Em formação

16: Extinção - Biologia


Tabela ( PageIndex {1} ) Principais eventos de extinção
EraPeríodoÉpocaDuração aproximada de era, período ou época (milhões de anos antes do presente)Evenses de extinção principais
CENOZOICQuaternárioHolocenopresente - 0,01

(6 ^ {th} ) grande extinção?

(5 ^ {th} ) grande extinção (fim do Cretáceo; limite K-T)

(4 ^ {th} ) grande extinção (fim do Triássico)

(3 ^ {th} ) grande extinção (fim do Permiano)

(2 ^ {nd} ) grande extinção (Devoniano tardio)

(1 ^ {st} ) grande extinção (fim do Ordoviciano)

Pleistoceno0.01-1.6
TerciárioPlioceno1.6-5.3
Mioceno5.3-23
Oligoceno24-37
eoceno37-58
Paleoceno58-65
MESOZOICOCretáceo65-144
jurássico144-208
Triássico208-245
PALEOZOIC

Permiano

245-286

(Carbonífero) Pensilvânia

286-325
(Carbonífero) Mississippian325-360
devoniano360-408
siluriano408-440
Ordoviciano440-505
Cambriano505-570
PRECAMBRIAN570-4500

Cada uma das cinco primeiras extinções em massa mostradas na Tabela ( PageIndex {1} ) representa uma perda significativa de biodiversidade - mas a recuperação foi boa em uma escala de tempo geológica. As extinções em massa são aparentemente seguidas por uma explosão repentina de diversificação evolutiva por parte das espécies restantes, presumivelmente porque as espécies sobreviventes começaram a usar habitats e recursos que antes eram "ocupados" por espécies mais competitivamente bem-sucedidas que foram extintas. No entanto, isso não significa que as recuperações da extinção em massa tenham sido rápidas; geralmente requerem algumas dezenas de milhões de anos (Jablonski, 1995).

A hipótese é que estamos atualmente à beira de uma "sexta extinção em massa", mas que difere dos eventos anteriores. As cinco outras extinções em massa antecederam os humanos e foram provavelmente os produtos finais de algum processo físico (por exemplo, mudança climática por meio de impactos de meteoros), em vez da consequência direta da ação de algumas outras espécies. Em contraste, a sexta extinção em massa é o produto da atividade humana nas últimas centenas, ou mesmo vários milhares de anos. Essas extinções em massa e suas consequências históricas e modernas são discutidas em mais detalhes nos módulos sobre Perspectivas históricas da extinção e da crise atual da biodiversidade, e Consequências ecológicas das extinções.

Glossário

Extinto
uma espécie é considerada extinta quando não há dúvida razoável de que o último indivíduo morreu (IUCN, 2002)
Extinção
o desaparecimento completo de uma espécie da Terra
Extinção em massa
um período em que há um aumento repentino na taxa de extinção, de tal forma que a taxa pelo menos dobra, e as extinções incluem representantes de muitos grupos taxonômicos diferentes de plantas e animais

Biólogo de Stanford alerta sobre os estágios iniciais do 6º evento de extinção em massa da Terra

O professor de Biologia de Stanford Rodolfo Dirzo e seus colegas alertam que essa "defaunação" pode ter efeitos negativos na saúde humana.

Os elefantes e outros animais de grande porte enfrentam um risco maior de extinção no que o professor de biologia de Stanford Rodolfo Dirzo chama de "defaunação".

A atual biodiversidade do planeta, o produto de 3,5 bilhões de anos de tentativa e erro evolucionário, é a mais alta da história da vida. Mas pode estar chegando a um ponto crítico.

Em uma nova revisão da literatura científica e análise de dados publicados em Ciência, uma equipe internacional de cientistas adverte que a perda e o declínio de animais está contribuindo para o que parece ser os primeiros dias do sexto evento de extinção biológica em massa do planeta.

Desde 1500, mais de 320 vertebrados terrestres foram extintos. As populações das espécies restantes mostram um declínio médio de 25% na abundância. A situação é igualmente terrível para a vida animal invertebrada.

E enquanto extinções anteriores foram causadas por transformações planetárias naturais ou ataques catastróficos de asteróides, a extinção atual pode ser associada à atividade humana, uma situação que o autor principal Rodolfo Dirzo, professor de biologia em Stanford, designa uma era de "Antropoceno defaunação. "

Entre os vertebrados, estima-se que 16 a 33 por cento de todas as espécies estejam globalmente ameaçadas ou em perigo. Animais de grande porte & # 8211 descritos como megafauna e incluindo elefantes, rinocerontes, ursos polares e inúmeras outras espécies em todo o mundo & # 8211 enfrentam a maior taxa de declínio, uma tendência que coincide com os eventos de extinção anteriores.

Animais maiores tendem a ter taxas de crescimento populacional mais baixas e produzir menos descendentes. Eles precisam de áreas de habitat maiores para manter populações viáveis. Seu tamanho e massa de carne os tornam alvos de caça mais fáceis e atraentes para os humanos.

Embora essas espécies representem uma porcentagem relativamente baixa dos animais em risco, sua perda teria efeitos de gotejamento que poderiam abalar a estabilidade de outras espécies e, em alguns casos, até a saúde humana.

Por exemplo, experimentos anteriores realizados no Quênia isolaram pedaços de terra da megafauna, como zebras, girafas e elefantes, e observaram como um ecossistema reage à remoção de suas maiores espécies. Rapidamente, essas áreas ficam sobrecarregadas de roedores. A grama e os arbustos aumentam e a taxa de compactação do solo diminui. Sementes e abrigos tornam-se mais facilmente disponíveis e o risco de predação diminui.

