Tópico: Temperatura ambiente pode favorecer Evolução

[APODman]

A idéia principal é que as altas temperaturas dos trópicos aceleram o metabolismo dos seres que ali habitam aumentando tb a taxa de mutações que eventualmente levam a especiação.

Isto, segundo o autor da pesquisa, explicaria pq existe maior biodiversidade nos trópicos.

Taking evolution’s temperature: Researchers pinpoint the energy it takes to make a species


GAINESVILLE, Fla. — Comfortable living is not why so many different life forms seem to converge at the warmer areas of the planet.

Writing this week in the Proceedings of the National Academy of Sciences, scientists say higher temperatures near the equator speed up the metabolisms of the inhabitants, fueling genetic changes that actually lead to the creation of new species.

The finding — by researchers from the University of Florida, the National Center for Ecological Analysis and Synthesis, Harvard University and the University of New Mexico at Albuquerque — helps explain why more living species seem to exist near the equator, a scientific observation made even before naturalist Charles Darwin set sail to South America on the H.M.S. Beagle nearly two centuries ago.

It may also have a bearing on concepts such as global warming and efforts to preserve diversity of life on Earth.

“We’ve shown that there is indeed a higher rate of evolutionary change in the form and structure of plankton in the tropics and that it increases exponentially because of temperature,” said James Gillooly, an assistant professor of zoology with the UF Genetics Institute. “It tells us something about the fundamental mechanisms that shape biodiversity on the planet.”

Speciation — when animals or plants actually evolve into a new species — occurs when life forms with a common ancestor undergo substantial genetic change.

Using a mathematical model based on the body size and temperature-dependence of individual metabolism, the researchers made specific predictions on rates of speciation at the global scale. Then, using fossils and genetic data, they looked at rates of DNA evolution and speciation during a 30-million-year period in foraminifera plankton, a single-celled animal that floats in the ocean. Researchers compared arrivals of new species of this type of plankton with differences in ocean temperatures at different latitudes ranging from the tropics to the arctic. The results agreed closely with predictions of their model.

“It takes more energy than all the fossil fuel people burn on the planet in a year to form one new species of plankton,” said Andrew Allen, the study’s lead researcher at the National Center for Ecological Analysis and Synthesis at the University of California, Santa Barbara. “In terms of conservation, this really highlights that biodiversity does have a price, and the price is very high.”

To put a number on it, it takes about 10 to the 23rd power — that is a 1 followed by 23 zeros — of energy units called joules to generate a new species of foraminifera plankton.

“From a scientific perspective, we can now quantify biodiversity in terms of energy,” Allen said. “This will help efforts to identify and model areas for protection and conservation.”

By observing changes in a unicellular animal whose body temperature varies according to its surroundings, as opposed to a mammal, which regulates a constant body temperature, scientists could more precisely measure rates of speciation caused by the environment. In the end, it is individual metabolic rate — how fast an organism burns food relative to its body weight — that primarily determines evolutionary rate. And higher environmental temperatures help increase metabolism.

“Diversity is the hallmark of the living. Understanding the principles underlying the generation and maintenance of diversity will allow us to understand life, and also how to preserve it,” said Pablo Marquet, an associate professor and member of the Center for Advanced Studies in Ecology and Biodiversity at the Pontifical Catholic University of Chile, who was not involved in the research. “Changes in our environment, such as global warming, will not only affect the way the ecosystem functions, but also how life will evolve and hence how diversity is distributed across the planet.”

One of the novel insights in the paper is the finding that the energy required to produce a new species is a fixed quantity.

“These authors are changing evolutionary biology, ecology and biogeography, putting them into a firm and quantitative foundation based on the first principles underlying individual metabolism,” Marquet said.


Credits:
John Pastor, jpastor@vpha.health.ufl.edu, (352) 273-5815

fonte: http://news.ufl.edu/2006/05/31/biodiversity-2/

[ ]´s

[Buckaroo Banzai]

acho que a relação da biodiversidade tropical com calor tem mais a ver com maior energia solar que isso representa, mais luz para crescimento de plantas, uma base maior para a pirâmide alimentar, isso já permite maior variação. Especialização é menos necessária em ambientes de abundância (isso já foi constatado), então há menos seleção natural negativa, eliminando variações por perderem alguma especialização.

