Not all isotopes make good geolocators: trophic transfer reveals contrasting geolocation potential in eastern spruce budworm

Cientistas há muito buscam uma maneira de dizer por onde um animal passou apenas olhando para o seu corpo. A ideia baseia-se em uma verdade simples: a água, o solo e o ar em diferentes lugares contêm assinaturas químicas únicas. Quando as plantas bebem da água local ou extraem nutrientes do solo local, elas absorvem essas assinaturas. Os animais que comem essas plantas então carregam essas mesmas marcas químicas em seus próprios tecidos. Ao medir essas marcas, os pesquisadores podem frequentemente rastrear um inseto ou um pássaro de volta ao seu local de nascimento ou rota de migração. Este método, conhecido como geolocalização por isótopos estáveis, tornou-se uma ferramenta padrão para rastrear a vida selvagem, especialmente para criaturas pequenas demais para carregar etiquetas eletrônicas. No entanto, toda a abordagem baseia-se em uma suposição crítica: a de que os sinais químicos se movem da planta para o animal de uma forma previsível e confiável. Se o animal alterar o sinal demais enquanto digere seu alimento, ou se o sinal se perder no processo, o mapa torna-se inútil.

Uma equipe de pesquisadores decidiu testar essa suposição usando a broca-do-pinheiro (eastern spruce budworm), uma mariposa que se alimenta de árvores no leste do Canadá. Eles coletaram mariposas e as agulhas de suas árvores hospedeiras de locais conhecidos por toda a região. No laboratório, mediram cinco marcadores químicos diferentes tanto na folhagem quanto nas mariposas para ver quão bem cada um viajou da planta para o inseto. Os resultados revelaram que nem todos os marcadores químicos são iguais. Alguns transferiram-se com precisão notável, enquanto outros falharam quase completamente.

O estudo descobriu que dois marcadores específicos se destacaram como excelentes ferramentas para rastrear essas mariposas. Um marcador, relacionado à forma como o enxofre se comporta na natureza, moveu-se das agulhas das árvores para a mariposa com quase nenhuma mudança em seu valor. Ele mostrou uma correspondência quase perfeita entre a planta e o inseto e, como os padrões de enxofre por todo o leste do Canadá já estão bem mapeados, este marcador oferece um caminho claro para localizar precisamente de onde uma mariposa veio. Um segundo marcador, que reflete a idade das rochas no solo local, também teve um bom desempenho. Embora mariposas individuais fossem às vezes pequenas demais para fornecer uma leitura clara por si só, quando os pesquisadores combinaram amostras de várias mariposas, o sinal das rochas do solo brilhou claramente, correspondendo à geologia local com alta precisão.

Outro marcador, ligado ao nitrogênio, também se transferiu de forma muito fiel da árvore para a mariposa. Os pesquisadores observaram uma mudança consistente no valor, o que significa que eles podiam prever exatamente como o corpo da mariposa alterava o sinal da planta. Isso o torna uma ferramenta poderosa, desde que os cientistas possam primeiro mapear os padrões de nitrogênio nas árvores através da região. No entanto, o estudo também revelou limitações significativas. Um marcador baseado em carbono mostrou apenas uma conexão moderada entre a planta e a mariposa, com muita variação de um lugar para outro para ser útil para o rastreamento preciso. De forma mais surpreendente, o marcador baseado em hidrogênio, que é atualmente a ferramenta mais comum usada para geolocalizar insetos, teve um desempenho muito ruim. Os valores de hidrogênio nas mariposas mal tinham relação com os valores nas árvores que comeram, com tanta variação aleatória que o sinal foi efetivamente perdido.

Essas descobertas desafiam a ideia de que um marcador químico é inerentemente bom ou ruim para rastrear animais. Em vez disso, o estudo mostra que a utilidade de um marcador depende de uma mistura complexa de fatores: como o ambiente distribui o produto químico, como a planta o absorve e como o animal o processa. Para a broca-do-pinheiro, o enxofre e o estrôncio oferecem um mapa confiável, enquanto o hidrogênio, apesar de sua popularidade, falha em contar a história. Isso significa que os cientistas não podem simplesmente aplicar uma lista padrão de marcadores para cada espécie. Para rastrear qualquer animal com precisão, os pesquisadores devem primeiro entender como aquele animal específico interage com a química de seu alimento e ambiente locais.