Consequentemente, o número de roedores dobra & # 8211 e o mesmo acontece com a abundância de ectoparasitas portadores de doenças que eles abrigam.

"Onde a densidade humana é alta, você obtém altas taxas de defaunação, alta incidência de roedores e, portanto, altos níveis de patógenos, o que aumenta os riscos de transmissão de doenças", disse Dirzo, que também é membro sênior do Stanford Woods Institute for o ambiente. "Quem poderia imaginar que apenas a defaunação teria todas essas consequências dramáticas? Mas pode ser um círculo vicioso."

Os cientistas também detalharam uma tendência preocupante na defaunação de invertebrados. A população humana dobrou nos últimos 35 anos no mesmo período, o número de animais invertebrados & # 8211 como besouros, borboletas, aranhas e vermes & # 8211 diminuiu 45%.

Tal como acontece com animais maiores, a perda é causada principalmente pela perda de habitat e alteração do clima global, e pode ter efeitos colaterais em nossa vida cotidiana.

Por exemplo, os insetos polinizam cerca de 75% das safras de alimentos do mundo, cerca de 10% do valor econômico do suprimento mundial de alimentos. Os insetos também desempenham um papel crítico na ciclagem de nutrientes e na decomposição de materiais orgânicos, o que ajuda a garantir a produtividade do ecossistema. Só nos Estados Unidos, o valor do controle de pragas por predadores nativos é estimado em US $ 4,5 bilhões anualmente.

Dirzo disse que as soluções são complicadas. A redução imediata das taxas de mudança de habitat e superexploração ajudaria, mas essas abordagens precisam ser adaptadas a regiões e situações individuais. Ele disse que espera que aumentar a conscientização sobre a extinção em massa em curso & # 8211 e não apenas de grandes espécies carismáticas & # 8211 e suas consequências associadas ajude a impulsionar a mudança.

"Temos a tendência de pensar na extinção como a perda de uma espécie da face da Terra, e isso é muito importante, mas há uma perda do funcionamento crítico do ecossistema, no qual os animais desempenham um papel central ao qual devemos prestar atenção também", Dirzo disse. "Ironicamente, há muito consideramos que a defaunação é um fenômeno enigmático, mas acho que acabaremos com uma situação não enigmática por causa das consequências cada vez mais óbvias para o planeta e o bem-estar humano."


AQA Trilogy Biology Unit 7, Lição 16 Extinção ou Sobrevivência

Lição 16 de uma unidade de trabalho completa para a nova Unidade 7 de Biologia GCSE. Cada lição contém objetivos e desafios completos.

Avaliações

Sua classificação é necessária para refletir sua felicidade.

É bom deixar algum feedback.

Algo deu errado, tente novamente mais tarde.

Kwills5

Sem planilha, sem hiperlink, basicamente texto em slides,

Antcampbell 29

Oi kwills5, desculpas pela falta de planilha. Eu agora adicionei. Se você não conseguir acessar, envie uma mensagem e eu enviarei. & ltbr / & gt

Resposta vazia não faz sentido para o usuário final

Charlottemmiles

Acabei de comprar o seu recurso e, embora o powerpoint seja bom, fala de uma planilha que não está aí?

Antcampbell 29

Sem problemas. Tenho o prazer de enviar quaisquer recursos para a lição.

Antcampbell 29

Sem problemas. Tenho o prazer de enviar quaisquer recursos para a lição.

Antcampbell 29

Sem problemas. Tenho o prazer de enviar quaisquer recursos para a lição.

Resposta vazia não faz sentido para o usuário final

Relate este recurso para nos informar se ele viola nossos termos e condições.
Nossa equipe de atendimento ao cliente analisará seu relatório e entrará em contato.


Resumo

O pulso de extinção da população que descrevemos aqui mostra, do ponto de vista quantitativo, que a sexta extinção em massa da Terra é mais severa do que percebida quando olhamos exclusivamente para as extinções de espécies. Portanto, a humanidade precisa lidar com a extirpação e a dizimação da população antropogênica imediatamente. Essa conclusão é baseada em análises dos números e graus de contração de alcance (indicativo de redução da população e / ou extinção de populações de acordo com a União Internacional para Conservação da Natureza) usando uma amostra de 27.600 espécies de vertebrados, e em uma análise mais detalhada documentando o extinções populacionais entre 1900 e 2015 em 177 espécies de mamíferos. Descobrimos que a taxa de perda de população em vertebrados terrestres é extremamente alta, mesmo em "espécies de baixa preocupação". Em nossa amostra, que compreende quase metade das espécies conhecidas de vertebrados, 32% (8.851 / 27.600) estão diminuindo, ou seja, diminuíram no tamanho e na extensão da população. Nos 177 mamíferos para os quais temos dados detalhados, todos perderam 30% ou mais de suas áreas geográficas e mais de 40% das espécies experimentaram declínios populacionais severos (redução de faixa & gt80%). Nossos dados indicam que, além das extinções globais de espécies, a Terra está passando por um grande episódio de declínios e extirpações populacionais, que terão consequências negativas em cascata sobre o funcionamento do ecossistema e serviços vitais para a manutenção da civilização. Descrevemos isso como uma "aniquilação biológica" para destacar a magnitude atual do sexto maior evento de extinção em curso da Terra.

