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terça-feira, 10 de julho de 2012

EFEITOS DE BORDA NA FRAGMENTAÇÃO DE ECOSSISTEMAS - Lyndon Johnson Batista de Souza*


A explosiva expansão populacional e econômica da humanidade nos últimos séculos transformou o que antes eram grandes áreas contínuas de florestas em paisagens em mosaico, formadas por manchas remanescentes das florestas originais, cercadas por áreas alteradas pelo homem de várias formas: plantações, pastagens, assentamentos urbanos. Este processo, ao qual chamamos de fragmentação florestal, acelerou-se imensamente no século XX. O resultado é que hoje, na maioria das regiões do mundo, pobres e ricas, temperadas e tropicais, as florestas originais estão reduzidas a uma grande coleção de “ilhas” de mata, cada vez menores e mais isoladas, cercadas por áreas abertas. Ainda mais preocupante, a fragmentação florestal tem se acelerado muito nas últimas décadas nas grandes áreas de florestas tropicais ainda remanescentes no mundo, na Amazônia, no oeste da África e no sudeste da Ásia.1 
         A primeira percepção que teríamos é que um fragmento é simplesmente uma amostra da floresta original, ou seja, que a mata pequena seria essencialmente idêntica à grande floresta, apenas menor. Infelizmente, porém, essa é uma expectativa ingênua. O Projeto Dinâmica Biológica de Fragmentos Florestais (PDBFF), um grandioso programa de pesquisa que vem sendo realizado ao norte de Manaus, vem estudando, há várias décadas, o que acontece com fragmentos de floresta Amazônica de 1, 10, 100 e 1000 hectares, após terem sido isolados. Vários dos resultados obtidos têm sido inesperados e perturbadores. A floresta morre de fora para dentro, vitimada por um conjunto de processos conhecidos como “efeitos de borda”. A partir do momento em que uma pequena mata passa a estar cercada por áreas abertas, uma série de alterações microclimáticas começam a ocorrer em cadeia, na periferia do fragmento. Primeiro, mais luz solar chega ao solo do que no interior da floresta fechada. Isso não só já faz com que a mata seja mais clara, mas, também, resulta em um aumento da temperatura do solo, o qual por sua vez aquece o ar. Com o ar mais quente, a umidade se perde por evaporação, tornando-o mais seco. Com o aumento da insolação e o ressecamento, proliferam plantas heliófilas arbustivas. Uma outra alteração, com efeitos inesperadamente drásticos, é o aumento de exposição ao vento. As árvores no interior da floresta estão protegidas contra a força dos ventos por suas vizinhas: quase não venta no interior da mata. Já as árvores da borda estão completamente expostas. Em árvores da floresta amazônica, muito altas, mas com raízes muito superficiais, os efeitos são particularmente desastrosos. A cada ventania as árvores externas tombam em grande quantidade, por sua vez expondo suas vizinhas internas para serem as próximas; a borda vai entrando cada vez mais para dentro da floresta, que vai aos poucos morrendo e se encolhendo. Com a mudança completa da estrutura dos fragmentos, os animais começam a ser também afetados; a composição da comunidade animal também muda drasticamente.2 Espécies exóticas podem invadir o interior da mata acarretando na diminuição da biodiversidade local. Populações pequenas e isoladas tendem a praticar endogamia aumentando a homozigose e a incidência de genes deletérios.3 
          Todo este amplo e variado conjunto de mudanças, que é coletivamente conhecido como efeitos de borda, vão entrando até distâncias de dezenas ou centenas de metros para dentro do fragmento. Quando estes são pequenos, de 1 a 10 hectares, os efeitos de borda afetam toda a superfície do fragmento, realizando uma triste façanha: ir de mata a capoeira, sem precisar cortar. Mesmo em fragmentos muitos maiores, da ordem de centenas de hectares, a degradação causada pelo efeito de borda é bastante perceptível, e tende a penetrar cada vez mais na mata. Os fragmentos, mesmo os bastante grandes, são muito diferentes da mata original, na estrutura da sua vegetação, assim como na composição de sua fauna e flora, pelo simples fato de serem fragmentos.2
A maioria dos fragmentos de mata restantes no Brasil são em média de 10 hectares, e portanto não devem servir de muita coisa para uma população de uma espécie de grande porte que esteja isolada nele. Embora existam áreas bem maiores, como por exemplo, o Parque Nacional da Tijuca no Rio de Janeiro, com um pouco mais de 3.000 hectares (30 Km2), e o do Iguaçu, no Paraná, com aproximadamente 185.000 hectares (1.850 Km2), uma pergunta não quer calar: será que com áreas assim não seríamos capazes de preservar qualquer espécie de animal? A triste resposta é que não.

