantas e outros animais – alterando subsequentemente os mundos sensoriais que os animais experimentam. É provável que as alterações climáticas desafiem todos os seus sentidos, desde a visão e o paladar até ao olfato e ao tato.
Animais como os mamíferos percebem a temperatura em parte com proteínas receptoras especiais em seus sistemas nervosos que respondem ao calor e ao frio, discriminando entre temperaturas moderadas e extremas. Estas proteínas receptoras ajudam os animais a procurar habitats apropriados e podem desempenhar um papel crítico na forma como os animais respondem às mudanças de temperatura.
As alterações climáticas perturbam os sinais ambientais em que os animais recorrem para resolver problemas como a seleção de um habitat, a procura de alimento e a escolha de parceiros.
Alguns animais, como os mosquitos que transmitem parasitas e patógenos, dependem de gradientes de temperatura para se orientarem no seu ambiente. As mudanças de temperatura estão alterando onde e quando os mosquitos procuram hospedeiros, levando a alterações na transmissão de doenças.
A forma como as alterações climáticas afetam os sinais químicos que os animais utilizam para comunicar entre si ou prejudicar os concorrentes pode ser especialmente complexa porque os compostos químicos são altamente sensíveis à temperatura.
Fontes de informação anteriormente confiáveis, como mudanças sazonais na luz do dia, podem perder sua utilidade à medida que se tornam desacopladas. Isto poderia causar uma quebra na ligação entre a duração do dia e a floração e frutificação das plantas, e interrupções no comportamento animal, como a hibernação e a migração, quando a duração do dia já não prevê a disponibilidade de recursos.
Mudando cérebros e cognição
O aumento das temperaturas pode perturbar a forma como os cérebros dos animais se desenvolvem e funcionam, com efeitos potencialmente negativos na sua capacidade de adaptação eficaz aos novos ambientes.
Os pesquisadores documentaram como os extremos de temperatura podem alterar os neurônios individuais nos níveis genético e estrutural, bem como o cérebro é organizado como um todo.
Em ambientes marinhos, os pesquisadores descobriram que mudanças na química da água induzidas pelo clima, como a acidificação dos oceanos, podem afetar o desempenho cognitivo geral e as habilidades sensoriais dos animais, como o rastreamento de odores em peixes de recife e tubarões.
Perturbações de comportamento
Os animais podem responder às adversidades climáticas mudando de localização, desde a mudança dos microhabitats que utilizam até à alteração da sua distribuição geográfica.
A atividade também pode mudar para diferentes períodos do dia ou para novas estações. Estas respostas comportamentais podem ter implicações importantes para os estímulos ambientais aos quais os animais serão expostos.
Por exemplo, os peixes em mares mais quentes mudaram para águas mais frias e profundas, que têm intensidade de luz e gama de cores dramaticamente diferentes daquelas a que os seus sistemas visuais estão habituados.
Além disso, como nem todas as espécies mudarão os seus comportamentos da mesma forma, as espécies que se deslocam para um novo habitat, hora do dia ou estação enfrentarão novos, incluindo plantas alimentícias e presas, competidores e predadores, e agentes patogênicos.
As mudanças comportamentais impulsionadas pelas alterações climáticas irão reestruturar os ecossistemas em todo o mundo, com resultados complexos e imprevisíveis.
Plasticidade e evolução
Os cérebros dos animais são notavelmente flexíveis, desenvolvidos para se adaptarem à experiência ambiental individual. Eles são até substancialmente capazes de mudar na idade adulta.
Mas estudos comparando espécies observaram fortes efeitos ambientais na evolução do cérebro. Os sistemas nervosos dos animais evoluem para corresponder aos ambientes sensoriais do espaço de atividade de cada espécie. Estes padrões sugerem que novos regimes climáticos acabarão por moldar os sistemas nervosos, forçando-os a evoluir.
Quando a genética tem fortes efeitos no desenvolvimento do cérebro, os sistemas nervosos que estão perfeitamente adaptados ao ambiente local podem perder a sua vantagem adaptativa com as alterações climáticas. Isto pode abrir caminho para novas soluções adaptativas. À medida que a variedade e o significado dos estímulos sensoriais e dos sinais sazonais mudam, a seleção natural favorecerá aqueles com novas capacidades sensoriais ou cognitivas.
Algumas partes do sistema nervoso são limitadas por adaptações genéticas, enquanto outras são mais plásticas e respondem às condições ambientais. Uma maior compreensão de como os sistemas nervosos dos animais se adaptam a ambientes em rápida mudança ajudará a prever como todas as espécies serão afetadas pelas mudanças climáticas.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
