Os humanos estão moldando o futuro evolutivo da vida na Terra. Não estamos apenas causando extinções em massa como também forçando animais, plantas e fungos a se adaptarem ao nosso mundo fabricado: pássaros que vivem em cidade, por exemplo, agora estão cantando notas mais altas, já que o tom parece ajudar o transporte do canto entre o tráfego de veículos. Mas, embora o conhecimento cultural e a engenharia tenham aprimorado a capacidade humana de catalisar mudanças ambientais, a tendência é comum a todas as espécies. Espalhe algumas bactérias em uma placa de Petri e elas produzirão subprodutos ricos em nutrientes que novas cepas de bactérias podem explorar, causando rapidamente a evolução de uma grande variedade de populações microbianas. Os castores forjam lagos que são usados como criadouros por patos; aranhas fazem retiros que são explorados como locais de hibernação por insetos terrestres; as plantas modificam os solos por meio de substâncias secretadas por suas raízes. A maneira como esses organismos mudam seu ambiente, por sua vez, muda as pressões evolutivas que eles e outros enfrentam enquanto lutam para sobreviver e se reproduzir. Em outras palavras, suas ações influenciam o que é selecionado. Este processo é conhecido como “construção de nicho” e todas as espécies o fazem, mesmo que seus efeitos sejam às vezes mais modestos e localizados do que os nossos.

No entanto, a teoria da construção de nicho é controversa entre os biólogos evolucionistas, em parte porque tradicionalmente se acredita que a seleção natural funciona “cegamente”: acredita-se que ela esculpe organismos ao longo de milênios para se adaptar a seus nichos ecológicos sem que haja um conflito entre a pressão seletiva e os objetivos ou propósitos dos organismos. Os humanos passam pela mesmo processo, mas em vez de evoluir para se ajustar a um nicho pré-existente, é amplamente aceito que somos agentes ativos que moldam os ambientes aos quais nos adaptamos. Nossos cérebros evoluíram para processar informações codificadas linguisticamente porque construímos um rico reino cultural e depois nos adaptamos a ele. Nós domesticamos plantas e animais e, ao incorporá-los em nossas dietas, acionamos a seleção de genes que metabolizam esses alimentos. Inventamos a agricultura, que impulsionou o crescimento populacional, selecionando inadvertidamente pela resistência genética a doenças comuns, como febre tifóide ou cólera. Nossos pais não apenas transmitem seus genes para nós; também herdamos o mundo mudado que eles deixam em seu rastro. Essa herança ecológica significa que os humanos não evoluem em resposta a uma paisagem adaptativa estática, mas, em vez disso, moldam essa paisagem para aliviar ou intensificar as pressões seletivas específicas que ela coloca sobre nós. “[O] organismo influencia sua própria evolução, por ser tanto o objeto da seleção natural quanto o criador das condições dessa seleção”, como os biólogos evolucionistas Richard Levins e Richard Lewontin afirmaram.

A controvérsia vem do fato de que os especialistas discordam sobre até que ponto outras criaturas também podem direcionar a evolução terraformando suas paisagens adaptativas. A metáfora da paisagem pode ser útil para a compreensão dos processos evolutivos. Você pode pensar em uma paisagem adaptativa como um gráfico que revela a relação entre a aptidão (fitness) de um organismo — sua capacidade de sobreviver e se reproduzir — e uma ou mais características desse organismo. Por exemplo, em uma população de pássaros, um eixo pode representar o tamanho do corpo e outro o comprimento da cauda (ou, em vez de características, podemos representar graficamente a frequência dos genes associados). A paisagem é representada por uma superfície 3D, com os pássaros bem adaptados com boas combinações de tamanho e comprimento de cauda vivendo nos picos, enquanto os pássaros mal adaptados sobrevivem nos vales. A região com o pico mais alto representa a criatura com o tamanho de corpo e cauda ideais, mais capaz de sobreviver. Uma população de pássaros terá uma gama de características, com cada combinação um ponto diferente na paisagem — e através da seleção natural, a população irá convergir gradualmente para as características mais adequadas ao próprio hábitat, representadas na paisagem adaptativa conforme a população escalando um pico de fitness local. Mas há mais de uma maneira de chegar ao topo de um pico adaptável: você pode mudar suas características para ajudá-lo a chegar ao cume ou pode mover a montanha para que ela chegue até você.