A perda de diversidade biológica é um dos problemas ambientais globais mais graves causados ​​pelo homem. Centenas de espécies e miríades de populações estão sendo levadas à extinção todos os anos (1 ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ –8). Da perspectiva do tempo geológico, a biota mais rica da Terra já está em um sexto episódio de extinção em massa (9 ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ -14). Episódios de extinção em massa detectados no registro fóssil foram medidos em termos de taxas de extinções globais de espécies ou táxons superiores (por exemplo, ref. 9). Por exemplo, conservadoramente quase 200 espécies de vertebrados foram extintas nos últimos 100 anos. Isso representa a perda de cerca de 2 espécies por ano. Poucos percebem, no entanto, que se sujeitos à estimativa da taxa de extinção de "fundo" ou "normal" prevalecente nos últimos 2 milhões de anos, as perdas de 200 espécies de vertebrados teriam levado não um século, mas até 10.000 anos para desaparecer, dependendo de o grupo de animais analisados ​​(11). Considerando o reino marinho, especificamente, apenas 15 espécies de animais foram registradas como globalmente extintas (15), provavelmente uma subestimativa, dada a dificuldade de registrar com precisão as extinções marinhas. Com relação à extinção global de invertebrados, as informações disponíveis são limitadas e amplamente focadas no nível de ameaça. Por exemplo, estima-se que 42% das 3.623 espécies de invertebrados terrestres e 25% das 1.306 espécies de invertebrados marinhos avaliados na Lista Vermelha da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN) são classificados como ameaçados de extinção (16). No entanto, da perspectiva da vida humana, é difícil avaliar a magnitude atual das extinções de espécies. A taxa de extinção de duas espécies de vertebrados por ano não gera preocupação pública suficiente, especialmente porque muitas dessas espécies eram obscuras e tinham áreas limitadas, como o pupfish Catarina (Megupsilon aporus, extinto em 2014), um pequeno peixe do México ou o pipistrelle da Ilha Christmas (Pipistrellus murrayi, extinto em 2009), um morcego que desapareceu de seu remanescente vulcânico homônimo.

As extinções de espécies são obviamente muito importantes a longo prazo, porque tais perdas são irreversíveis e podem ter efeitos profundos que vão desde o esgotamento dos recursos inspiradores e estéticos da Terra até a deterioração da função e serviços do ecossistema (por exemplo, referências 17 ⇓ ⇓ –20). O forte foco entre os cientistas nas extinções de espécies, no entanto, transmite uma impressão comum de que a biota da Terra não está dramaticamente ameaçada, ou está apenas entrando lentamente em um episódio de grande perda de biodiversidade que não precisa gerar grande preocupação agora (por exemplo, ref. 21, mas veja também referências 9, 11, 22). Assim, pode haver tempo suficiente para lidar com a decadência da biodiversidade mais tarde, ou para desenvolver tecnologias para “deextinção” - a possibilidade desta última ser uma impressão errônea especialmente perigosa (ver ref. 23). Especificamente, esta abordagem levou à negligência de dois aspectos críticos do presente episódio de extinção: (eu) o desaparecimento de populações, que essencialmente sempre precede a extinção de espécies, e (ii) a rápida diminuição do número de indivíduos em algumas das populações restantes. Uma análise detalhada da perda de indivíduos e populações torna o problema muito mais claro e preocupante, e destaca todo um conjunto de parâmetros que são cada vez mais críticos ao se considerar a crise de extinção biológica do Antropoceno.

Nas últimas décadas, a perda de habitat, superexploração, organismos invasores, poluição, toxificação e, mais recentemente, perturbações climáticas, bem como as interações entre esses fatores, levaram a declínios catastróficos tanto no número quanto no tamanho das populações de ambos. e espécies raras de vertebrados (24 ⇓ ⇓ ⇓ –28). Por exemplo, várias espécies de mamíferos que eram relativamente seguras uma ou duas décadas atrás agora estão ameaçadas de extinção. Em 2016, havia apenas 7.000 chitas existentes (29) e menos de 5.000 orangotangos de Bornéu e Sumatra (Pongo pygmaeus e P. abelli, respectivamente) (28). Populações de leões africanos (Panthera leo) caiu 43% desde 1993 (30), o pangolim (Manis spp.) as populações foram dizimadas (31), e as populações de girafas caíram de cerca de 115.000 indivíduos considerados co-específicos em 1985, para cerca de 97.000 representando o que agora é reconhecido como quatro espécies (Giraffa giraffa, G. Tippelskirchi, G. reticulata, e G. camelopardalis) em 2015 (32).


Conteúdo

Modelos de tipo meta-populacional são usados ​​para prever limites de extinção. O modelo de metapopulação clássico é o modelo de Levins, que é o modelo da dinâmica de metapopulação estabelecido por Richard Levins na década de 1960. Ele foi usado para avaliar a ocupação do patch em uma grande rede de patches. Este modelo foi estendido na década de 1980 por Russell Lande para incluir a ocupação do habitat. [1] Este modelo matemático é usado para inferir os valores de extinção e densidades populacionais importantes. Esses modelos matemáticos são usados ​​principalmente para estudar os limiares de extinção devido à dificuldade de compreensão dos processos de extinção por meio de métodos empíricos e à atual falta de pesquisas sobre o assunto. [6] Ao determinar um limiar de extinção, existem dois tipos de modelos que podem ser usados: modelos de metapopulação determinísticos e estocásticos.

Edição Determinística

Modelos de metapopulação determinísticos assumem que há um número infinito de manchas de habitat disponíveis e prevêem que a metapopulação será extinta apenas se o limite não for atingido. [1]

Onde p = manchas ocupadas, e = taxa de extinção, c = taxa de colonização eh = quantidade de habitat.