Professor Lyndon Johnson em meio a uma clareira na Floresta da Tijuca - RJ
Para entender porque, é só compreendermos o que tem acontecido com a onça pintada (Panthera onca) no Brasil. Onças são animais grandes, que se alimentam de presas grandes que por sua vez já não são tão comuns assim. Em vista disso, cada onça (ou casal de onças) necessita de uma área muito extensa para sobreviver, área essa que não é sobreposta com a de outras onças (ou casais), uma vez que são territoriais. Traduzindo em números, no Iguaçu tínhamos, até recentemente, cerca de 150 onças numa área de 1.850 Km2, o que dá uma densidade populacional de aproximadamente uma onça por doze quilômetros quadrados (1.200 hectares). Na Floresta da Tijuca, então, não poderiam caber os territórios nem mesmo de três onças, e na grande maioria dos fragmentos florestais hoje remanescentes no Brasil não caberia o de uma sequer. Não é de se estranhar, então, que não haja mais onças na Floresta da Tijuca, e que a espécie esteja numa situação tão crítica em nosso país. A mensagem de tudo isso é bastante simples: há duas maneiras de se matar uma onça. A primeira, rápida e direta, pode ser a tiros ou com iscas envenenadas. A segunda, mais sutil, é destruindo seu habitat de maneira a preservar apenas um remanescente de floresta menor que a área que uma população de onças precisa para sobreviver. As duas maneiras são igualmente eficientes; a segunda é apenas um pouco mais lenta.2 
          Os fragmentos são afetados por problemas direta e indiretamente relacionados à fragmentação, tal como o efeito da distância entre os fragmentos, ou o grau de isolamento; o tamanho e a forma do fragmento; o tipo de matriz circundante e o efeito de borda. O tamanho e a forma do fragmento diferem do habitat original em dois pontos principais:
1) os fragmentos apresentam uma alta relação borda/área;
2) o centro de cada fragmento é próximo a uma borda;4

Esquema de desenho de reservas, mostrando que áreas maiores são melhores que menores (A) e que áreas menos recortadas são melhores que aquelas mais recortadas (B), o que aumenta a razão perímetro/área e com isso o efeito de borda.

















A forma de um fragmento afeta diretamente a relação entre o perímetro e a área desse fragmento. Quanto menor for esta relação, menor também será a borda e quanto maior a relação, maior será a borda. Isso significa que quanto maior a proporção de borda de um fragmento, menor será a área central, que é a área efetivamente preservada e a mais similar à vegetação original da região. Fragmentos de habitats mais próximos ao formato circular têm a razão borda/área minimizada e, portanto, o centro da área está mais distante das bordas e, consequentemente, mais protegido dos fatores externos. Áreas mais recortadas (invaginadas) têm maior proporção de bordas que as menos recortadas.5  
                 É bom lembrarmos que tanto a especiação quanto à extinção podem ser consequências da fragmentação dos habitats. Tudo depende do tempo em que, por exemplo, uma floresta fica isolada, do tamanho que adquire e do grupo taxonômico considerado. O problema é que a fragmentação antrópica tem gerado áreas muito pequenas e, portanto, pouco viáveis no médio e longo prazo. As consequências imediatas são as perdas de variabilidade de formas e genéticas, inviabilizando os processos evolutivos da especiação.
Os fenômenos e processos biológicos são alterados quando ocorre fragmentação. Perde-se diversidade e isto implica na perda de grupos funcionais em muitos lugares. Os sistemas ecológicos são simplificados e, no longo prazo, há um certo temor que essa perda se acentue. Vários serviços ambientais são prestados pelos ecossistemas à sociedade humana. A alteração dos ecossistemas leva à perda de muitos destes serviços com consequências deletérias tanto no médio quanto no longo prazo. Algumas são já claramente visíveis em nosso país, como a diminuição dos estoques pesqueiros das águas interiores e alterações nos regimes hídricos. Como o Brasil tem uma grande diversidade de paisagens e, portanto, de sistemas ecológicos, comunidades e espécies, os processos são também diversos e, somente nos últimos anos, com o desenvolvimento de vários estudos sobre o assunto, passou-se a ter um melhor entendimento destes processos.6
Quantos agentes públicos responsáveis pelo processo de decisão política estão informados a respeito da fragmentação de ecossistemas e seus impactos negativos? Como nós pesquisadores, educadores e gestores de áreas naturais, estamos (ou não) transmitindo informações científicas para que esses agentes possam balizar suas decisões políticas? Quais são os instrumentos disponíveis para tornar esse processo de comunicação mais eficiente? A tentativa de responder a estas perguntas foi o que me motivou a editar este texto que têm como destinatários os agentes públicos tomadores de decisão. 

