Por milhões de anos, a vaca-marinha-de-steller, um mamífero marinho de quatro toneladas e parente do peixe-boi, formou florestas de algas ao longo da costa do Pacífico na América do Norte comendo grandes quantidades de folhas de algas das copas superiores, permitindo assim que a luz estimulasse a produtividade no sub-bosque.

Em um artigo publicado hoje na Frontiers in Ecology and Evolution , pesquisadores da Academia de Ciências da Califórnia - como parte da iniciativa Próspera Califórnia da Academia - revelam como as florestas de algas históricas podem ter parecido na presença do megaherbívoro marinho, que foi extinto em os anos 1700 apenas 27 anos após seu primeiro encontro com os europeus devido à caça excessiva e sugerem como os esforços de conservação da floresta de algas podem levar em consideração sua ausência.

"As florestas de algas são ecossistemas altamente produtivos . Elas agem como amortecedores de tempestades, são economicamente importantes para a pesca e abrigam inúmeros organismos marinhos, mas estão em declínio acentuado em todo o Pacífico", diz o autor do estudo e curador da Academia de Geologia e Zoologia de Invertebrados Peter Roopnarine, Ph.D.

"Quando as florestas de algas estavam evoluindo milhões de anos atrás, havia grandes herbívoros marinhos como a vaca marinha de Steller, que agora estão extintos. Portanto, quando se trata do que está causando seu declínio generalizado, pode haver um componente importante que estamos perdendo."

Essa tendência de avaliar o estado dos ecossistemas modernos com base em seu passado recente é conhecida como síndrome da linha de base variável e pode obscurecer como um ecossistema pode ter existido por períodos de tempo muito mais longos.

“Já vemos as consequências desse pensamento com coisas como o gerenciamento de incêndios florestais”, diz Roopnarine. "No curto prazo, os incêndios florestais têm sido vistos como algo a ser suprimido por causa dos danos que trazem aos ecossistemas florestais. Mas recentemente aprendemos que, a longo prazo, os incêndios florestais são uma parte natural desses sistemas que podem levar a uma vida mais saudável , florestas mais resilientes."

No artigo, os pesquisadores propõem - e defendem - uma nova maneira de avaliar a saúde geral dos ecossistemas para evitar as armadilhas da síndrome da linha de base variável, chamada abordagem Passado-Presente-Futuro (PPF).

Ao contrário de avaliar um ecossistema com base em seu estado atual, os pesquisadores dizem que a abordagem do PPF, que combina linhas históricas de evidências de espécimes de museus e registros fósseis com conhecimento ecológico tradicional indígena e dados científicos modernos, pode levar a modelos matemáticos mais precisos. representam sistemas naturais. É importante ressaltar que esses modelos podem ser operacionalizados para uma conservação mais eficaz.

"Hoje, estamos cercados por ecossistemas severamente degradados, lugares que eram muito mais saudáveis ??apenas um século atrás, quanto mais um milênio ou mais", diz o autor do estudo e diretor executivo da Academia, Scott Sampson, Ph.D.

"Um número crescente desses ecossistemas está agora em perigo de colapso, mesmo que os protejamos. Portanto, se quisermos ajudar a guiar um determinado lugar em direção a um futuro próspero, devemos entender não apenas seu estado atual de saúde, mas também os estados passados. e, em seguida, aplicar essas percepções em intervenções regenerativas calculadas. Essa abordagem do passado-presente-futuro para a conservação tem o potencial de ser revolucionária."

Para obter uma imagem melhor das florestas de algas do passado - e, portanto, uma linha de base melhor para comparar com o estado em que estão hoje e prever como elas podem mudar no futuro - os pesquisadores construíram um modelo matemático usando dados históricos e modernos para simular como o ecossistema pode responder em diferentes cenários.

Primeiro, os pesquisadores inserem os efeitos que diferentes atores do ecossistema têm nas florestas de algas, como a predação de algas por ouriços-do-mar ou a predação de ouriços-do-mar por lontras marinhas. O modelo foi então comparado com dados pré-existentes sobre florestas de algas para garantir que reproduzisse como os ecossistemas funcionam na vida real.

Depois que os pesquisadores refinaram o modelo, eles puderam explorar como a vaca marinha de Steller afeta as florestas de algas, adicionando-as ao modelo e vendo como o ecossistema respondeu ao longo do tempo.

"Uma das descobertas mais importantes e surpreendentes foi que a inclusão da vaca-marinha de Steller resultou em um tipo totalmente diferente de floresta de algas", diz a autora do estudo e pesquisadora de pós-doutorado na Academia e na Universidade de Nevada Las Vegas Roxanne Banker, Ph.D. “Em vez de dominado por algas, que é o que pensamos nas florestas modernas, a presença da vaca marinha e a predação do dossel superior resultariam em mais equilíbrio entre algas e algas, pois mais luz solar atingiria o fundo do mar”.

Banker acrescenta que essa descoberta é de particular importância quando se reflete sobre o estado atual das florestas de algas, que estão fortemente degradadas devido, em parte, à superpredação de ouriços-do-mar . "As algas forneceriam uma fonte adicional de alimento para os ouriços, reduzindo potencialmente seu impacto sobre as algas", diz ela.

O estudo também mostrou que, quando a vaca marinha estava presente, as florestas de algas como um todo eram frequentemente mais resistentes: mesmo sob condições adversas, como o aquecimento do oceano ou surtos de doenças, as florestas de algas podem ter sido menos propensas a fazer a transição para os ouriços estéreis. estado dominado que é frequentemente visto hoje, e quando o fizeram, eles se recuperaram mais rapidamente para um estado de floresta. Esse efeito, que os pesquisadores apelidaram de "efeito vaca marinha", fornece informações acionáveis ??para os atuais esforços de conservação de algas.

“Se nosso modelo fosse validado por meio de experimentação em parcelas de teste, poderia nos permitir construir mais resiliência em florestas de algas ao modelar a eficácia de diferentes intervenções”, diz Roopnarine. “Colhendo seletivamente as folhas superiores do dossel de algas, por exemplo, para recriar o papel que foi perdido com a vaca marinha de Steller”.