História da Bacia Amazônica revelada por ratos-de-espinho

14 de fevereiro de 2023 | Tempo de leitura: 6 minutos

Por Cleuton Lima Miranda, Arielli Fabrício Machado e Izeni Pires Farias

Rato-de-espinho, do gênero Makalata, encontrado em diferentes regiões da América do Sul. Foto: Rita Rocha.

O Brasil possui a maior diversidade de mamíferos do planeta (são 752 espécies conhecidas). Alguns desses animais são mais bem estudados, dado o maior apelo conservacionista e interesse pela sociedade, destacando-se os felinos e os primatas. A carência de informações básicas sobre pequenos roedores e morcegos, por exemplo, é enorme. Apesar da alta diversidade de espécies de pequenos mamíferos, como roedores e morcegos, o fato de serem considerados menos carismáticos e menos conhecidos resulta em dificuldades na obtenção de recursos financeiros para estudos. O que implica também em entraves no avanço do conhecimento e da popularização de pequenos mamíferos para a sociedade. Contudo, mostramos aqui que espécies de pequenos roedores têm muito a “nos contar” sobre a história da Amazônia e sua bacia hidrográfica. Essas informações podem servir como base para políticas públicas que visem à conservação de nossa biodiversidade e seu uso racional pelas gerações de hoje e pelas futuras gerações de brasileiros e brasileiras.

Aqui apresentamos um pequeno roedor sul-americano conhecido popularmente como rato-de-espinho. Esse nome tem relação com a presença de pelos modificados no seu corpo, lembrando “espinhos” devido à rigidez, textura e largura.

 Ratos-de-espinho é como são chamados os roedores da família Echimyidae. Nossa pesquisa foi focada em ratos-de-espinho que pertencem ao gênero Makalata e estão amplamente distribuídos pela Amazônia. Apesar de sabermos pouco sobre a ecologia desses roedores, aparentemente eles são associados a ambientes alagáveis ou ripários (vegetação da beira de cursos d’água), alimentam-se principalmente de frutos e brotos, e podem apresentar boa capacidade de nado, apesar de não possuírem adaptações morfológicas evidentes para isso.

Em nossa pesquisa, investigamos as relações de parentesco de ratos-de-espinho que foram encontrados em diferentes regiões da América do Sul. Para investigar as relações de parentesco de espécies, cientistas geralmente utilizam dados genéticos, ou seja, de DNA, os quais são usados para gerar árvores filogenéticas. Quando dados fósseis são incluídos nas árvores filogenéticas, é possível estimar a data em que as espécies, populações e/ou indivíduos surgiram. Essa análise é chamada de datação molecular.

O resultado da árvore filogenética, combinada com datação molecular e dados de distribuição geográfica, mostrou que os roedores do gênero Makalata teriam surgido por volta de 9 milhões de anos atrás (durante o período geológico denominado Mioceno) na região do Escudo das Guianas, ao norte do Rio Amazonas.

De acordo com o conhecimento geológico da evolução da Bacia Amazônica, o Escudo das Guianas (localizado ao norte dessa bacia) e o Escudo Brasileiro (ao sul) são áreas antigas e estáveis. Ao passo que o Oeste Amazônico e a Amazônia Central tendem a apresentar uma história mais recente, onde existiu o Lago Pebas próximo aos Andes e, posteriormente, o Sistema Acre (à época do surgimento do gênero Makalata). O sistema Acre foi um sistema pântano-fluvial (uma mistura de áreas alagadas e rios) que originou a Bacia Amazônica, após o desaparecimento da área alagada com influência marinha conhecida como Lago Pebas. Além disso, há uma mistura de grupos evolutivos de Makalata mais antigos e mais recentes que ali teriam se estabelecido por vários mecanismos.

Através de uma árvore filogenética datada e de dados sobre as áreas de distribuição atuais dos indivíduos de uma espécie, é possível estimar as áreas que seus ancestrais foram ocupando. Esse tipo de análise é conhecida como análise biogeográfica. A biogeografia é a ciência que estuda o padrão de distribuição de organismos na Terra e as variações nesse padrão ao longo do tempo. Em estudos da área de biogeografia, frequentemente buscamos entender onde e quando determinada espécie teria surgido na história evolutiva. 