REFERÊNCIAS


1 LAURANCE, W. F.; BIERREGAARD JUNIOR, R. O. Tropical forest remnants – ecology, management, and conservation of fragmented communities. Chicago: The University of Chicago Press, 1997.
2 FERNANDEZ, F. A. S. O poema imperfeito: crônicas de Biologia, conservação da natureza, e seus heróis. 2. ed. Curitiba: Universidade Federal do Paraná, 2004.
3 QUAMMEN, D. The song of the dodo – island. Biogeography in an age of extinction. New York: Simon & Schuster, 1996.
4 BIERREGAARD-JR, R.O., LOVEJOY, T.E., KAPOS, V., SANTOS, A.A., HUTCHINGS, R.W. The Biological Dynamics of Tropical Rainforest Fragments. BioScience. 42:859-866. California: The University of California Press, 1992.
5 RAMBALDI, D.M.; OLIVEIRA, D.A.S. Fragmentação de Ecossistemas: Causas, efeitos sobre a biodiversidade e recomendações de políticas públicas. Brasília: MMA/SBF, 2003.
6 TABARELLI, M.; MANTOVANI, W. Efeitos da fragmentação na floresta Atlântica da Bacia de São Paulo. Hoehnea. 25:169-186. São Paulo, 1998.



*Biólogo, especialista em Genética & Evolução pela UFPI.


domingo, 10 de junho de 2012

O PROBLEMÁTICO DESCOMPASSO ENTRE O ANO SOLAR E O ANO LUNAR - Lyndon Johnson Batista de Souza*



Meses do ano no calendário hebraico – mais interno (lunar) e no calendário gregoriano – mais externo (solar). Ambos têm 12 meses, porém, enquanto o ano solar possui 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 46 segundos, o ano lunar possui 354 dias, 8 horas, 48 minutos e 36 segundos. Portanto o ano solar é mais comprido que o ano lunar em 10 dias, 21 horas e 10 segundos.
O tempo de duração dos dias, meses e anos é determinado por eventos astronômicos relacionados aos movimentos executados pela Terra e a Lua. As rotações da Terra geram os dias, as revoluções da Lua ao redor da Terra (lunações) determinam os meses e as revoluções da Terra ao redor do Sol determinam os anos.  Sendo que 1 ano dura exatamente 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 46 segundos isto é, 365 dias mais um quarto de dia, daí a necessidade de um ano bissexto (366 dias) de quatro em quatro anos (365, 365, 365, 366) esse dia a mais é 29 de fevereiro. De forma similar, a lua leva 29 dias e meio para dar a volta em torno da Terra (29,53059 dias, mais precisamente).
Como a Lua leva 29 dias e meio para dar a volta em torno da Terra (lunação), não existe um ciclo de lunações que seja equivalente a um ano solar -  a melhor aproximação possível é de doze lunações = 354 dias inteiros, faltando 11 dias para perfazer o ano solar. Essa discrepância não faria diferença se algumas sociedades complexas não precisassem conciliar o ano lunar ao ano solar, afinal ambos os ciclos são eminente e diversamente úteis. Muitas sociedades ao longo da História humana, notadamente a China, o Judaísmo e o Islamismo, usaram o calendário lunar – ao mesmo tempo em que foram forçadas a reconciliá-lo ao ano solar. Como fazê-lo? Em primeiro lugar, os meses lunares não podem ter dias fracionários, de modo que se pode resolver o problema dos 29 dias e meio atribuindo 29 dias a alguns meses e trinta dias a outros – perfazendo um ano lunar de 354 dias. Mas o que fazer com o déficit de onze dias?
         Quando se opera nessa escala grosseira de meses de 29 ou 30 dias, a correção mais simples é utilizar o método metônico (em homenagem a Méton, astrônomo ateniense do século V a.C.) que consiste em adicionar uma lunação extra (“um mês bissexto”) gerando um ano com 13 meses ou 384 dias. O ciclo metônico dura 19 anos e exige inserção de um mês bissexto em 7 desses 19 anos. O ciclo metônico pode parecer grosseiro ou arbitrário, mas ele funciona, e não há saída mais simples. Assim, quase todos os calendários lunares seguem esse sistema de inserção de meses bissextos em 7 de cada 19 anos. O calendário judaico moderno, por exemplo, intercala um décimo terceiro mês de trinta dias no 3º, 6º, 8º, 11º, 14º, 17º e 18º anos de cada ciclo metônico. É justamente por esse motivo que o Ramadã sempre retrocede no calendário gregoriano e pode assim ocorrer em qualquer parte do ano solar, pois o calendário islâmico é lunar e não utiliza a correção metônica, e qualquer data islâmica fixa irá sempre retroceder no calendário gregoriano. 
Ao longo da História cristã, a necessidade de conciliar ciclos lunares e solares teve por foco o mais complexo e vexatório dos problemas cronométricos: o cálculo da Páscoa. Livros inteiros foram escritos a respeito, e grandes estudiosos devotaram a vida à formulação de regras e procedimentos para calcular o dia certo. A Páscoa é mais problemática do que qualquer outro dia ou festividade porque sua definição inclui elementos lunares e solares, de modo que sua data não poderá ser determinada enquanto não soubermos conciliar os grandes ciclos cósmicos, todos eles lamentavelmente fracionários. A Páscoa cai no domingo seguinte à primeira lua cheia (componente lunar) depois do equinócio de primavera (contribuição solar).1