Uma paisagem adaptativa que é estática, não influenciada por organismos. No painel, o tempo diminui. Figura adaptada de Tanaka et. al. (2020), Philosophy of Science, 87: 478–98.

Construtores de nicho pequenos e poderosos podem ser encontrados logo abaixo de nossos pés. A humilde minhoca é uma ‘engenheira de ecossistema’ — uma espécie que altera o ambiente físico e químico, muitas vezes de maneiras que afetam o funcionamento ecossistêmico. Estranhamente, apesar de seu sucesso ecológico, as minhocas são, na verdade, anatomicamente inadequadas para a vida terrestre. Eles retêm a fisiologia básica dos vermes de água doce dos quais evoluíram, apesar de viverem na terra por dezenas — talvez centenas — de milhões de anos. Ao contrário da maioria dos animais terrestres, mas em linha com as criaturas de água doce, as minhocas produzem grandes quantidades de urina diluída, o que as deixa altamente vulneráveis a secar: se você desenterrar uma minhoca em seu jardim em um dia ensolarado, muitas vezes ela parece murchar instantaneamente. Então, como um animal poderia sobreviver por tanto tempo em terra com uma adaptação estrutural tão pobre?

A resposta é a construção de nicho. Em vez de adaptar sua fisiologia a um ambiente terrestre, as minhocas fabricam um mundo aquático em terra. Seu sucesso deriva diretamente de sua jardinagem paisagística. Minhocas cavam túneis de maneiras que reduzem o que é conhecido como “potencial matricial” do solo — a capacidade do solo de reter água. Isso torna mais fácil para as minhocas atraírem água para seus corpos, repondo as perdas de água causadas por suas excreções. As minhocas constroem efetivamente suas próprias piscinas para se manterem úmidas.

Dessa forma, as minhocas implantam uma variedade de técnicas para inclinar a paisagem adaptativa a seu favor, com efeitos assustadoramente evocativos das consequências de uma invasão humana. As minhocas europeias são agora reconhecidas como a principal força motriz por trás das mudanças nas comunidades de plantas florestais da América do Norte — e, ao contrário da imagem popular de que são sempre boas para o solo, as minhocas estão tendo um impacto devastador nas florestas de madeira dura. A fauna original de minhocas da América do Norte se tornou virtualmente extinta durante a glaciação do Pleistoceno, com muitos ecossistemas livres de minhocas até que os colonizadores europeus os introduziram nos séculos 16 e 17. Subsequentemente, as minhocas europeias se espalharam dramaticamente e sua invasão de florestas decíduas é acompanhada por mudanças marcantes nas propriedades do solo que deixam as espécies vegetais e animais nativas cambaleando.

Os vermes arrastam matéria orgânica para o solo, como alimento ou como material para forrar suas tocas, levando à rápida perda da camada de serapilheira e resultando em superfícies de solo mais quentes e secas. Suas atividades alteram as taxas nas quais elementos químicos como carbono e nitrogênio circulam pelo ecossistema, por exemplo, acelerando a decomposição de materiais vegetais, enquanto sua escavação e escavação aumenta a aeração e drenagem do solo. Essas mudanças ocorrem normalmente dentro de 10 anos após a invasão, introduzindo um estado alternativo que persiste por muitas décadas. Florestas que historicamente carecem de minhocas contêm grandes quantidades de carbono aprisionado no lixo da superfície. Como o uso humano de combustíveis fósseis, quando as minhocas eliminam essas camadas, elas liberam grandes quantidades de carbono armazenado na atmosfera como dióxido de carbono, contribuindo para o aquecimento global.

