Foto de dois canela de peito abelharucos sobreposta a uma árvore evolutiva mostrando dois terços das espécies de aves conhecidas. Matute Rabosky e utilizado a árvore para testar se a capacidade das espécies de aves para cruzar com outras espécies está relacionada com a taxa na qual se formaram novas espécies. Ilustração da árvore e pássaro foto por Daniel Rabosky.ANN ARBOR—Darwin se referiu à origem das espécies, como o mistério dos mistérios, e ainda hoje, mais de 150 anos mais tarde, evolutivos biólogos não podem explicar totalmente como novos animais e plantas surgiram.

Por décadas, quase todas as pesquisas de campo se basearam no pressuposto de que a principal causa do surgimento de novas espécies, um processo chamado de especiação, é a formação de barreiras à reprodução entre populações.

Essas barreiras podem ser geográficas — como uma nova montanha, rio ou geleira que fisicamente separa duas populações de plantas ou animais — ou podem ser diferenças genéticas, que impedem que indivíduos incompatíveis produzam descendentes férteis. Um exemplo deste último é a mula; cavalos e burros podem acasalar, mas seus descendentes são estéreis.

Mas agora, um biólogo da Universidade de Michigan e seu colaborador estão questionando a suposição de longa data de que as barreiras de reprodução genéticas, também conhecidas como isolamento reprodutivo, são uma força motriz por trás da especiação. O estudo deles está agendado para publicação online no Proceedings of National Academy of Sciences, no dia 2 de setembro.

“A maioria das pesquisas sobre a formação de espécies assumiu que estes tipos de barreiras reprodutivas são as principais causas da especiação. Mas nossos resultados não fornecem nenhum suporte para isso, e nosso estudo é na verdade o primeiro teste direto de como essas barreiras afetam a taxa na qual as espécies se formam, disse Daniel Rabosky, professor assistente do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da U-M e curador de Herpetologia no Museu de Zoologia.

Rabosky e Daniel Matute da Universidade de Chicago argumentaram que se as barreiras genéticas à reprodução são as principais causas de novas espécies, em seguida grupos de organismos que rapidamente acumulam esses genes também devem mostrar altas taxas de formação de espécies.

Eles testaram essa ideia comparando as taxas de especiação com indicadores genéticos de isolamento reprodutivo em pássaros e moscas de fruta. Eles escolheram as aves e as moscas de fruta porque existem extensos conjuntos de dados dos experimentos nas interespécies de raças para ambos os grupos. Os pesquisadores usaram as estimativas baseadas em árvores evolutivas das taxas de especiação de nove grupos principais de mosca de fruta e dois terços de espécies de aves conhecidas.

Rabosky e Matute criaram modelos de computador para realizar a comparação, e os resultados os surpreenderam.

“Não encontramos evidências que estas coisas estão relacionadas. A taxa na qual as barreiras reprodutivas genéticas surgem não preveem a taxa na qual novas espécies se formam na natureza,” disse Rabosky. “Se esses resultados forem verdadeiros mais frequentemente — o que nós ainda não podemos afirmar, mas suspeitar — isso implicaria que a nossa compreensão sobre a formação de espécies é extremamente incompleta porque nós estamos passando muito tempo estudando as coisas erradas, devido a essa suposição errônea que a principal causa da formação da espécie é a formação de barreiras à reprodução.

“Para ser claro, as barreiras reprodutivas ainda são importantes em algum nível. Todos os tipos de plantas e animais vivem juntos no mesmo lugar, o que não poderia acontecer sem as barreiras reprodutivas. Mas nossos resultados questionam se as barreiras genéticas reprodutivas desempenharam um papel importante em como essas espécies se formaram, em primeiro lugar.”

Enquanto a especiação é muitas vezes definida como a evolução do isolamento reprodutivo, as novas descobertas sugerem que uma definição mais ampla pode ser necessária, Rabosky e Matute concluem.

Ao longo da última década, a busca das bases genéticas da especiação tem levado a relatórios sobre a descoberta de vários genes de especiação, definidos como genes que contribuem para o isolamento reprodutivo entre as espécies. Os estudos incluem um relatório no jornal Nature, de 2008, que relatou o primeiro gene de especiação em um mamífero.

Mas se os resultados de Rabosky e Matute provarem ser aplicável mais amplamente para outros organismos, os genes de especiação provavelmente tem um papel mínimo na formação das espécies, eles disseram.

“Todo o negócio de encontrar “genes de especiação” é potencialmente irrelevante para entender a origem das espécies,” disse Rabosky. “Mas nosso estudo certamente não vai ser a palavra final sobre isso. Se alguma coisa, nossos resultados indicam que muito outros dados serão necessários antes que possamos conclusivamente ligar os mecanismos que geralmente estudamos no laboratório aos padrões de formação de espécies que vemos no mundo natural.”

Os pesquisadores especularam que parte do que está faltando nos estudos de especiação é, paradoxalmente, a extinção. Alguns pesquisadores sugeriram que a especiação pode ser limitada principalmente pelos fatores associados com a persistência de novas espécies. Estes modelos propõem que é relativamente fácil para uma espécie se dividir em novas espécies, mas a grande maioria das novas espécies não persiste em escalas de tempo geológicas.

A pesquisa divulgada na PNAS foi apoiada pelo Instituto Miller para a Pesquisa Básica em Ciência da Universidade de Califórnia – Berkeley, pela Fundação Nacional de Ciência e pelo Programa de Bolsistas de Chicago, da Universidade de Chicago.