Nós investigamos a biogeografia desse gênero de ratos-de-espinho reconstruindo as áreas de distribuição ancestrais e os eventos que originaram novos clados. Clados são grupos de indivíduos, populações ou espécies que compartilham um ancestral comum. O surgimento de novas espécies ou clados pode ocorrer por eventos de dispersão e/ou eventos de vicariância. Eventos de dispersão são o conjunto de processos que possibilitam o estabelecimento de indivíduos de uma espécie num local diferente daquele onde viviam os seus progenitores. Ao passo que vicariância é o mecanismo evolutivo no qual uma área se fragmenta, pelo surgimento de uma barreira física que separa as populações de uma espécie, podendo levar ao surgimento de novas espécies.

Os resultados do nosso estudo revelaram que a origem desses roedores provavelmente ocorreu por dispersão do leste da Amazônia para o Escudo das Guianas no período de formação da Bacia Amazônica (durante o Sistema Acre) há cerca de 9 milhões de anos atrás. Posteriormente, surgiram dois grandes clados, os quais denominamos clado leste e clado oeste. Esses dois clados teriam surgido por dispersão, seguida de vicariância, entre as áreas do Escudo das Guianas e do Oeste da Amazônia durante a formação do Arco do Purus há cerca de 6 milhões de anos atrás.

À esquerda: origem dos ratos-de-espinho do gênero Makalata durante a formação da Bacia Amazônica no Sistema Acre. À direita: divisão dos dois grandes clados desse roedor durante o Arco Purus. As setas marrons representam o soerguimento dos Andes, as setas pretas unidirecionais representam eventos de dispersão e as setas pretas bidirecionais representam eventos de vicariância. As linhas pontilhadas representam as áreas de ocorrência de cada clado. A) Leste da Amazônia, B) Oeste da Amazônia, C) Escudo das Guianas. Figura extraída de Miranda e colaboradores 2022.

Esses resultados sobre a biogeografia de um gênero de rato-de-espinho revelam parte da história evolutiva da região amazônica. Quando sabemos a história de uma região, podemos entender melhor o presente e ter a possibilidade de antever potenciais soluções para o futuro. Há tempos que cientistas alertam sobre o potencial negativo da ação humana no curso evolutivo de inúmeras espécies, sem mencionar a crise climática que tem dizimado populações da fauna e flora mesmo antes de conseguirmos conhecê-las em profundidade. A trajetória deste gênero de ratos-de-espinho representa uma peça importante no quebra-cabeça da história evolutiva da Amazônia, sobretudo por habitarem ambientes alagáveis, os quais ainda sabemos muito pouco. E ainda há muitas peças para descobrirmos.

Ciência se faz com parceria

Este estudo foi realizado em parceria com pesquisadores do Laboratório de Genética e Evolução Animal (LEGAL) da Universidade Federal do Amazonas (UFAM): Dra. Izeni Pires Farias e MSc. Mario Nunes; Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA): Dra. Maria Nazareth F. da Silva; Universidade Federal do Pará (UFPA): Dr. Julio Cesar Pieczarcka.

Quer saber mais? Acesse os materiais abaixo!

Artigos científicos:

Miranda et al. 2022. Diversification of Amazonian spiny tree rats in genus Makalata (Rodentia, Echimyidae): Cryptic diversity, geographic structure and drivers of speciation. PLoS ONE 17(12): e0276475. (acesse aqui)

Miranda et al. 2021. A molecular and chromosomic meta‐analysis approach and its implications for the taxonomy of the genus Makalata Husson, 1978 (Rodentia, Echimyidae) including an amended diagnosis for M. macrura (Wagner, 1842). Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research59(8): 2387-2409. (acesse aqui)

Livro:

Bonvicino et al. 2008. Guia dos roedores do Brasil, com chaves para gêneros baseadas em caracteres externos. Série de Manuais Técnicos; 11. (acesse aqui)

Sobre o autor e as autoras

Cleuton Lima Miranda é biólogo pela Universidade Federal do Piauí, mestre e doutor em Zoologia pelo Museu Paraense Emílio Goeldi, foi pós-doutorando em Ciência Animal/Biodiversidade na Universidade Estadual do Maranhão e em Biodiversidade e Evolução pela UFAM. Veja mais na Plataforma Lattes.