Essas mudanças na qualidade do hábitat têm um impacto profundo em outras espécies. Estudos recentes descobriram que a diversidade de plantas diminuiu com o aumento da riqueza de grupos ecológicos de minhocas introduzidas, com as plantas nativas mais afetadas, enquanto os invertebrados do solo diminuíram com o aumento da biomassa de minhocas. Plantas e animais nativos sofrem porque estão adaptados a um ambiente sem minhocas. Ao mesmo tempo, algumas espécies se beneficiam: assim como os distúrbios humanos, a engenharia das minhocas promove a invasão e a proliferação de bactérias de crescimento rápido, gramíneas, juncos e alguns animais grandes como veados. As tocas de minhocas são usadas como refúgios por invertebrados e até mesmo por alguns vertebrados, como salamandras, enquanto seus montes de esterco (‘monturos’) são pontos críticos de atividade microbiana. Os vermes costumam conviver com arbustos invasores também, como espinheiro e madressilva. Isso ocorre em parte porque as minhocas distorcem o banco de sementes — o armazenamento natural de sementes no solo — comendo sementes, escolhendo-as seletivamente de acordo com características como tamanho. As sementes que sobrevivem para serem comidas se juntam em moldes de minhoca (cocô de minhoca), se beneficiando dos nutrientes e da proteção física desse fertilizante natural. Invariavelmente, são as plantas não nativas que colhem a vantagem.

Não é surpresa, então, que as invasões de minhocas acionem cascatas ecológicas que reverberam pelos ecossistemas florestais. Alguns pesquisadores estão até preocupados que as minhocas possam desencadear um “colapso da invasão”, onde espécies exóticas facilitam a invasão umas das outras de forma acelerada. O que talvez seja menos intuitivo é que as próprias minhocas se beneficiam de sua engenharia e das invasões que ela desencadeia, permitindo que construam novos picos de aptidão na paisagem adaptativa. Enquanto as minhocas promovem o crescimento de arbustos invasores, esses arbustos facilitam reciprocamente o crescimento das populações de minhocas. Os ciclos de retroalimentação que se autoperpetuam surgem porque os arbustos produzem uma serapilheira de melhor qualidade (ou seja, com uma proporção menor de carbono para nitrogênio), favorecidos pelas minhocas europeias. As minhocas efetivamente se engajam na agricultura — preparando o solo, distorcendo o banco de sementes e germinando suas safras preferidas em seus montes. Eles cultivam relações mutuamente favoráveis semelhantes com veados, porcos e microrganismos, que também se beneficiam e promovem a atividade das minhocas. Curiosamente, a diversidade de espécies de minhocas se correlaciona com a biomassa de minhocas, sugerindo que a engenharia de minhocas beneficia outras espécies de minhocas também.

As minhocas também constroem casas para empilhar as probabilidades evolutivas a seu favor. Existem mais de 6.000 espécies de minhocas, que diferem consideravelmente em sua ecologia e comportamento. No entanto, a maioria não são apenas nômades errantes, percorrendo o solo em busca de alimento e deixando para trás terras deslocadas. Em vez disso, as minhocas podem construir tocas semipermanentes, que geralmente duram muito mais do que uma vida inteira. O próprio Charles Darwin observou que as tocas de minhocas não são escavações simples, mas sim túneis verticais robustos, às vezes com mais de um metro de profundidade, que ele descreveu como “forrados com cimento”. O “cimento” de minhoca surge da compactação de secreções e peças fundidas produzidas pelo verme residente e cria um revestimento distinto de toca de até um centímetro de espessura, conhecido como “drilosfera”. Cada cova de minhoca — os aposentos — se abre na superfície do solo com um monturo, uma espécie de monte de composto que serve tanto de cozinha quanto de banheiro, formando um monte de resíduos coletados como alimento junto com o molde de minhoca. As minhocas são até mesmo conhecidas por escavar viveiros de tocas laterais nos quais os casulos são colocados. Na segurança de suas casas, muitas minhocas vasculham no escuro na superfície em busca de comida e parceiros sexuais, muitas vezes deixando as pontas de suas caudas seguramente presas à toca.

Cavar é uma atividade energeticamente cara — muito mais fácil de adotar e renovar a casa de um antigo titular do que construir a sua própria do zero. Não se pensa que as minhocas cavem tocas mais largas do que a largura de seu corpo, mas pequenos vermes são comumente encontrados em tocas grandes, sugerindo que os juvenis herdaram uma toca dos pais ou que os indivíduos dispersos prontamente se estabelecerão em tocas vazias. Observações de campo de longo prazo revelam que as mesmas tocas são continuamente usadas por vermes por períodos muito mais longos do que o próprio tempo de vida do animal. Não é surpreendente, então, que as minhocas pareçam preferir solos anteriormente habitados por vermes em vez de solos virgens.