Uma espécie irá persistir apenas se h & gt δ

δ = parâmetro da espécie, ou quão bem-sucedida uma espécie é na colonização de um fragmento. [1]

Edição Estocástica

Os modelos de metapopulação estocástica levam em consideração a estocasticidade, que são os processos não determinísticos ou aleatórios na natureza. Com esta abordagem, uma metapopulação pode estar acima do limite se for determinado que é improvável que se extinga dentro de um determinado período de tempo. [1]

A natureza complexa desses modelos pode resultar em uma pequena metapopulação que é considerada acima do limiar de extinção determinística, mas na realidade tem um alto risco de extinção. [1]

Ao usar modelos do tipo metapopulação para prever limites de extinção, há vários fatores que podem afetar os resultados de um modelo. Primeiro, incluir modelos mais complicados, em vez de depender apenas do modelo de Levins, produz dinâmicas diferentes. Por exemplo, em um artigo publicado em 2004, Otso Ovaskainen e Ilkka Hanski explicaram com um exemplo empírico que quando fatores como o efeito Allee ou o efeito Resgate foram incluídos na modelagem do limiar de extinção, ocorreram extinções inesperadas em um grande número de espécies. Um modelo mais complexo apresentou resultados diferentes e, na prática da biologia da conservação, isso pode adicionar mais confusão aos esforços para salvar uma espécie do limiar de extinção. Dinâmicas transitórias, que são efeitos no limiar de extinção por causa da instabilidade tanto na metapopulação quanto nas condições ambientais, também desempenham um papel importante nos resultados da modelagem. Paisagens que recentemente sofreram perda e fragmentação de habitat podem ser menos capazes de sustentar uma metapopulação do que anteriormente entendido sem considerar a dinâmica transitória. Finalmente, a estocasticidade ambiental, que pode ser espacialmente correlacionada, pode levar a flutuações estocásticas regionais ampliadas e, portanto, afetar muito o risco de extinção. [1]


Próximos passos

O que acontece depois que um genoma extinto é ressuscitado é menos claro. Para mamutes, os elefantes asiáticos podem ser um hospedeiro materno adequado, mas a clonagem por transferência nuclear ainda não foi realizada para os elefantes [12]. Para outras espécies, a clonagem tem menos probabilidade de ser bem-sucedida. Se a espécie viva mais próxima é evolutivamente distante ou consideravelmente diferente em tamanho da espécie candidata à extinção, as incompatibilidades entre o embrião em desenvolvimento e a mãe substituta podem significar que tecnologias alternativas, por exemplo, úteros artificiais (ectogênese), precisarão ser desenvolvidas . Algumas espécies, incluindo pássaros, não podem ser clonadas por transferência nuclear [13] e outros métodos, como a engenharia da linha germinativa, terão que ser usados ​​para essas espécies. Após o nascimento, esses organismos serão criados em ambientes de cativeiro, o que exigirá o conhecimento das necessidades de bem-estar de cada espécie. A reprodução em cativeiro também pode ter consequências duradouras para o comportamento e fisiologia, o que pode afetar a sobrevivência do organismo após a liberação na natureza. À medida que as tecnologias de engenharia de genoma avançam para o estágio em que a primeira fase de extinção - nascimento - é viável, a segunda fase - liberação na natureza - será possibilitada por um trabalho contínuo em biologia da conservação que visa minimizar as consequências potencialmente negativas de criação em cativeiro.

Os organismos são, é claro, mais do que apenas a soma dos nucleotídeos que compõem suas sequências de genoma. Embriões derivados de células modificadas serão expostos ao ambiente de desenvolvimento de uma espécie diferente. Os recém-nascidos serão criados em grupos sociais que são necessariamente diferentes daqueles de sua própria espécie. Eles serão introduzidos em diferentes habitats, consumirão diferentes dietas e estabelecerão diferentes microbiomas. Todos esses fatores influenciarão o fenótipo, e esses efeitos provavelmente variam entre as espécies e os ambientes. Em resumo, a edição do genoma pode algum dia criar um organismo cuja sequência do genoma se assemelhe muito à de uma espécie extinta, mas o organismo que se desenvolve a partir dessas células editadas não será o mesmo que foi extinto.


Retrocedendo o processo de extinção de mamíferos

Com apenas três indivíduos vivos restantes neste planeta, o rinoceronte branco do norte (Ceratotherium simum cottoni) pode ser considerado condenado à extinção. Ainda pode ser possível, no entanto, resgatar as (sub) espécies combinando novas células-tronco e tecnologias de reprodução assistida. Para discutir as várias opções práticas disponíveis para nós, convocamos uma reunião multidisciplinar sob o nome de "Conservação por tecnologias celulares." O resultado desta reunião e o roteiro proposto que, se implementado com sucesso, acabaria por levar a uma população autossustentável de uma espécie extremamente ameaçada de extinção são descritos aqui. As idéias discutidas aqui, embora centradas no rinoceronte branco do norte, são igualmente aplicáveis, após ajustes adequados, a outros mamíferos à beira da extinção. Através da implementação dessas idéias, esperamos estabelecer a base para a reversão de alguns dos efeitos do que foi denominado o sexto evento de extinção em massa na história da Terra, e o primeiro antropogênico. Zoo Biol. 35: 280-292, 2016. © 2016 The Authors. Zoo Biology publicado pela Wiley Periodicals, Inc.

