A Terra abriga milhões de espanãcies conhecidas de plantas e animais, mas de forma alguma eles estãodistribua­dos uniformemente. Por exemplo, as florestas tropicais cobrem menos de 2% dasuperfÍcie total da Terra, mas abrigam 50% das espanãcies da Terra. Os oceanos representam 71% dasuperfÍcie total da Terra, mas contem apenas 15% das espanãcies da Terra. O que impulsiona essa distribuição desigual de espanãcies na Terra éuma questãoimportante para os cientistas.

Em um artigo publicado em 16 de fevereiro no Journal of Biogeography, uma equipe internacional de pesquisadores liderada por Jacob S. Suissa, Ph.D. Candidato do Departamento de Biologia Organa­smica e Evolutiva, Universidade de Harvard, e co-autores Michael A. Sundue, Universidade de Vermont, Burlington, e Weston L. Testo, Universidade de Gotemburgo, Suanãcia, reuniram a primeira avaliação global da diversidade de samambaias. O estudo integrou dados digitalizados de herba¡rio, dados genanãticos e dados clima¡ticos para determinar onde ocorre a maioria das espanãcies de samambaias e por quaª.

Os pesquisadores confiaram em coleções de história natural recentemente digitalizadas para mapear a diversidade da vida na Terra e construir um banco de dados de mais de um milha£o de espanãcimes de samambaias com coordenadas de longitude e latitude ocorrendo em todo o mundo. Apa³s uma limpeza extensiva do banco de dados para remover registros com coordenadas ruins, restaram cerca de 800.000 registros de ocorraªncia. Eles então dividiram a Terra em um grau de latitude pelas células da grade de longitude e determinaram o número de espanãcies que ocorrem em cada canãlula. Os pesquisadores descobriram que a maioria das espanãcies de samambaias ocorrem em oito pontos principalmente montanhosos: Grandes Antilhas, Mesoamanãrica, Andes tropicais, Guianas, Sudeste do Brasil, Madagascar, Mala¡sia e Leste Asia¡tico.

“As coleções de história natural são os dados prima¡rios para todos os estudos de biodiversidade e são a espinha dorsal deste estudo”, disse Sundue. "Os cientistas tem feito coleções e feito curadoria delas por centenas de anos. Mas apenas recentemente, a digitalização desses registros nos permitiu controlar seu poder coletivo."

Testo concordou: "Houve um grande esfora§o na última década para digitalizar a impressionante coleção de espanãcimes contribua­dos por milhares de colecionadores e especialistas na área e depositados em museus ou coleções de história natural. Para este estudo, usamos mais de 800.000 registros de ocorraªncia digitalizados para quase 8.000 espanãcies de samambaias. "

A pesquisa foi conduzida em várias fases e cada fase construa­da sobre a anterior. "A primeira coisa que quera­amos saber éonde estãoos centros da biodiversidade das samambaias e, em segundo lugar, por quaª?" Suissa disse. "Quera­amos entender os padraµes biogeogra¡ficos da diversidade de samambaias. A compreensão desses padraµes em uma linhagem de plantas importante, como as samambaias, nos permite dar um passo no sentido de compreender por que háuma distribuição desigual das espanãcies ao redor do mundo."

Uma descoberta importante éque 58 por cento das espanãcies de samambaias ocorrem em oito hotspots de biodiversidade principalmente montanhosos que abrangem apenas 7 por cento da área terrestre da Terra. Eles também descobriram que dentro desses hotspots, os padraµes de diversidade elevada foram amplificados em altitudes superiores a 1000 metros acima doníveldo mar.

“Em uma escala global, encontramos um pico na riqueza de espanãcies por área em torno de 2.000 a 3.000 metros de altitude, aproximadamente no meio de algumas dessas montanhas tropicais”, explicou Suissa. "E achamos que isso se deve principalmente a um ecossistema aºnico que ocorre nesta faixa de elevação, que nos tra³picos éa floresta de nuvens."

Enquanto as samambaias crescem em uma variedade de ecossistemas, incluindo sub-bosques aºmidos de floresta sombreada e afloramentos rochosos do deserto, muitas espanãcies são realmente epa­fitas, o que significa que crescem nos galhos das a¡rvores. Suissa e seus colegas acreditam que essas epa­fitas explicam o pico de elevação manãdio a superior na riqueza de espanãcies de samambaias nos tra³picos.

Depois que os pesquisadores determinaram os padraµes biogeogra¡ficos da diversidade de samambaias , eles investigaram por que esses padraµes específicos existem. Examinando dados ecola³gicos, incluindo dados de clima e solo, eles mostraram que dentro de cada hotspot havia uma forte correlação entre o aumento do espaço clima¡tico e o aumento da riqueza e diversificação de espanãcies ; sugerindo que as samambaias que ocorrem em montanhas tropicais estãoformando novas espanãcies mais rapidamente do que em outros lugares.

“As pessoas tendem a pensar em lugares como a floresta amaza´nica como hotspots de biodiversidade”, disse Suissa. "Mas, para as samambaias, são as montanhas tropicais e subtropicais que abrigam um número desproporcional de espanãcies que se diversificam rapidamente em relação a  área de terra que ocupam. As samambaias podem estar se especiando nesses sistemas montanhosos tropicais por causa da variação nos habitats que ocorrem em gradientes de elevação. Por exemplo, na base de uma montanha tropical faz calor o ano todo e no cume éperenemente frio. Essencialmente, essas dina¢micas criam muitos ecossistemas diferentes em um pequeno espaço geogra¡fico. "

Ao contra¡rio das montanhas nas regiaµes temperadas, os tra³picos apresentam sazonalidade de temperatura muito baixa. Isso significa que cada ecossistema atravanãs de um transecto de elevação em uma montanha tropical permanece aproximadamente a mesma temperatura durante todo o ano. Efetivamente, émais difa­cil para as espanãcies vegetais e animais se moverem entre as zonas de elevação se estiverem adaptadas a um ponto na montanha. Os pesquisadores pensam que essa dina¢mica entre a diferença de climas em diferentes elevações e a estabilidade climática dentro de cada local de elevação permite que as plantas e os animais se diversifiquem mais rapidamente nas montanhas tropicais.

No futuro, os pesquisadores esperam realizar mais estudos populacionais de pequena escala em jovens montanhas tropicais para testar fisicamente essas hipa³teses e, com sorte, também adicionar mais espanãcimes e continuar a expandir a digitalização das coleções do museu para estudo.