Solos melhorados, com casas prontas e um suprimento melhorado de alimentos, não são tudo o que as minhocas legam às gerações sucessivas. Cada casulo de minhoca herda uma comunidade de microrganismos estocada no microbioma intestinal de seus pais. O ambiente da minhoca não é apenas o solo e as criaturas ao seu redor, mas as bactérias, fungos e eucariotos unicelulares que habitam seu sistema digestivo e a drilosfera circundante. Mais uma vez, o arranjo é mutuamente benéfico: a minhoca constitui um ambiente rico e móvel para microrganismos do solo, dando-lhes a oportunidade de fermentar em uma câmara privada de oxigênio e se propagar através do solo, enquanto a presença desses simbiontes aumenta a aptidão das minhocas.


Assim como os humanos, as minhocas construíram seu próprio nicho. Seus ambientes não são fixados como ricos ou pobres, mas permanecem dinâmicos e mutáveis de acordo com a atividade de seus habitantes. Os vermes não estão apenas alterando os solos — eles estão cultivando safras, liberando gases do efeito estufa, construindo casas e se agregando em cidades que se espalham pelo campo, assim como nós.

Nem as minhocas são as únicas espécies que melhoram seu meio ambiente por meio da construção de nichos: algas marinhas secretam substâncias químicas pegajosas que prendem a areia e estabilizam o meio ambiente; biomas chaparral e pinheiros promovem incêndios florestais, que queimam a concorrência, por meio da dispersão de agulhas, cones e óleos inflamáveis; e espécies de formigas eliminam árvores inadequadas para suas colônias, pulverizando-as com herbicidas ácidos ou cultivando plantações de fungos.

A maneira como os animais melhoram os ambientes em relação às suas necessidades exige novas maneiras de pensar sobre a paisagem adaptativa da evolução? Do ponto de vista da construção de nicho mais radical, a resposta é “sim”: os organismos não apenas se adaptam, eles codirigem a evolução. O impacto dos castores, por exemplo, é muito mais extenso do que os lagos que eles criam. Eles são bombeiros e gestores de irrigação, que alteram drasticamente os ecossistemas rio acima, tornando-os resistentes às perturbações climáticas, como incêndios e secas. Dessa forma, os castores mudam seu ambiente local e, assim, modificam como a seleção age sobre eles e sobre os outros. Eles fazem parte de redes de feedback e causalidade, nas quais organismos previamente selecionados conduzem mudanças ambientais, e ambientes modificados por organismos subsequentemente selecionam mudanças em outros organismos.

A construção de nicho se sobrepõe a vários outros conceitos em ecologia e evolução, notavelmente “engenharia de ecossistema” e “dinâmica eco-evolutiva”. O que é distinto sobre a teoria da construção de nicho, no entanto, é a afirmação de que a modificação ambiental por organismos (construção de nicho) e seu legado ao longo do tempo (herança ecológica) são processos evolutivos — eles causam mudanças evolutivas.

O que conta como um processo evolutivo não está estabelecido, embora a maioria dos livros didáticos tenha se concentrado em fenômenos que mudam diretamente as frequências dos genes — como seleção natural, mutação ou deriva genética aleatória (mudanças na composição genética de uma população que ocorrem por acaso). Voltando à metáfora da paisagem adaptativa, essas são as forças que empurram as populações de organismos para cima e ao redor das colinas e vales da paisagem. A teoria da construção de nicho, em contraste, defende uma concepção mais ampla de causalidade evolutiva.

Os “tradicionalistas” diriam que, embora a construção de nicho “possa influenciar ou mesmo causar o processo evolutivo da seleção natural”, não é “em si um processo evolutivo, não mais do que um ambiente em mudança”, nas palavras do biólogo evolucionista Douglas Futuyma. O que essa perspectiva omite, e o que diferencia a construção de nicho da mudança ambiental de maneira mais geral, é que a construção de nicho modifica a seleção natural de maneira ordenada, dirigida e sustentada. Não apenas muda, mas direciona a evolução adaptativa, impondo um viés estatístico na direção e força da seleção. Organismos projetam a paisagem adaptativa. Por exemplo, uma análise das invasões de minhocas em comunidades de plantas nativas em 15 florestas no nordeste dos Estados Unidos revelou padrões surpreendentemente consistentes. As mesmas respostas associadas às minhocas foram detectadas em todos os locais, apesar das diferenças nas espécies e abundância de minhocas, na composição e identidade das plantas nativas e na região geográfica.