Palavras-chave: tecnologias de reprodução assistida (ART) conservação da biodiversidade espécies ameaçadas gametas induzidas por células-tronco pluripotentes (iPSCs) rinoceronte de conscientização pública.


Lacunas de dados e oportunidades para biologia comparativa e de conservação

A perda da biodiversidade é um grande desafio. Durante o século passado, a taxa média de extinção de vertebrados foi cerca de 100 vezes maior do que a taxa de fundo estimada e o declínio da população continua a aumentar globalmente. As taxas de natalidade e mortalidade determinam o ritmo de aumento ou diminuição da população, impulsionando assim a expansão ou extinção de uma espécie. O desenho de políticas de conservação de espécies, portanto, depende de dados demográficos (por exemplo, para avaliações de risco de extinção ou estimativa de cotas de colheita). No entanto, falta uma visão geral dos dados acessíveis, mesmo para táxons mais conhecidos. Aqui, apresentamos o Índice de Conhecimento de Espécies Demográficas, que classifica as informações disponíveis para 32.144 (97%) dos mamíferos, aves, répteis e anfíbios descritos existentes. Mostramos que apenas 1,3% das espécies de tetrápodes possuem informações abrangentes sobre as taxas de natalidade e mortalidade. Não encontramos medidas demográficas, nem mesmo grosseiras, como expectativa de vida máxima ou tamanho típico da ninhada / ninhada, para 65% dos tetrápodes ameaçados. Mais estudos de campo são necessários, no entanto, algum progresso pode ser feito digitalizando o conhecimento existente, imputando dados de espécies relacionadas com histórias de vida semelhantes e usando informações de populações em cativeiro. Nós mostramos que os dados de zoológicos e aquários na rede Species360 podem melhorar significativamente o conhecimento para um ganho de quase oito vezes. Avaliar o panorama de conhecimento demográfico limitado é essencial para priorizar maneiras de preencher as lacunas de dados. Essas informações são urgentemente necessárias para implementar estratégias de manejo para conservar táxons em risco e para descobrir novos conceitos unificadores e relações evolutivas em milhares de espécies de tetrápodes.

Palavras-chave: Índice de Conhecimento de Espécies Demográficas, biodemografia, extinção, fertilidade, mortalidade.

Copyright © 2019 o (s) autor (es). Publicado pela PNAS.

Declaração de conflito de interesse

Os autores declaram não haver conflito de interesses.

Bonecos

Cenário de conhecimento demográfico para ...

Paisagem do conhecimento demográfico para tetrápodes. ( UMA ) Reptilia. ( B )…

Versão simplificada da paisagem ...

Versão simplificada da paisagem mostrada na Fig. 1. ( UMA ) Reptilia.…

Origem relatada das informações ...

Origem relatada das informações nos 22 repositórios de dados analisados. Os diagramas mostram ...


Das Alterações Climáticas

Mudanças climáticas e, especificamente, o antropogênico (ou seja, causado por humanos) a tendência de aquecimento atualmente em escalada é uma grande ameaça de extinção, particularmente quando combinada com outras ameaças, como a perda de habitat e a expansão de organismos causadores de doenças. Embora os cientistas discordem sobre a provável magnitude dos efeitos, com estimativas de taxas de extinção variando de 15% a 40% das espécies destinadas à extinção em 2050. Os cientistas concordam que as mudanças climáticas irão alterar os climas regionais, incluindo padrões de chuva e neve, tornando os habitats menos hospitaleiros às espécies que nelas vivem, em particular, as espécies endêmicas. A tendência de aquecimento mudará os climas mais frios em direção aos pólos norte e sul, forçando as espécies a se moverem com suas normas climáticas adaptadas enquanto enfrentam lacunas de habitat ao longo do caminho. As variações de alcance irão impor novos regimes competitivos às espécies à medida que elas se encontram em contato com outras espécies não presentes em sua distribuição histórica. Um desses contatos inesperados de espécies é a nova sobreposição de faixa entre os ursos polares e os ursos pardos (Figura 47.15). Há casos documentados dessas duas espécies se acasalando e produzindo descendentes viáveis. A mudança do clima também prejudica as delicadas adaptações cronometradas das espécies aos recursos alimentares sazonais e aos tempos de reprodução. Muitas incompatibilidades contemporâneas com as mudanças na disponibilidade e tempo de recursos já foram documentadas.

Figura 47.15 Desde 2008, ursos pardos (Ursus arctos horribilis) foram avistados mais ao norte do que sua área de distribuição histórica, uma possível consequência da mudança climática. Como resultado, o habitat do urso pardo agora se sobrepõe ao habitat do urso polar (Ursus maritimus). As duas espécies de ursos, que são capazes de acasalar e produzir descendentes viáveis, são consideradas espécies “ecológicas” distintas porque, historicamente, viveram em habitats diferentes e nunca se encontraram. No entanto, em 2006, um caçador atirou em um híbrido de urso polar grisalho selvagem conhecido como urso grolar, o primeiro híbrido selvagem já encontrado. (Crédito da imagem: OpenStax Biology 2e)

Mudanças de alcance já estão sendo observadas: por exemplo, algumas áreas de distribuição de espécies de aves europeias se moveram 91 km para o norte. O mesmo estudo sugeriu que a mudança ideal com base nas tendências de aquecimento era o dobro dessa distância, sugerindo que as populações estão não movendo-se com rapidez suficiente. Mudanças de alcance também foram observadas em plantas, borboletas, outros insetos, peixes de água doce, répteis e mamíferos.

