Algumas espécies ou indivíduos dentro de uma espécie são mais bem adaptados a certos ambientes do que outros, então eles têm uma chance maior de sobrevivência. Essa variabilidade dentro das espécies é a “biodiversidade oculta” na Terra, mas pode ter um custo fisiológico (por exemplo, as plantas podem investir em mais sementes menores ou em menos sementes maiores). Existem muitas características usadas para comparar como indivíduos dentro de uma espécie de planta crescem de forma diferente em ecossistemas contrastantes (por exemplo, a área foliar pode ser maior sob sombra em comparação com condições de sol) que podem revelar adaptações locais.
Annals of Botany lançou recentemente um Edição Especial sobre Variação Intraespecífica em Traços Funcionais de Plantas para sintetizar como a variabilidade dentro da espécie pode contribuir para uma melhor compreensão das plantas em várias escalas, desde a expressão gênica e variação dentro da planta até interações entre espécies e dinâmica populacional, comunitária e ecossistêmica. Os editores convidados da edição especial, Drs. Andrea Westerband (Universidade Macquarie), Kasey Barton (Universidade do Havaí em Mānoa) e Jennifer Funk (Universidade da Califórnia, Davis) escreveram uma revisão abrangente sobre a variabilidade intraespecífica, destacou avanços recentes e listou 28 recomendações sobre como estudos futuros devem ser realizados.
Em uma entrevista online com BotanyOne, Westerband compartilhou a motivação por trás da escrita Esta revisão.
“Nos últimos cinco ou dez anos, houve um aumento real no interesse entre comunidades e estudos ecológicos baseados em características, destacando a extensão e as fontes de variação intraespecífica (ITV) em características funcionais de plantas”, escreve Westerband.
“Também houve uma série de revisões pedindo que esses estudos abandonassem o uso de meios de espécies e, em vez disso, considerassem mais explicitamente o papel do ITV para a montagem da comunidade e interações de espécies. A motivação para esta revisão, e a edição especial em geral, foi essencialmente destacar as várias maneiras pelas quais a ITV influencia os processos de ordem superior, como a dinâmica da comunidade, mas também a invasão e a dinâmica do ecossistema.”
“No meu próprio trabalho, por exemplo, considero como ITV impulsionado pelo clima pode influenciar o sucesso da invasão nas ilhas havaianas. Nesse sistema, a heterogeneidade ambiental é alta em uma área de terra muito pequena, e é importante entender como essa heterogeneidade impulsiona as interações entre as espécies. “
Todos os colegas de Westerband estudam características funcionais de plantas em suas pesquisas (por exemplo, características de mudas ligadas a estratégias ecológicas, teor de nitrogênio foliar ligado à decomposição da serapilheira, plasticidade característica em resposta à salinidade, características das árvores em resposta à seca).
“O outro ímpeto fundamental para esta revisão foi chamar mais atenção para traços funcionais particularmente sub-representados nesta vertente da literatura e fazer algumas novas sugestões para estudos futuros. Enquanto os biólogos evolutivos e populacionais geralmente consideram a variação nas características reprodutivas e nas características da planta inteira, os ecologistas baseados em características e na comunidade se concentram fortemente nas características das folhas. E mesmo entre as características foliares, a área foliar específica (SLA) é de longe a característica mais popular que foi examinada. Como resultado dessas tendências, é bastante difícil quantificar a verdadeira extensão do ITV nas plantas. Em suma, há realmente uma necessidade premente de ampliar o escopo de nosso foco nesta vertente da literatura e sentimos que esta era uma boa oportunidade para fazê-lo.”

Westerband e seus colegas revisaram os mecanismos subjacentes da variabilidade dentro das espécies, a extensão da variabilidade de características nos ecossistemas, os efeitos nos processos de ordem superior e as direções futuras neste campo. Ao escrever esta revisão, os autores se depararam com alguns estudos recentes e tópicos emergentes que foram realmente surpreendentes.
“O papel da epigenética na condução da variação de características intraespecíficas é uma área crescente de pesquisa que é muito nova, e destacamos o estudo de Puy e colegas (2020) como um exemplo,: Westerband escreve.
