Phylogenies can be used to predict future diversification but with limited success

A vida na Terra é uma história de mudança constante, onde as espécies se dividem em novas formas e outras desaparecem. Esse processo, conhecido como diversificação, ocorre em velocidades diferentes para diferentes grupos de animais. Algumas linhagens, como as aves, explodiram em milhares de espécies, enquanto outras permaneceram relativamente estáticas. Cientistas tentam há muito tempo compreender as regras por trás dessa variação, esperando identificar quais grupos têm maior probabilidade de prosperar e quais podem enfrentar dificuldades no futuro. Para fazer isso, eles utilizam árvores genealógicas da vida, chamadas filogenias, que mapeiam como as espécies estão relacionadas. Ao observar as pontas dessas árvores — as espécies vivas nos extremos dos ramos — os pesquisadores desenvolveram ferramentas matemáticas para estimar a rapidez com que uma linhagem está atualmente se dividindo em novas espécies. O objetivo final é usar essas estimativas para prever quais espécies serão as mais bem-sucedidas nos próximos milhões de anos, uma questão que importa profundamente para os esforços de conservação e para a compreensão do futuro da biodiversidade.

Uma equipe de pesquisadores partiu para testar se essas ferramentas de previsão realmente funcionam no mundo real. Embora os métodos tivessem sido testados em simulações de computador, ninguém jamais havia verificado se eles poderiam prever o futuro com precisão usando dados reais da natureza. A equipe, liderada por Grace Ridder e Jan Smyčka, decidiu colocar esses métodos à prova definitiva: a viagem no tempo. Como não podiam esperar o futuro acontecer, usaram um truque inteligente envolvendo o passado. Eles pegaram grandes árvores genealógicas de animais de quatro patas, incluindo tanto grupos vivos, como aves e mamíferos, quanto grupos extintos, como dinossauros. Eles cortaram essas árvores em pontos específicos no tempo, tratando esse momento como o "hoje". Em seguida, usaram as ferramentas de previsão padrão para estimar o sucesso futuro das linhagens existentes naquele corte. Por fim, observaram o que realmente aconteceu nos milhões de anos seguintes para ver se as previsões correspondiam à realidade.

Os pesquisadores descobriram que essas ferramentas possuem alguma capacidade de prever o futuro, mas o sucesso está longe de ser perfeito. Na maioria dos grupos estudados, os métodos identificaram corretamente que linhagens com taxas de divisão estimadas mais altas produziriam, de fato, mais descendentes mais tarde. Isso significa que as ferramentas são melhores do que o acaso. No entanto, a precisão variou significamente dependendo do grupo de animais e do método específico utilizado. Por exemplo, um método que se baseia em regras simples de contagem teve um desempenho bastante bom em muitos grupos diferentes, mostrando consistentemente uma ligação positiva entre suas estimativas e o número real de novas espécies que surgiram. Outro conjunto de métodos, que utiliza modelos estatísticos mais complexos para considerar como as espécies entram em extinção, por vezes enfrentou dificuldades. Em alguns casos, particularmente com certos grupos de mamíferos, como carnívoros e herbívoros ungulados, esses modelos complexos falharam em encontrar qualquer padrão claro, ou até sugeriram o oposto do que realmente aconteceu.

O estudo também revelou que prever o futuro das espécies é inerentemente difícil porque a evolução é um processo caótico. Mesmo quando as ferramentas acertavam a direção geral, elas não consegravam prever precisamente o número exato de novas espécies. Os pesquisadores calcularam que os métodos existentes conseguiam explicar apenas uma pequena fração da variação na diversidade futura. Grande parte do resultado é impulsionada por eventos de acaso que nenhum modelo pode prever. Além disso, as ferramentas foram muito melhores em prever o nascimento de novas espécies do que em prever quais espécies entrariam em extinção. Isso se deve em parte ao fato de que os dados disponíveis para animais vivos não nos mostram as linhagens que já morreram, tornando difícil aprender com os fracassos passados. Os pesquisadores observaram que o tamanho da árvore genealógica também importa; os métodos tenderam a funcionar melhor em grupos muito grandes, com milhares de espécies, e menos bem em grupos menores, com apenas algumas centenas.

Em última análise, este trabalho sugere que, embora possamos fazer suposições educadas sobre quais linhagens estão posicionadas para o crescimento futuro, devemos ser cautelosos com os detalhes. As ferramentas são úteis para identificar tendências gerais, como identificar quais grupos são geralmente mais ativos na criação de novas espécies, mas não podem fornecer uma previsão precisa. Os pesquisadores descobriram que diferentes métodos têm diferentes forças: alguns são melhores em classificar as espécies pelo seu potencial, enquanto outros são melhores em estimar a velocidade real da evolução, embora sejam menos estáveis. O estudo conclui que prever o futuro da vida é possível, mas apenas em um grau moderado. Os resultados dependem fortemente do grupo específico de animais sendo estudado e da qualidade dos dados disponíveis, lembrando-nos que a história da vida é escrita com uma mistura de padrões previsíveis e acaso imprevisível.