Os pinguins são lentos para evoluir, tornando-os vulneráveis ​​às mudanças climáticas

Deslizando pelas encostas nevadas da Antártida e deslizando pelas águas geladas, os pinguins parecem perfeitamente adequados ao seu ambiente. Mas os pássaros carismáticos nem sempre foram acrobatas aquáticos que não voam: evoluir de voar para nadar exigiu um conjunto quase inteiramente novo de habilidades, formas corporais e funções.

Agora, uma nova pesquisa usa uma combinação sem precedentes de registros fósseis e dados genômicos para traçar essa evolução como nunca visto antes – e para examinar como o clima moldou os destinos dos pinguins.

“Os pinguins são o produto mais divertido da evolução”, diz o coautor do estudo Daniel Ksepka, paleontólogo de aves do Museu Bruce em Greenwich, Connecticut. “Eles adaptaram um plano corporal e estilo de vida totalmente diferentes dos de seus ancestrais.”

O estudo, publicado na revista Nature Communications, mostra que os primeiros pinguins foram surpreendentemente rápidos em se adaptar a nichos ambientais recém-criados em todo o Hemisfério Sul após a extinção em massa do Cretáceo-Paleogeno, há cerca de 66 milhões de anos. Depois que os dinossauros desapareceram, havia mais espaço para outros animais se espalharem, e os pinguins preencheram diferentes climas e biomas ao redor da metade sul do mundo.

Mas a pesquisa também revela que os pinguins exibem a taxa de evolução mais lenta conhecida entre todas as aves, o que significa que sua taxa de mutações genéticas diminuiu significativamente desde sua mudança para a vida marinha após a extinção em massa. Isso coloca em questão sua capacidade de se adaptar rapidamente ao ritmo vertiginoso das mudanças climáticas modernas, dizem os autores do estudo.

Mais da metade das cerca de 18 espécies vivas de pinguins, que vivem em lugares tão diversos como Brasil, Nova Zelândia e África do Sul, já são reconhecidas como ameaçadas ou vulneráveis ​​pela União Internacional para a Conservação da Natureza.

“Os pinguins modernos parecem estar menos bem equipados para sobreviver a essas rápidas mudanças ambientais do que os pinguins antigos por causa dessa diminuição na taxa evolutiva”, diz Vanesa De Pietri, paleontóloga de aves da Universidade de Canterbury, na Nova Zelândia, que não esteve envolvida no estudo.

“Eles se especializaram em um só canto?” ela pergunta. “Sim, Provavelmente.”

Adaptação à vida aquática

O ancestral direto dos pinguins ainda é desconhecido devido à falta de fósseis, diz De Pietri. O misterioso descendente provavelmente viveu há mais de 60 milhões de anos, quando divergiu de grupos relacionados de pássaros voadores semelhantes a albatrozes e petréis.

Pesquisas anteriores sobre a evolução dos pinguins também foram limitadas pelo fato de que cerca de três quartos de todas as espécies de pinguins estão extintas, conhecidas apenas através do registro fóssil. Até agora, nenhum estudo combinou o registro fóssil completo com todos os genomas de pinguins modernos e recentemente extintos.

“Esta é uma abordagem impressionante para entender a evolução dos pinguins”, diz Nic Rawlence, paleogeneticista da Universidade de Otago, na Nova Zelândia, que não esteve envolvido no estudo.

Ao reunir esses dois conjuntos de dados maciços, os autores refinaram a árvore evolutiva dos pinguins, identificaram momentos em que os pinguins se tornaram mais diversos, mapearam mudanças nas populações e determinaram quais genes ajudaram os pinguins a fazer a transição para a vida aquática.

“Isso realmente nos dá uma visão geral”, diz Ksepka.

A análise dos genomas dos pinguins mostrou como as aves passaram a ter nadadeiras rígidas e penas impermeáveis ​​para nadar, pele grossa e gordura para se aquecer, visão subaquática e controle de oxigênio para mergulho.

Os cientistas já sabiam dessas adaptações, mas a comparação dos genomas de todos os pinguins existentes permitiu que a equipe identificasse os genes responsáveis ​​por eles. Ligar os genomas ao registro fóssil também produziu estimativas de quando os genes e as diferentes espécies apareceram. O último passo foi conectar tudo ao clima.

Acompanhando as mudanças climáticas

Após sua explosão inicial de adaptação, a taxa evolutiva dos pinguins diminuiu gradualmente. (Os pica-paus têm uma das taxas mais rápidas, embora a razão permaneça um mistério.)

Tendo evoluído para ambientes marinhos, os pinguins tiveram que se ajustar às repetidas mudanças climáticas ao longo de milhões de anos. Uma nova explosão de diversificação de espécies de pinguins começou há pouco mais de dois milhões de anos, quando o período glacial mais recente começou. À medida que as camadas de gelo cresceram e os ambientes mudaram, os pinguins migraram e muitas vezes foram totalmente isolados de outros grupos. Ao longo de centenas de milhares de anos, separados pelo gelo, os pinguins evoluíram para a diversidade de espécies de pinguins vivas hoje.

Embora pesquisas anteriores tenham levantado a hipótese desse processo, a nova combinação de dados genômico-fósseis oferece a evidência mais forte ainda para isso.

“Este estudo mostrou muito bem, em um contexto genômico, como os eventos de diversificação podem ser correlacionados com os principais eventos climáticos ao longo da história dos pinguins”, diz De Pietri.

Um futuro sombrio?

Muitos pinguins se adaptaram às mudanças climáticas anteriores com facilidade. Mas a taxa de mudança climática hoje – em uma magnitude mais rápida do que as mudanças que os pinguins sobreviveram anteriormente – apresenta aos pinguins um novo desafio evolutivo. É um que os autores do estudo acham que os pinguins dificilmente irão encontrar.

“Muitos pinguins estão vivendo em áreas do marco zero para as mudanças climáticas”, diz Ksepka. Espécies antárticas, como o pinguim-de-barbicha, estão especialmente em risco; o continente perdeu cerca de três trilhões de toneladas de gelo desde o início dos anos 1990. Pinguins restritos a ilhas também são vulneráveis, pois “não têm para onde ir”, diz Ksepka.

“Acho que o destino dos pinguins está ligado ao destino da humanidade, na verdade.”