“A construção de nicho modifica a seleção natural de maneira ordenada, dirigida e sustentada.”

Em vez de uma paisagem adaptável com colinas e vales sólidos, talvez seria melhor pensar na evolução em termos de organismos andando em um trampolim, como Lewontin sugeriu. No entanto, o exemplo da minhoca mostra que, à medida que se movem através do tempo evolutivo, os organismos não apenas suprimem sua aptidão, mas também podem melhorar seu ambiente e, portanto, sua aptidão em relação a ele. Essa engenharia é suficientemente poderosa para ajudar a determinar os resultados evolutivos. Por exemplo, as minhocas não atingiram o pico de aptidão da fisiologia de um animal terrestre típico. Em vez disso, elas fizeram outra jornada evolutiva para um pico de aptidão improvável, representando uma fisiologia aquática em terra.

Uma paisagem adaptativa deprimida por organismos. No painel, o tempo diminui. Figura adaptada de Tanaka et. al. (2020), Philosophy of Science, 87: 478–98.

Recentemente, Mark Tanaka, Peter Godfrey-Smith e Benjamin Kerr — uma equipe de biólogos teóricos e um filósofo — desenvolveram uma nova estrutura matemática para modelar a seleção natural e a construção de nicho. Eles foram capazes de caracterizar a evolução adaptativa em duas paisagens interligadas, ao invés de uma única superfície: a evolução do organismo ocorre por hill-climbing em uma paisagem adaptativa e, simultaneamente, a evolução do ambiente ocorre via hill-climbing em uma paisagem construtiva. É a relação entre os dois que determina o quão bem sucedido é um determinado organismo. Assim como não podemos compreender adequadamente a evolução de caracteres sexuais secundários, como cauda de pavão, sem rastrear a coevolução das preferências de acasalamento das pavoas, da mesma forma a evolução de características cuja aptidão depende de características do ambiente modificadas por organismos não pode ser descrita sem incorporar a construção de nicho. Tanaka e colegas usaram sua estrutura de evolução por construção de nicho para analisar a dinâmica de três casos de evolução microbiana, nos quais os micróbios se envolvem em diferentes formas de construção de nicho.


A forma como a seleção natural leva as populações a paisagens adaptativas é descrita pelo que é comumente conhecido como teorema fundamental de Fisher: a taxa de aumento na aptidão de uma população evoluindo por meio da seleção natural é igual à variação genética na aptidão (ou seja, a quantidade de variação genética que contribui para diferenças na sobrevivência e reprodução). O estatístico e geneticista Ronald Fisher assumiu que, uma vez que as populações não podem continuar a ficar mais saudáveis indefinidamente, o processo deve ser equilibrado por uma deterioração correspondente do meio ambiente. O modelo de paisagens acopladas de Tanaka e colegas mostra matematicamente que, sob a construção de nicho, essa conservação de aptidão não é necessariamente válida. Os organismos podem alterar seu ambiente de forma a melhorar sua aptidão absoluta (como construir montículos em colinas), bem como danificar simultaneamente seu meio ambiente e diminuir sua aptidão (como cavar fossos).

O modelo é relevante para compreender a evolução das minhocas e outras espécies que remodelam o meio ambiente, incluindo os humanos. O sucesso dramático das minhocas europeias nas florestas da América do Norte provavelmente não é principalmente uma manifestação da seleção natural adaptando as minhocas aos ambientes florestais, mas sim uma consequência da capacidade das minhocas de mudar a ecologia da floresta para se adequarem melhor a si mesmas. O mesmo ponto vale para os humanos. Domesticar plantas, cultivar o solo, métodos de irrigação, fertilizantes — tudo isso aumenta a capacidade da terra de sustentar os humanos. Aumentamos nossa aptidão absoluta por meio de repetidos ataques de melhoria ambiental — como se construíssemos torres cada vez mais altas na paisagem adaptável e, em seguida, escalássemos elas.