Os gradientes climáticos também subirão montanhas, eventualmente aglomerando espécies em altitudes mais elevadas e eliminando o habitat para aquelas espécies adaptadas às altitudes mais elevadas. Alguns climas desaparecerão completamente. A taxa acelerada de aquecimento no Ártico reduz significativamente a queda de neve e a formação de gelo marinho. Sem o gelo, espécies como os ursos polares não conseguem caçar focas, que são sua única fonte confiável de alimento. A cobertura do gelo marinho tem diminuído desde o início das observações em meados do século XX, e a taxa de declínio observada nos últimos anos é muito maior do que o previsto anteriormente.

Finalmente, o aquecimento global aumentará os níveis dos oceanos devido ao derretimento das geleiras e ao maior volume de água mais quente. As linhas costeiras serão inundadas, reduzindo o tamanho das ilhas, o que afetará algumas espécies, e várias ilhas desaparecerão por completo. Além disso, o degelo gradual e subsequente recongelamento dos pólos, geleiras e montanhas de altitudes mais elevadas - um ciclo que forneceu água doce aos ambientes por séculos - também será prejudicado. Isso pode resultar em superabundância de água salgada e escassez de água doce.


Décadas de trabalho coordenado globalmente na conservação não conseguiram retardar a perda de biodiversidade. Para fazer melhor - mesmo que isso signifique nada mais do que fracassar de maneira menos espetacular - é necessário um pensamento mais ousado. Uma das primeiras possíveis aplicações de conservação da biologia sintética a ser debatida é o uso de ferramentas genéticas para ressuscitar espécies outrora extintas. Uma vez que a moeda da conservação é a biodiversidade e a disciplina da biologia da conservação foi formada em torno da prevenção da extinção de espécies, a perspectiva de reverter as extinções poderia gerar um entusiasmo sem reservas. Mas não foi a aclamação universal que saudou a festa de debutante por "desexcisão" que foi a conferência TEDx e que a acompanhou Geografia nacional destaque em 2013. Por que a preocupação, o ceticismo, até mesmo a hostilidade entre muitos conservacionistas sobre a ideia de restaurar espécies perdidas? E como essa preocupação profissional se relaciona com a percepção pública e o apoio à conservação? Este ensaio explora as barreiras para a aceitação de novas ferramentas de conservação baseadas no genoma, considerando cinco áreas-chave e questões associadas que podem ser abordadas em relação a qualquer nova ferramenta de conservação. Ilustro isso usando o exemplo específico de desexcusão e, ao fazê-lo, considero se a desextinção seria necessariamente o melhor primeiro ponto de engajamento entre a biologia da conservação e a biologia sintética.

Décadas de trabalho coordenado globalmente na conservação não conseguiram retardar a perda de biodiversidade. Para fazer melhor - mesmo que isso signifique nada mais do que falhar de maneira menos espetacular - é necessário um pensamento mais ousado. Entre as estratégias que devemos considerar está o engajamento com o campo em rápida expansão da biologia sintética, cujas ferramentas de edição genética sugerem novas técnicas para proteger espécies ameaçadas e limitar as invasoras, abordando o que atualmente são desafios intratáveis ​​na conservação. Mas, longe de abraçar a biologia sintética, muitos na comunidade conservacionista profissional responderam com o que vai do desinteresse à oposição implacável. Há um certo otimismo cauteloso, mas é difícil de encontrar. As vozes mais altas clamam por resistência. Esta declaração de um grupo da sociedade civil sobre a perspectiva de usar a biologia sintética para lidar com as ameaças das espécies se destaca: “[E] em nossa opinião, propostas recentes para avançar com testes de condução de genes do mundo real (por exemplo, o projeto de Biocontrole Genético de Roedores Invasivos … E o mosquito que impulsiona os genes no Havaí) são imprudentes e irresponsáveis ​​e não refletem os valores essenciais do movimento de conservação. Esses projetos não devem ser financiados ou promovidos. ” 1

Uma das primeiras aplicações de conservação possíveis da biologia sintética a ser discutida e debatida é o uso de ferramentas genéticas para ressuscitar espécies outrora extintas, uma aplicação que recebeu o nome de “desextinção”. Uma vez que a moeda da conservação é a biodiversidade e a disciplina da biologia da conservação foi formada em torno da prevenção da extinção de espécies - levando alguns no campo a chamá-la de "disciplina de crise" - a perspectiva de reverter as extinções poderia gerar um entusiasmo sem reservas - uma chance de fazer mais do que apenas diminuir a taxa de perda de biodiversidade, em vez disso, de realmente revertê-la. Mas não foi a aclamação universal que saudou a festa de debutante para a extinção que foi a conferência TEDx e que a acompanhou Geografia nacional destaque em 2013. 2 Por que a preocupação, o ceticismo, até a hostilidade entre muitos conservacionistas sobre a ideia de restaurar espécies perdidas? E como essa preocupação profissional se relaciona com a percepção pública e o apoio à conservação?

Neste ensaio, explorarei as barreiras para a aceitação de novas ferramentas de conservação baseadas no genoma, considerando cinco áreas-chave e questões associadas que podem ser abordadas em relação a qualquer nova ferramenta de conservação. Ilustro isso usando o exemplo específico de desexcusão e, ao fazê-lo, considero se a desextinção seria necessariamente o melhor primeiro ponto de engajamento entre a biologia da conservação e a biologia sintética.