Na figura acima temos as diferentes posições da Terra nos equinócios (palavra que significa “noites iguais”) e nos solstícios (palavra que significa “Sol parado”) em sua órbita ao redor do Sol. As datas indicadas marcam o início das estações do ano.
           1º) Equinócio de março (dia e noite apresentam 12 horas, ou seja, têm a mesma quantidade de tempo). Os raios solares atingem perpendicularmente a Terra no equador. Nesse momento, os hemisférios Norte e Sul ficam igualmente iluminados, mas os polos praticamente não recebem luz. É o início da primavera no hemisfério Norte e do outono no hemisfério Sul.
2º) Os raios solares vão aos poucos atingindo a Terra perpendicularmente em pontos cada vez mais próximos do Trópico de Câncer.
3º) Solstício de junho (dias mais longos e noites mais curtas no hemisfério Norte e dias mais curtos e noites mais longas no hemisfério Sul). Os raios atingem perpendicularmente a Terra no Trópico de Câncer; nesse dia, o Círculo Polar Ártico fica iluminado todo o tempo, falando-se em Sol da meia-noite, marcando o início do verão no hemisfério Norte e do inverno no hemisfério Sul.
4º) Os raios vão aos poucos atingindo a Terra perpendicularmente em pontos cada vez mais próximos do equador.
5º) Equinócio de setembro (dia e noite apresentam 12 horas, ou seja, têm a mesma quantidade de tempo). Os raios solares voltam a atingir perpendicularmente a Terra no equador. Nesse momento, os hemisférios Norte e Sul ficam igualmente iluminados, mas os polos praticamente não recebem luz. É o início da primavera no hemisfério Sul e do outono no hemisfério Norte.
6º) Os raios solares vão aos poucos atingindo a Terra perpendicularmente em pontos cada vez mais próximos do Trópico de Capricórnio.
7º) Solstício de dezembro (dias mais longos e noites mais curtas no hemisfério Sul e dias mais curtos e noites mais longas no hemisfério Norte). Os raios atingem perpendicularmente a Terra no Trópico de Capricórnio; nesse dia, o Círculo Polar Antártico fica iluminado todo o tempo, falando-se em Sol da meia-noite, marcando o início do verão no hemisfério Sul e do inverno no hemisfério Norte.
8º) Nesse período, os raios solares vão aos poucos atingindo a Terra perpendicularmente em latitudes cada vez mais próximas do equador.2
       Há muito tempo que a humanidade tem o conhecimento com exatidão das datas dos solstícios e equinócios, pois tais eventos anunciam as mudanças de estação e consequentemente sua influência na agricultura. O dia é o elemento fundamental em um calendário. A alternância entre Sol e Lua ditou essa primeira divisão natural do tempo. No passado, a ideia de ano era associada à agricultura e foi estabelecido em função dela, sendo no começo lunar, depois solar. Os calendários que se baseiam no ano trópico são denominados solares; os que se baseiam no mês sinódico ou lunação são chamados lunares ou lunissolares.3
Uma forma bem simples que nos permite definir os instantes de início de cada uma das estações do ano é acompanhar a evolução de uma sombra produzida por uma vareta fincada na vertical de uma superfície plana e nivelada. Esse instrumento, a vareta, formalmente é chamada de gnômon e permite marcar a altura do Sol em função de sua sombra. Costuma-se designá-lo também como relógio solar por permitir marcar a hora verdadeira do Sol.4