Os ecologistas evolucionistas Tobias Uller e Heikki Helanterä inventaram uma maneira de incorporar a construção de nicho em outro modelo evolucionário geral, conhecido como equação de Price, em homenagem ao seu autor enigmático George Price. É construído em dois processos principais de evolução: a seleção natural de características ao longo do tempo; e sua transmissão tendenciosa (ou herança) através das gerações. Cada um desses processos pode ser definido e medido estatisticamente, fornecendo uma maneira de calcular a mudança nas características ao longo do tempo (isto é, evolução) e quanto a seleção ou a transmissão contribui, respectivamente. O termo de seleção é dado pelo produto da herdabilidade da característica (o quanto as diferenças genéticas contribuem para a variação em uma característica) e o diferencial de seleção (que mede o quanto a característica afeta a aptidão). Por exemplo, se os cães grandes têm mais filhotes do que os cães pequenos, mas os cães com orelhas eretas e pendentes têm um número semelhante de filhotes, então o tamanho teria um grande diferencial de seleção e o formato da orelha, um pequeno. O traço de interesse pode ser qualquer coisa, incluindo condicionamento físico. Como a herdabilidade está relacionada à quantidade de variação genética, quando a característica focal é adequação, o termo de seleção na equação de Price é amplamente equivalente ao teorema fundamental de Fisher.

A Equação de Price modela a mudança evolutiva como resultado da seleção natural (que pode ser decomposta em dois componentes: herdabilidade e diferencial de seleção) e fatores de não seleção, como viés de transmissão. A construção de nicho pode afetar todos os três componentes da evolução, sendo as minhocas um excelente exemplo. Cortesia gráfica dos autores. Imagem modificada pelo tradutor.

O termo de transmissão, por outro lado, representa outros fatores além da seleção direta que podem afetar como a característica mudaria com o tempo, incluindo vieses no que é herdado. Curiosamente, Price se referiu a isso como o “termo de mudança ambiental”, que parece particularmente adequado para as minhocas. As minhocas não estão mudando o solo ao acaso, às vezes legando um mundo melhor aos descendentes, às vezes pior; nem o estão degradando implacavelmente. Em vez disso, geração após geração, as minhocas melhoram a qualidade do solo para si mesmas, aumentando sua aptidão por meio da construção de nichos e deixando uma herança ecológica tendenciosa para seus descendentes. Tal como acontece com a suposição de Fisher de que os ambientes devem se deteriorar, historicamente os pesquisadores tendem a supor que o termo de viés de transmissão na equação de Price é provavelmente negativo, quando a característica focal é adequação. Isso ocorre porque as mutações geralmente são ruins para os organismos e também porque os efeitos ambientais são (erroneamente) considerados como não herdados. Como resultado, o papel que os processos envolvidos na transmissão desempenham na evolução foi comparativamente negligenciado. Onde os organismos constroem ou escolhem ambientes melhores para seus descendentes, eles podem potencialmente causar evolução adaptativa — mesmo na ausência da seleção natural.

Uller e Helanterä usam a equação de Price para apontar outras maneiras pelas quais a construção de nicho pode influenciar a evolução. Em análises evolutivas, a herdabilidade — o quanto as características diferem por causa das diferenças genéticas — é frequentemente estimada por estatísticas (por exemplo, regressão pais-filhos) que comparam a semelhança da característica entre pais e filhos (ou seja, cães grandes têm filhotes grandes?). A transmissão de ambientes modificados por organismos através das gerações afeta a semelhança da prole com seus pais, geralmente de maneiras que aumentam as estimativas de herdabilidade.

“Populações em evolução são menos como montanhistas zumbis escalando picos adaptativos e mais como projetistas diligentes de paisagem”.