Arielli Fabrício Machado é bióloga pela Universidade Federal de Santa Maria, mestre e doutora em Ecologia pelo INPA e pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, atualmente é pós-doutoranda na Universidade Federal do Pampa. Veja mais na Plataforma Lattes e no ResearchGate.

Izeni Pires Farias é bióloga pela UFAM, mestre em Biologia de Água Doce e Pesca Interior pelo INPA e doutora em Ciências Biológicas (Genética Molecular) pela UFPA, é Professora Titular da UFAM e coordena o LEGAL. Veja mais na Plataforma Lattes e no ResearchGate.

Leia também

Figura1_low
Para onde vão as aves das várzeas amazônicas quando a água do rio sobe?
12 maio, 2024
Por Anaís Prestes Rowedder | As várzeas amazônicas são florestas extremamente dinâmicas, devido à sua forte sazonalidade que é dada pela água, e não pelo clima.
A imagem mostra uma paisagem com chão batido e com vegetração degradada, com árvores esparsas e vegetação baixa.
Nova fronteira do desmatamento apresenta aumento nos registros de incêndios​
23 março, 2024
Por Débora Joana Dutra | Entre 2003 e 2019, uma área florestal equivalente a seis vezes o território da cidade de São Paulo foi devastada pelo fogo no Estado do Amazonas.
fig1a_mamangava_4x3
Mudanças climáticas ameaçam abelhas, aves e morcegos amazônicos
10 dezembro, 2023
Por Tereza Cristina Giannini | As mudanças climáticas já estão atingindo as populações humanas e a biodiversidade.
image meta
Nome de nova espécie de jupati é uma homenagem aos povos indígenas do Brasil
11 setembro, 2023
Por Cleuton Miranda, Arielli Machado, Yennie Bredin e Maria Nazareth Ferreira da Silva | Atualmente são reconhecidas 56 espécies de marsupiais no Brasil.
capa blog3
Sons no silêncio: ouvindo a biodiversidade subterrânea na Amazônia
31 dezembro, 2022
Por Leonardo Trevelin e Giulliana Appel | Compreender o mundo dos morcegos é desafiador. Difíceis de serem ouvidos, observados e capturados.
Figura 1 - Jamaraquá
Os micro-organismos de áreas inundáveis e sua importância num mundo em constante mudança
20 dezembro, 2022
Por Júlia Brandão Gontijo | As áreas inundáveis da região amazônica são conhecidas como grandes emissoras naturais de metano.
Figura1
Mudança de uso da terra na Amazônia e seus impactos sobre os microrganismos do solo
16 novembro, 2022
Por Andressa M. Venturini | Quando você pensa na Floresta Amazônica, qual é a primeira imagem que lhe ocorre?
Choeradodis_ProjetoMantis_ExpediçãoAustral_capa
Unindo ciência e arte, Projeto Mantis documenta e pesquisa a Amazônia à noite em busca de louva-a-deus raros
17 agosto, 2022
Por Leo Lanna | O trabalho de achar louva-a-deus é minucioso, demanda paciência, mas tem as mais belas surpresas.
Fig2
Os extremos climáticos e as florestas aquáticas da Amazônia
20 julho, 2022
Por Angélica F. Resende | A mais urgente das crises atuais é a mudança do clima pois já extrapolamos os limites da nossa atmosfera e estamos sofrendo as consequências.
Imagem2
Adequação ambiental de propriedades rurais na Amazônia após 10 anos de Código Florestal
05 julho, 2022
Por Sâmia Nunes | A adequação ambiental visa a identificar e implementar ações necessárias para resolver irregularidades ambientais em propriedades rurais privadas.
pt_BRPortuguese