Limitações tecnológicas: a nova ferramenta cumpre o que promete? “De-extinction” is a compelling and engaging term, seemingly promising that we can reverse irreversible loss. But can we? What exactly might be the resulting product from each of the three currently known de-extinction pathways of backbreeding, cloning, and genomic engineering?

Backbreeding, the artificial selection of domestic animals to produce a wild-type phenotype, assumes that descendant forms carry the genetic material and hence the potential to express the phenotype of an extinct ancestor. Thus, for example, selective breeding of some carefully chosen domestic breeds of cattle might result in a beast that has the size and coloration of the aurochs (Bos primigenius), from which cattle descended. 3 Clearly, however, while some original genetic sequences might be preserved and expressed, generations of hybridization and multiple selection pressures will limit the degree of genetic similarity between the final form and its aurochs ancestor. The best that might be produced is some phenotypic proxy of an extinct form, although genomic information could be used to better guide the creation of such a proxy.

Cloning seems to have the potential to truly resurrect a lost form, for isn't a clone an exact genetic copy? Well, nearly, but perhaps not in critical ways. While the technique of cloning has come a long way since Dolly the sheep and for some taxa is now relatively efficient and low risk, if you are wanting to use cloning to restore an extinct species, some challenges remain. For a start, doing so would require interspecies cloning: for mammals, for example, you would need an appropriate surrogate host that was a near relative of the extinct species to carry an embryo to term. But even before needing a surrogate host, you need an embryo of the extinct species, and unless you have cryo-preserved gametes (eggs and sperm), you will need a host cell in which to place the genetic material from a suitably preserved somatic (body) cell of your extinct form. So, for a start, without carefully frozen cells taken before extinction, cloning is not an option, restricting cloning as a de-extinction pathway to species that went only very recently and from which cells had already been preserved. Even with the right cells, the need to use a surrogate host means there will be genetic components inherited from the host, there will be epigenetic effects whereby the host environment might turn on or off the activity of some genes, and there will be inevitable postnatal differences from the original extinct species due to learning, the rearing environment, diet, and the resulting microbiome. 4

Without cryo-preserved cells, things get harder but not impossible, thanks to rapid advances in the ability to read and write DNA sequences. The genome of the extinct form must be deciphered from any available tissue, and the older the tissue, the more the DNA within it will have deteriorated, inevitably leaving gaps in the genome. These gaps need to be filled with the best approximation of the extinct sequences, likely from a nearest living relative, which can be used to create modified cell lines by replacing DNA sequences of the extant species with synthesized DNA in the extinct species sequence. Nuclei from such cells could then be used in cloning. Clearly, however, the result is not the resurrection of the extinct form, but the creation of a hybrid form with some expression of hybrid traits.

There is, therefore, arguably no such thing as true de-extinction. Rather, the current de-extinction pathways could usefully seek to produce functional proxies of extinct forms 5 —or phenotypic proxies, from a nonconservation viewpoint. But does this matter? What is the cost, the risk, or the harm of creating a proxy of an extinct species?

Opportunity costs: who pays, and what misses out as a result? Any new tool comes at a cost: the direct financial cost of research and development, the resource cost of implementation, and possibly an opportunity cost—the loss of alternatives when a course of action is taken. A major and oft-repeated concern about de-extinction is that even attempting it will divert scarce conservation funding away from extant species and systems that desperately need help, and it's not as if we are turning the tide of biodiversity loss and can afford to let up on traditional conservation. A counterargument is that conservation funding is not a zero-sum game, because the kinds of people or sources of funding for exciting new technology are not the same as for biodiversity conservation. 6 We do not have to fire a wildlife ranger to obtain the funding for mammoth cloning. The prospect of de-extinction might actually increase conservation-related funding, mightn't it?

But it's not quite that simple. We could consider any de-extinction project as consisting really of two distinct and significant projects: (1) resurrecting suitable numbers of suitably diverse proxies of an extinct species and (2) placing them out into an appropriate environment to establish a new population in order to restore lost biodiversity and ecosystem processes and thus enhance ecosystem resilience. I'm assuming for simplicity's sake that de-extinction can be justified by a conservation benefit, rather than for research, advocacy, or commercial gain, although the first so-called de-extinction projects might well derive from nonconservation objectives, so far as the policies and legislations of any host nation allow. So, the project of creating proxies might well obtain funding from those excited by the promise of new technology, but the project of placing them in the environment seems likely, in large part, to become the responsibility of existing biodiversity managers who are already juggling competing priorities and trying to spread scarce dollars across a growing number of threatened species. It would be naïve to assume that the (re)introduction of a proxy of an extinct species would not carry some cost to extant species, either directly through unanticipated ecological effects after the proxy's release or indirectly by demanding limited conservation resources. 7 No new conservation tool will offer a free lunch—someone must pay, and something will lose out. The hard part of that equation, though, might not be who will pay but, rather, the management of risk and uncertainty and the balancing of possible gains and losses.