A determinação das estações do ano, através da sombra projetada a determinadas horas constituiu o primeiro passo para a criação dos calendários astronômicos. Na foto, nômades coletores Kenyab de Bornéu.
         Temos a falsa impressão, reforçada por testemunhos sabidamente exagerados, de que o universo funciona com a regularidade de um relógio ideal e, portanto, de que Deus deve ser um matemático perfeito.5 Penso que se realmente o fosse, a cronometria jamais teria chegado a ser um tema científico. Todos os ciclos relevantes para a contagem do tempo seriam múltiplos exatos e simples entre si – e qualquer um saberia como contá-los. Poderíamos ter um ano (Terra ao redor do Sol) de exatamente dez meses (Lua em torno da Terra) e precisamente cem dias (Terra em torno do próprio eixo), medidos com rigor até a enésima casa decimal. Mas Deus não foi tão regular assim e nós, pobres sujeitos feitos à sua imagem, estamos condenados a nos enredar em questões cronométricas até o dia de são Nunca. Longe de mim negar que haja alguns recantos de regularidade matemática verdadeiramente espantosa, que embelezam o cosmos em várias escalas – os compartimentos de uma colmeia e as formações rochosas na “Calçada dos Gigantes” na Irlanda do Norte, formam hexágonos muito bonitos e bem regulares. Ao que tudo indica, a natureza é capaz de produzir um belo hexágono, mas não pôde (ou não quis) produzir um ano com um número exato de dias e lunações.
“Que confusão brother” - como diz meu amigo, professor Ítalo Trigueiro! Tanto nossas exigências práticas (temporadas de caça, plantio, marés, pesca, navegação e datas comemorativas como a Páscoa e o carnaval) quanto nossa necessidade mental intrínseca de usar a regularidade numérica a fim de ordenar um mundo confuso, levam-nos a manter registros dos três grandes ciclos naturais – os dias, os meses e os anos. Se algum desses ciclos naturais fosse múltiplo inteiro de qualquer outro, teríamos um belo calendário, simples e recorrente, que tornaria a vida mais fácil e confortável. A natureza, entretanto, não tem nada a nos oferecer além de números fracionários com inumeráveis e infinitas casas decimais. Com efeito, Deus não joga dados com o universo; também não é malicioso, ainda que sutil como poucos!6 Eu diria mesmo que é matreiro como ninguém – ou será que só podemos ver a nós mesmos num espelho voltado para o cosmos?

REFERÊNCIAS


1 GOULD, S. J. O milênio em questão. São Paulo: Companhia das Letras, 1999.
2 LOPES, S.G.B.C & ROSSO S. Bio 1. 2. ed. São Paulo: Saraiva, 2010.
3 ENCICLOPÉDIA BARSA. Vol. 2. São Paulo: Encyclopaedia Britannica do Brasil Publicações. 1993.
4 SANTOS, A.C.A. Influência da Astronomia na Agricultura. São Paulo: Universidade Estadual Paulista, 2003.
5 JEANS, J.H. Physics and Philosophy. Dorking: Dover, 1981.
6 THEODORE, J.H. Deus Joga Dados? Um esboço da história do universo. São Paulo: Hagnos, 2004.


*Biólogo, especialista em Genética & Evolução pela UFPI.