Caracóis em uma pequena ilhota rochosa evoluíram diante dos olhos dos cientistas. Os caracóis marinhos foram reintroduzidos depois que uma proliferação de algas tóxicas os varreu do recife. Enquanto os pesquisadores intencionalmente trouxeram uma população distinta da mesma espécie de caracol, estes evoluíram para se assemelhar notavelmente à população perdida mais de 30 anos antes.

O estudo, liderado por pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA) e da Universidade Nord Norueguesa, foi publicado na Science Advances .

Estamos em 1988. O arquipélago de Koster, um grupo de ilhas na costa oeste da Suécia, perto da fronteira com a Noruega, é atingido por uma proliferação particularmente densa de algas tóxicas, dizimando populações de caracóis marinhos. Mas por que alguém se importaria com o destino de um bando de caracóis em uma rocha de três metros quadrados em mar aberto? Acontece que esse evento abriria a oportunidade de prever e ver a evolução se desenrolando diante de nossos olhos.

Antes, as ilhas e seus pequenos recifes intermareais — ilhotas rochosas — eram o lar de populações densas e diversas de caracóis marinhos da espécie Littorina saxatilis. Enquanto as populações de caracóis das ilhas maiores — algumas das quais foram reduzidas a menos de 1% — foram restauradas em dois a quatro anos, vários recifes não pareciam conseguir se recuperar desse duro golpe.

A ecologista marinha Kerstin Johannesson, da Universidade de Gotemburgo, Suécia, viu uma oportunidade única. Em 1992, ela reintroduziu caracóis L. saxatilis em seu habitat perdido de skerry — iniciando um experimento que teria implicações de longo alcance mais de 30 anos depois.

Isso permitiu uma colaboração internacional liderada por pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA), da Universidade Nord, da Noruega, da Universidade de Gotemburgo, da Suécia, e da Universidade de Sheffield, do Reino Unido, para prever e testemunhar a evolução em andamento.

L. saxatilis é uma espécie comum de caracol marinho encontrada em todas as costas do Atlântico Norte, onde diferentes populações desenvolveram características adaptadas a seus ambientes. Essas características incluem tamanho, formato da concha, cor da concha e comportamento.

As diferenças entre essas características são particularmente marcantes entre os chamados ecotipos Crab e Wave. Esses caracóis evoluíram repetidamente em diferentes locais, seja em ambientes expostos à predação de caranguejos ou em rochas expostas a ondas, longe dos caranguejos.

Os caracóis-onda são tipicamente pequenos e têm uma concha fina com cores e padrões específicos, uma abertura grande e arredondada e comportamento ousado. Os caracóis-caranguejo, por outro lado, são surpreendentemente maiores, têm conchas mais grossas sem padrões e uma abertura menor e mais alongada. Os caracóis-caranguejo também se comportam de forma mais cautelosa em seu ambiente dominado por predadores.

O arquipélago sueco de Koster é o lar desses dois tipos diferentes de caracóis L. saxatilis, muitas vezes vizinhos um do outro na mesma ilha ou separados apenas por algumas centenas de metros através do mar. Antes da proliferação de algas tóxicas de 1988, os caracóis Wave habitavam os recifes, enquanto as costas próximas eram o lar dos caracóis Crab e Wave. Essa proximidade espacial próxima seria crucial.

Vendo que a população de caracóis Wave dos recifes foi completamente exterminada devido às algas tóxicas, Johannesson decidiu em 1992 reintroduzir caracóis em um desses recifes, mas do ecotipo Crab. Com uma a duas gerações a cada ano, ela esperava, com razão, que os caracóis Crab se adaptassem ao seu novo ambiente diante dos olhos dos cientistas.

"Nossos colegas viram evidências da adaptação dos caracóis já na primeira década do experimento", diz Diego Garcia Castillo, estudante de pós-graduação do Barton Group no ISTA e um dos autores que lideraram o estudo.

No entanto, os caracóis não evoluíram essas características inteiramente do zero. A coautora correspondente Anja Marie Westram, ex-pós-doutoranda no ISTA e atualmente pesquisadora na Nord University, explica: "Parte da diversidade genética já estava disponível na população inicial de caranguejos, mas em baixa prevalência. Isso ocorre porque a espécie havia experimentado condições semelhantes no passado recente. O acesso dos caracóis a um grande pool genético impulsionou essa rápida evolução."

A equipe examinou três aspectos ao longo dos anos do experimento: o fenótipo dos caracóis, variabilidades genéticas individuais e mudanças genéticas maiores que afetam regiões inteiras dos cromossomos, chamadas de "inversões cromossômicas".

Nas primeiras gerações, os pesquisadores testemunharam um fenômeno interessante chamado "plasticidade fenotípica". Logo após o transplante, os caracóis modificaram sua forma para se ajustar ao novo ambiente. Mas a população também começou a mudar geneticamente rapidamente. Os pesquisadores puderam prever a extensão e a direção das mudanças genéticas, especialmente para as inversões cromossômicas.

Eles mostraram que a transformação rápida e dramática dos caracóis foi possivelmente devido a dois processos complementares. Uma rápida seleção de características já presentes em baixa frequência na população de caracóis Crab transplantados e fluxo gênico de caracóis Wave vizinhos que poderiam ter simplesmente feito rafting por mais de 160 metros para alcançar o skerry.

Em teoria, os cientistas sabem que uma espécie com variação genética alta o suficiente pode se adaptar mais rapidamente à mudança. No entanto, poucos estudos visaram experimentar a evolução ao longo do tempo na natureza.

"Este trabalho nos permite observar mais de perto a evolução repetida e prever como uma população pode desenvolver características que evoluíram separadamente no passado em condições semelhantes", diz Garcia Castillo.

A equipe agora quer aprender como as espécies podem se adaptar aos desafios ambientais modernos, como poluição e mudanças climáticas.

"Nem todas as espécies têm acesso a grandes pools genéticos e desenvolver novas características do zero é tediosamente lento. A adaptação é muito complexa e nosso planeta também está enfrentando mudanças complexas com episódios de extremos climáticos, mudanças climáticas em rápido avanço, poluição e novos parasitas", diz Westram. Ela espera que este trabalho impulsione mais pesquisas sobre a manutenção de espécies com grandes e diversas composições genéticas.

"Talvez esta pesquisa ajude a convencer as pessoas a proteger uma variedade de habitats naturais para que as espécies não percam sua variação genética", conclui Westram.

Agora, os caracóis que Johannesson trouxe para o recife em 1992 atingiram uma população próspera de cerca de 1.000 indivíduos.