Moral hazard: who bears the costs if things go wrong? A moral hazard is a situation in which one party takes actions whose risks would be borne by another party. Any new technology for conservation will carry risks: risk of failure and lost resources, of undesired consequences, and so forth. Much of conservation management is about understanding and managing risk, but in general, day-to-day conservation decisions do not involve moral hazard. New conservation tools that employ synthetic biology would, however, carry significant risks, and they would pose a moral hazard if the decisions to implement them resulted in costs to people not involved in those decisions, including future generations—for example, somehow woolly mammoths lead to a resurgence of some mammoth pathogen that wreaks havoc on Siberian communities (which I regard as quite unlikely, to say the least). In the de-extinction debate, a moral hazard would arise if de-extinction were seen as providing a techno-fix to the crisis of species extinctions and biodiversity loss and that perception undermined societal and political support for efforts to prevent species extinctions. 8

Another hazard would arise if the implementation of a new tool had a deleterious effect that could threaten or reduce extant biodiversity and leave recipient ecosystems more impoverished. For example, the environmental release of a proxy species carries the risk that the introduced form will not perform ecologically as predicted because of key differences compared to the extinct form or because of ecological and environmental changes since extinction. There is a risk that the project will fail, as introduced individuals die, but also a risk of impacts on extant biodiversity through novel interactions, and even a risk that the proxy species will become invasive, threatening both ecological integrity and human livelihoods. To a degree, these are the risks associated with any translocation of species for conservation purposes, particularly assisted colonization (moving a threatened species outside its historic range) and ecological replacements (introducing a new species to fill the ecological role of a lost one). 9 The release of any proxy of an extinct species can be defined as a conservation translocation, 10 and it would be appropriate to apply existing International Union for Conservation of Nature (IUCN) translocation guidelines to those releases. 11 Those guidelines urge consideration of alterative actions and efforts to understand and minimize risks.

Public perceptions: will this garner or reduce public support? Most resurrected forms will, by definition, be genetically modified organisms and subject to national and international legislation. They will also be vulnerable to the “Monsanto effect,” whereby there is suspicion that commercial motivations might override concern for risks to human health and livelihoods and environmental risks. Will a GMO in the form of an extinct species’ proxy be acceptable? Within captivity, probably released into the environment, less likely but possible. There remains public skepticism about commercial GMO products in many parts of the world, as concern grows about the potential for health and environmental risks. Greater acceptance of GMOs in the service of conservation could, however, come with victories, such as the genetic rescue of critically endangered species or species threatened by disease processes. 12 A good example is the development of transgenic American chestnut trees resistant to the pathogenic fungus Cryphonectria parasitica. 13 Will people be worried that the trees carry genes from other plants, such as wheat, grapes, pepper, and the blight-resistant Chinese chestnut? Or will they simply rejoice in the return to good health of North America's eastern forests?

Similarly, while none of the current pathways of de-extinction would result in a facsimile of an extinct species, detailed concerns about epigenetic effects might not mean much to a general public coming face to face with a reasonable phenotypic proxy of some extinct form. A hybrid Asian elephant with mammoth genes expressing hairiness might well be accepted as the re-creation of a mammoth. So, how might that hybrid change public perceptions? Would extinction no longer be forever, in the public mind? This seems to be a very real possibility, especially given the growing disconnect between humans and the natural world, with most people around the globe having become urban dwellers who may have little connection and perhaps less understanding about their natural heritage. Cynically, one might argue that the prospect of de-extinction would at least not make things worse most humans are focused on health, safety, well-being, social justice, and economic security, anyway, rather than on biodiversity conservation. What might really pose problems for conservation are public perceptions of “Jurassic Park scenarios”—of commercial avarice and scientific hubris. Such a response might reinforce antiscience sentiments and force the professional conservation community to allay public fears. But can a bunch of conservationists beat Hollywood when it comes to public perceptions?

Conservation community: will practitioners support and use the new tool? Conservation practitioners and conservation biologists are, in general, conservative and precautionary. Their focus is on preservation and restoration, limiting human impacts, and slowing or halting biodiversity declines. They have been characterized as looking to the past and being risk averse. 13

C. P. Snow's famous 1959 Rede lecture posited the emergence of two cultures, those of science and the humanities, disengaged from and distrusting of each other. As Stefan Collini has paraphrased Snow's thesis, the “profound mutual suspicion and incomprehension in turn has damaging consequences for the prospects of applying technology to the alleviation of the world's problems.” 14 The conservation community's reluctance to engage with potential new tools for conservation, particularly those involving manipulation of genetic material, is analogous to the literary culture's distrust of science. But while there is some mutual incomprehension, the suspicion is not mutual. The incomprehension is because there is little overlap in the two communities’ respective training, fields of practice, and views of the future. 15 But there is no reason to expect synthetic biologists to be opposed to biodiversity conservation it seems more likely that many are, for the most part, simply unaware of the issues. By contrast, because conservation practitioners have a general aversion to risk, in their limited engagement with new genetic-based approaches, they appear to be focusing more on what they assume to be risks of harm to biodiversity. They are little inclined to proactively engage with the proponents of potential new tools and solutions in order to fully understand the likelihood and management of those risks—even though, ironically, the discipline of conservation biology was founded on a mindset of proactive engagement. 16

What is the way forward? Can we engage a skeptical and cautious conservation community, harness the enthusiasm of the public imagination, and ensure that risks are understood and managed? Despite the IUCN's interest in developing guidelines for de-extinction, perhaps the way is not through this early and controversial point of engagement between conservation biology and synthetic biology. Perhaps the way is through cautious application of synthetic biology in applications that are closer to conservation's familiar mode of addressing threats to extant species. These applications might include the reintroduction of lost genetic diversity in critically endangered species that have suffered from historical genetic bottlenecks, the control of wildlife diseases and zoonoses through genetic manipulation of vectors, and the eradication of invasive pests through genetically engineered sterility. 17 Early and demonstrable success in tackling, even in controlled trials, these types of intractable conservation challenges will do much to start a more informed debate about human management and manipulation of the natural world.


Assista o vídeo: TAXONOMIA SISTEMÁTICA: CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS. QUER QUE DESENHE? DESCOMPLICA (Dezembro 2021).