“Os autores descobriram que Arabidopsis thaliana as populações exibiram variação considerável no SLA, mas também no crescimento das plantas em resposta ao encharcamento e tratamentos de fertilização quando aplicaram tratamentos experimentais de desmetilação. O que é particularmente interessante para mim é a ideia de que a plasticidade fenotípica (e, portanto, ITV) pode ser mantida ao longo de gerações, conhecida como efeitos transgeracionais. É provável que esse processo seja muito mais comum em plantas do que pensamos e merece uma investigação mais aprofundada”.
“O outro estudo que me chamou a atenção foi o de Yang et ai. (2020), que descreveu como os modelos que prevêem o desempenho da planta (neste caso, o crescimento) a partir de características eram muito mais fracos quando avaliados no nível da espécie do que quando avaliados no nível individual. Eles também determinaram que a seleção de características focais influenciou fortemente as conclusões do estudo. Juntos, acho que este é um estudo importante porque mostra como nossa interpretação dos efeitos do ITV depende em grande parte da estrutura de dados, mas também da seleção de características”.
As características funcionais das plantas foram e são continuamente usadas em estudos ecológicos, portanto, escrever uma revisão abrangente é um projeto ambicioso.
“Um dos principais desafios ao escrever este artigo foi reconhecer o corpo substancial de trabalho que descreve a variação intraespecífica em fenótipos de plantas, mas não considera as características funcionais das plantas”, explica Westerband.
“Em outras palavras, nesta revisão, focamos em estudos de ecologia de comunidades e literaturas de ecologia baseada em características, onde o interesse em ITV tem aumentado nos últimos anos. Mas estamos bem cientes de que os biólogos evolutivos e os biólogos/demógrafos populacionais consideram explicitamente a variação intraespecífica e, portanto, apresentamos o artigo explorando primeiro a rica história do exame da variação intraespecífica em plantas. Na mesma linha, projetar uma figura conceitual que reunisse esses campos de estudo também foi desafiador, e passamos por várias iterações da figura para garantir que ela fosse suficientemente sintética e ampla em escopo.”

Westerband e colegas fizeram Recomendações 28 para projetos experimentais, coleta de dados e análise para estudos futuros para quantificar a variabilidade dentro da espécie. Os bancos de dados de características estão crescendo (por exemplo, EXPERIMENTE, GROOT), mas para comparar a variabilidade relatada de uma espécie em todo o mundo, é crucial estabelecer protocolos de pesquisa uniformes.
“Enfatizamos, como outros antes de nós, que existem vários cenários em que a análise de espécies significa, em vez de replicações individuais ou populações, pode produzir conclusões enganosas ou errôneas. Portanto, deve-se ter cuidado ao usar médias de espécies, pois elas omitem qualquer variação intraespecífica potencialmente significativa. Embora esteja claro que as questões de pesquisa devem ditar o tipo de conjunto de dados usado na análise, mais e mais pesquisadores estão acessando conjuntos de dados publicados por meio de repositórios online, e muitos desses conjuntos de dados relatam as médias das espécies. Assim, corremos o risco muito real de sermos incapazes de tirar conclusões significativas no nível dos indivíduos, que é o nível de organização no qual ocorrem as interações entre as espécies. Esse problema pode ser facilmente corrigido relatando médias populacionais ou replicações individuais em vez de médias de espécies e quantificando as fontes de variação em um conjunto de dados.
“Também sugerimos que mais estudos considerem o uso de projetos de estudo aninhados e que mais atenção seja dada a características sub-representadas, por exemplo, anatomia, defesa, hidráulica e características que se integram em múltiplas funções. Resumimos uma série de sugestões importantes em tabela 1. "
Esta revisão é uma síntese fantástica das forças motrizes da variabilidade dentro das espécies à sua importância para o funcionamento de ecossistemas inteiros e fornece um grande recurso para qualquer ecologista de plantas. Olhe para o Annals of BotanyEdição especial de que mostra os mais recentes esforços de pesquisa envolvendo a variabilidade intraespecífica da planta.
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