Novamente, as minhocas fornecem uma ilustração útil. As minhocas são viscosas porque secretam muco para proteger a camada externa da pele, e a secreção de muco varia de maneira sensível às propriedades do solo. Medido em condições de solo que variam na extensão do processamento de minhocas, haveria fortes correlações entre os níveis de muco entre pais e filhos. No entanto, não é porque vermes viscosos transmitem genes de “excesso de limo” para seus bebês. A semelhança entre progenitores e filhos e aparência de alta herdabilidade acontecem principalmente por causa da herança ecológica e não genética: os filhos “herdam” os solos (e o microbioma) de seus pais e, consequentemente, produzem quantidades semelhantes de muco. Se os pesquisadores investigassem como os níveis de muco respondem à seleção natural em minhocas invasoras, eles provavelmente detectariam uma forte mudança na característica — implicando em seleção para secreção de muco baixa. Mas, na realidade, isso seria um efeito ecológico da construção de nicho, já que as minhocas melhoram o ambiente do solo para as gerações posteriores. Não houve resposta genética à seleção natural, embora tenha ocorrido uma mudança sistemática e direcional na característica de uma maneira fortemente associada à aptidão.

Outra maneira pela qual a construção de nicho pode influenciar a evolução é modificando como a característica afeta a aptidão (ou seja, alterando o diferencial de seleção, parte do primeiro termo de seleção na equação de Price). Por exemplo, deixe que o traço seja a tendência das minhocas de migrar quando encontram condições de solo ruins ou baixa disponibilidade de alimentos. Investigações experimentais também mostram que as minhocas podem reduzir a necessidade delas mesmas (e de outras espécies de minhocas) mudarem de local, melhorando a qualidade do habitat. Em vez de se mudarem para pastagens mais ricas, eles irrigam, fertilizam e replantam a terra, transformando-a em uma propriedade nobre.

Agora, considere a adequação de dispersores (hipotéticos) “rápidos” e “lentos” em uma população de minhocas invasoras. Os dispersores rápidos podem colonizar o solo, mas inicialmente têm aptidão relativamente baixa, pois o solo virgem é de baixa qualidade. No entanto, à medida que melhoram seu ambiente, atraem mais vermes, bem como os arbustos e animais invasivos benéficos (para eles), e assim sua aptidão melhora ainda mais. Eventualmente, a população de minhocas se torna tão densa que sua aptidão diminui por meio da competição e da superexploração, e uma nova onda de dispersão é desencadeada. Os dispersores lentos, em contraste, inicialmente têm uma aptidão relativa maior do que os colonizadores. No entanto, conforme a qualidade do solo da floresta invadida melhora, a aptidão relativa dos dispersores lentos declina, até que eles também se dispersem. Os dispersores rápidos e lentos estão travados em uma batalha cíclica, impulsionada pela construção de nicho e pela competição. Voltando à metáfora da paisagem de aptidão, aqui a paisagem é como uma gangorra: a baixa dispersão é favorecida, mas, como os dispersores rápidos melhoram o solo, a prancha inclina-se para o outro lado e a alta dispersão é um pico de aptidão, antes que a competição o inverta novamente.

Uma paisagem adaptativa gangorra, a direção da adaptação alterada pelos organismos. No painel, o tempo diminui. Figura adaptada de Tanaka et. al. (2020), Philosophy of Science, 87: 478–98.

Toda essa análise matemática formal foi extremamente útil para esclarecer a compreensão das consequências de como os organismos modificam seus ambientes. Para compreender a evolução adaptativa, os pesquisadores precisam entender não apenas como a construção de nicho evolui por meio da seleção natural, mas como as próprias fontes ambientais da seleção natural são transformadas pela construção de nicho. Precisamos estender a metáfora da paisagem adaptativa para capturar a mudança ambiental ativa e direcionada que os organismos realizam. Populações em evolução são menos como montanhistas zumbis escalando picos adaptativos sem pensar, e mais como projetistas diligentes de paisagem, equipados com aparatos de escavação e construção, remodelando a topografia para seus próprios fins. Em um momento em que a construção humana de nicho e a herança ecológica estão devastando a ecologia do planeta e levando a uma explosão populacional de seres humanos, compreender como os organismos reorganizam a ecologia para seus próprios fins nunca foi tão urgente.

Para saber mais, veja Construção de Nicho.


Tradução do texto Organisms are not passive recipients of evolutionary forces, escrito por Kevin Laland (professor de biologia comportamental e evolutiva na Universidade de St. Andrews, Escócia) e Lynn Chiu (filósofa da biologia) e disponível em Aeon Magazine.

Mário Pereira Gomes
Mário Pereira Gomes

Graduado em História (UFPE), transhumanista e divulgador científico.

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