Se o calor influencia a taxa de mutação, isso acrescenta em algo, mas não é simplesmente isso. Assim parece um neo-mutacionismo. Mais importante que haver mais mutantes, é haver suporte ecológico para esses mutantes.

[HSette]

Maior incidência do vento solar (partículas energéticas) que consegue ultrapassar a magnetosfera e mesmo a camada atmosférica, agindo sobre o DNA, também não seria um mecanismo?
A incidência se dá num ângulo mais favorável à penetração até a superfície.

[Buckaroo Banzai]

ah, outra coisa, taxas mais altas de mutação não representariam primariamente maiores taxas de evolução, mas taxas mais elevadas de câncer. Porque todo organismo com especialização em células germinais e somáticas tem maior probabilidade de ter mutações nas somáticas, que podem levar a câncer. Mutações em células germinais, gametas ou ovos fertilizados, são uma fração consideravelmente pequena das células das espécies, ao menos em seres "superiores", isso de qualquer forma não vale para bactérias e organismos que se reproduzem por bipartição e coisas do tipo.

Maior incidência do vento solar (partículas energéticas) que consegue ultrapassar a magnetosfera e mesmo a camada atmosférica, agindo sobre o DNA, também não seria um mecanismo?
A incidência se dá num ângulo mais favorável à penetração até a superfície.

se eu não estiver falando alguma besteira, isso preveria que a cada inversão de polaridade da magnetosfera, em que há uma anulação temporária, essa anulação seria acompanhada por extinções em massa de organismos com essa especialização em células germinais e somáticas sendo bem relevante; até onde sei, isso não ocorre. Acho que o mais relevante para mutações são raios UV, que ainda são suficientemente filtrados pela atmosfera, em vez de vento solar.

[Hold the Door]

A relação entre temperatura e freqüência das mutações não é uma idéia nova. Erwin Schrödinger já falava sobre isto em seu livro "O que é vida?", baseado em palestras que ele deu em 1943.

[LIAN]

acho que a relação da biodiversidade tropical com calor tem mais a ver com maior energia solar que isso representa, mais luz para crescimento de plantas, uma base maior para a pirâmide alimentar, isso já permite maior variação. Especialização é menos necessária em ambientes de abundância (isso já foi constatado), então há menos seleção natural negativa, eliminando variações por perderem alguma especialização.

Se o calor influencia a taxa de mutação, isso acrescenta em algo, mas não é simplesmente isso. Assim parece um neo-mutacionismo. Mais importante que haver mais mutantes, é haver suporte ecológico para esses mutantes.

Também acho! Acho que está havendo uma confusão entre causa e efeito! Essa relação parece existir em temperaturas muito elevadas, onde vivem bactérias termófilas, mas em temperatura ambiente, nunca li sobre!

[Washington]

Ou entrar em estinsão!

Estava pensando, em algumas espécies de répteis em que seus ovos depende da temperatura para chocar. Dependendo a temperatura que determina a quantidade de indivíduos macho ou femea, o aumento determinaria a quantidade de um indivíduo, que eu acho que é macho, ficando praticamente só este indivíduos, afetando a procriação. As femeas ficariam com dificuldades em achar lugares onde a temperatuda seja adequada a aparecimento de femeas e a espécie poderia sumir.

[LIAN]

Mas esse é sistema de determinação de sexo, diferente de taxa de mutação!

[Suyndara]

Nos trópicos temos climas quentes e úmidos, que são importantes para a vida, e eles têm estado assim por muito tempo. Isso maximiza a biodiversidade agora, no passado e no futuro, isto é, há tempo para as espécies se “especiarem”, originando novas espécies. Olha a importância do Darwin... Nossos modelos mostram que, quando nos aproximamos do Equador (onde há mais energia, por causa do sol), dos locais com maior disponibilidade de água, há mais espécies, e é por isso que as áreas de conservação são determinadas perto do equador...

Não vi novidades no artigo, a Macroelogia trabalha com isso há anos!

Até pq é complicado mensurar qual dos fatores ambientais nos trópicos que leva a essa maior biodiversidade, sempre formam correlações espúrias 

[Suyndara]

Mas esse é sistema de determinação de sexo, diferente de taxa de mutação!

Pois é...