À medida que as emissões de gases de efeito estufa continuam a aquecer os oceanos do mundo, a biodiversidade marinha pode despencar nos próximos séculos para níveis não vistos desde a extinção dos dinossauros, de acordo com um estudo recente publicado na revista Science.

Os autores do artigo modelaram a futura biodiversidade marinha sob diferentes cenários climáticos projetados. Eles descobriram que, se as emissões não forem reduzidas, as perdas de espécies por causa do aquecimento e do esgotamento do oxigênio poderiam vir a refletir o impacto substancial que os seres humanos já têm sobre a biodiversidade marinha por volta de 2100. As águas tropicais sofreriam a maior perda de biodiversidade, enquanto as espécies polares estão em maior risco de extinção, relataram os autores.

“Reduções agressivas e rápidas nas emissões de gases de efeito estufa são críticas para evitar uma grande extinção em massa de espécies oceânicas”, disse o autor sênior Curtis Deutsch, professor de geociências e do High Meadows Environmental Institute em Princeton.

O estudo descobriu, entretanto, que a reversão das emissões de gases de efeito estufa poderia reduzir o risco de extinção em mais de 70%.

“O lado bom é que o futuro não está escrito em pedra”, disse o primeiro autor Justin Penn, um associado de pesquisa pós-doutorado em geociências. “A magnitude da extinção que encontramos depende fortemente da quantidade de dióxido de carbono [CO2] que emitimos, avançando. Ainda há tempo suficiente para mudar a trajetória das emissões de CO2 e evitar a magnitude do aquecimento que causaria esta extinção em massa”.

Deutsch e Penn, que iniciaram o estudo quando ambos estavam na Universidade de Washington, combinaram os dados fisiológicos existentes sobre espécies marinhas com modelos de mudança climática para prever como as mudanças nas condições de habitat afetarão a sobrevivência dos animais marinhos ao redor do globo nos próximos séculos.

Os pesquisadores compararam seu modelo com as extinções em massa do passado, capturadas no registro fóssil. Eles basearam seu trabalho anterior que ligava o padrão geográfico do evento de extinção mais mortífero da Terra – a extinção da Terra há cerca de 250 milhões de anos – a seus vetores subjacentes: o aquecimento do clima e a perda de oxigênio dos oceanos.

Os pesquisadores descobriram que seu modelo projetando a futura biodiversidade marinha, o registro fóssil da extinção da Férmian e a distribuição das espécies que vemos agora seguem um padrão semelhante – à medida que a temperatura dos oceanos aumenta e a disponibilidade de oxigênio cai, a abundância de vida marinha despenca.

A temperatura da água e a disponibilidade de oxigênio são dois fatores-chave que mudarão à medida que o clima se aquece devido à atividade humana. A água mais quente é em si um fator de risco para as espécies que estão adaptadas para climas mais frios. A água quente também contém menos oxigênio do que a água mais fria, o que leva a uma circulação oceânica mais lenta que reduz o suprimento de oxigênio em profundidade. Paradoxalmente, as taxas metabólicas das espécies aumentam com a temperatura da água, de modo que a demanda de oxigênio aumenta à medida que a oferta diminui. “Quando o suprimento de oxigênio fica aquém do que as espécies precisam, esperamos ver perdas substanciais de espécies”, disse Penn.

Os animais marinhos têm mecanismos fisiológicos que lhes permitem lidar com as mudanças ambientais, mas apenas até certo ponto. Os pesquisadores descobriram que é mais provável que as espécies polares se extingam globalmente se ocorrer o aquecimento do clima, pois não terão habitats adequados para onde se deslocar. As espécies marinhas tropicais provavelmente se sairão melhor porque têm características que lhes permitem lidar com as águas quentes e pouco oxigenadas dos trópicos. Como as águas do norte e do sul dos trópicos são quentes, estas espécies podem ser capazes de migrar para novos hábitats adequados. O oceano equatorial, no entanto, já é tão quente e baixo em oxigênio que o aumento da temperatura – e a conseqüente diminuição do oxigênio – pode torná-lo localmente inabitável para muitas espécies.

Os pesquisadores relatam que o padrão de extinção de seu modelo projetado – com uma maior extinção global de espécies nos pólos em comparação com os trópicos – espelha o padrão de extinções em massa do passado. Um estudo Deutsch e Penn publicado em Science em 2018 mostrou que os aumentos dependentes da temperatura na demanda metabólica de oxigênio – pareados com a diminuição da disponibilidade de oxigênio causada por erupções vulcânicas – podem explicar os padrões geográficos de perda de espécies durante a extinção da erupção final da Permian, que matou 81% das espécies marinhas.

O novo artigo utilizou um modelo semelhante para mostrar que o aquecimento antropogênico poderia impulsionar extinções do mesmo mecanismo fisiológico em uma escala comparável se o aquecimento se tornar grande o suficiente, disse Penn. “O padrão de latitude no registro fóssil revela as impressões digitais da prevista extinção impulsionada por mudanças na temperatura e no oxigênio”, disse ele.

O modelo também ajuda a resolver um enigma contínuo no padrão geográfico da biodiversidade marinha. A biodiversidade marinha aumenta constantemente a partir dos pólos em direção aos trópicos, mas cai no equador. Este mergulho equatorial tem sido um mistério há muito tempo; os pesquisadores têm estado inseguros sobre o que o causa e alguns até se perguntaram se ele é real. O modelo de Deutsch e Penn fornece uma explicação plausível para a queda na biodiversidade marinha equatorial: o suprimento de oxigênio é muito baixo nestas águas quentes para que algumas espécies tolerem.

A grande preocupação é que a mudança climática tornará grandes extensões do oceano igualmente inabitáveis, disse Penn. Para quantificar a importância relativa do clima na condução das extinções, ele e Deutsch compararam os riscos de extinção futura do aquecimento do clima aos dados da União Internacional para a Conservação da Natureza (UICN) sobre as ameaças atuais a vários animais marinhos. Eles descobriram que a mudança climática afeta atualmente 45% das espécies marinhas em risco de extinção, mas é apenas o quinto fator mais importante após a pesca excessiva, o transporte, o desenvolvimento urbano e a poluição.

No entanto, Penn disse que a mudança climática poderia em breve eclipsar todos esses fatores de estresse em importância: “O aquecimento extremo conduziria a extinções impulsionadas pelo clima que, perto do final do século, rivalizariam com todos os estressores humanos atuais combinados”.