Conceito

É uma classe de modelos utilizados para compreender, categorizar e explicar como ocorre o processo de extinção. O vórtice de extinção ocorre quando existe um processo que evolui de forma progressiva e em cadeia, gerando uma extinção de uma ou mais espécies de uma determinada região. Alguns fatores funcionam como causas agravantes para o vórtice, tais como fatores demográficos, genéticos e socioeconômicos.

História Este conceito foi elaborado por Michael E. Soulé, biólogo americano, e seu companheiro de pesquisa Paul R. Ehrlich, que desenvolveram uma forma de categorizar e caracterizar como se dão os processos de extinção, tendo como base seus estudos em Biologia da Conservação. De acordo com a classificação de Michael E. Soulé e Paul R. Ehrlich, existem diferentes tipos de vórtice que podem ter como processo desencadeador fatores demográficos e fatores genéticos.

Por definição, a palavra vórtice significa uma estrutura que afunila e possui caráter progressivo, sendo detentora de uma força própria que faz com que o vórtice puxe tudo para dentro de si. Em termos de ecologia, o vórtice de extinção mantém algumas dessas características, mas a palavra vórtice é de caráter ilustrativo e foi usada por Soulé e Ehrlich para exemplificar o caráter progressivo do processo de extinção.

Tipos de Vórtex de Extinção Os vórtices podem ser caracterizados como:

Vórtice R Processo diretamente relacionado ao fator demográfico. Ocorre quando há uma diminuição da população e este processo afeta a proporção de parceiros sexuais. Com isso, ocorre o aumento das disputas entre o mesmo grupo e um menor número de acasalamentosSCHNEIDER, M.P.C., et al. Genética de populações naturais. 2003..

Vórtice D Ocorre quando há uma diminuição da população devido a fragmentação de habitat, fazendo com que os indivíduos fiquem isoladosSILVA, C.M. Seleção sexual e os riscos de extinção em paisagens fragmentadas. 2015.. Por estarem isoladas, as populações não conseguem se comunicar e há aumento da competição por parceiros sexuais e diminuição da proporção de parceiros sexuais.

Vórtice F Ocorre quando há uma diminuição na heterozigosidade que gera uma consequente diminuição da variabilidade genética.

Vórtice A Acontece quando há mutações na genética de uma população e essas mutações levam a uma diminuição no potencial de adaptação evolutiva da população, tornando-a mais vulnerável a fenômenos biológicos genéticos.

Fatores que influenciam o vórtex de extinção miniaturadaimagem|Águas do Rio Doce com a lama da barragem da Samarco, Galileia MG. Exemplo de evento que pode levar espécies aquáticas e terrestres à entrar em um Vórtex de extinção, devido a mudanças ambienteais O vórtex de extinção pode ser um círculo vicioso que surge quando um indivíduo ou uma população de uma espécie é isolada dos demais, iniciando, assim, um ciclo que torna mais difícil para os indivíduos de uma espécie se reproduzirem ou deixarem descendentes férteis.

Populações pequenas e dispersas estão mais vulneráveis à extinção, pois são mais instáveis, assim, é necessário que os profissionais da área ambiental façam cálculos para descobrir o quanto uma pequena população é realmente pequena.Os ecologistas fazem isso calculando o que é chamado de "mínimo de uma população viável", ou seja, o menor tamanho em que uma população pode sobreviver e se sustentar. Dessa forma, os fatores que influenciam o vórtex sãoGILPIN, M.I.M; SOULÉ, M.E. Populações Mínimas Viáveis: Processos de Extinção de Espécies. Em ME Soulé (ed.). Biologia da Conservação: A Ciência da Escassez e Diversidade . Sunderland, Mass: Sinauer. (1986) págs. 19–34. ISBN 0-87893-794-3.:

Fatores demográficos A baixa densidade populacional, causada por instabilidades nas taxas de nascimento e morte, torna o processo de reprodução mais difícil. Uma vez que os parceiros sexuais de uma espécie se encontram com menor frequência, causado, por exemplo, por uma fragmentação do habitat, pode impactar outros fatores, como as mudanças nos padrões de dispersão e na taxa de fecundidade.

Fatores ambientais Eventos ambientais contribuem para o vórtex de extinção por meio da redução da população. Esses eventos diminuem rapidamente o tamanho dessa população (N) através, principalmente, da escassez de recursos naturais, ou nas condições ambientais, como chuvas, disponibilidade de alimentos, competição, alteração de temperatura. Além de eventos naturais extremos (catástrofes), como: ciclones, terremotos, queimadas, enchentes, erupções vulcânicas e epidemias. A perda de habitat e/ou degradação ambiental, também podem iniciar o vórtex de extinção. Outros fatores, como a caça, pesca ou predação excessiva, são eventos sucessivos que podem levar uma população ao vórtex de extinção, ao diminuir o número de indivíduos devido ao excesso dessas atividades feitas pelo homem ou por predadores naturais.

Fatores genéticos Pequenas populações estão expostas a instabilidades nas frequências dos alelos. Os descendentes de uma espécie recebem parte do material genético de cada progenitor, assim, os alelos passados para a próxima geração são uma amostra do genoma da geração anterior, e quanto maior o número de parceiros sexuais, maior a sua variabilidade genética. Existe um elemento de frequência para determinados alelos que são passados para a geração seguinte, enquanto outros podem nunca ser passados para a próxima geraçãoALBUQUERQUE, H.C.C.C. de. Metodologias para otimizar a variabilidade genética de núcleos de conservação de raças localmente adaptadas. Tese (Doutorado em Ciências Animais)—Universidade de Brasília, Brasília, 2012..

O processo de mudança na frequência dos alelos de uma geração para outra, ocorre de maneira aleatória, sendo conhecido como deriva genética.  Pequenas populações são mais vulneráveis a mudanças rápidas no seu genoma devido a amostragem aleatória de gametas. Assim, quando uma população é pequena, qualquer alteração nos alelos pode afetar desproporcionalmente a população, diminuindo sua diversidade genética e afetando sua capacidade de adaptação a futuras mudanças ambientais. Dessa forma a deriva genética causa perda da diversidade genética em populações muito reduzidas.

Além disso, quando uma população se torna muito pequena é mais frequente o acasalamento entre parentes, essa prática é chamada de endogamia, ocasionando, assim, na fixação de alelos, podendo causar defeitos congênitos, maior propensão a doenças, diminuição da sobrevivência e reprodução, além da diminuição da variabilidade genética dentro da populaçãoTHEVENON S.; COUVET D. O impacto da depressão por endogamia na sobrevivência da população dependendo de parâmetros demográficos. Conservação Animal 5, 53-60, 2002..

Outro fator genético é o fluxo gênico limitado. Por exemplo, uma população isolada devido a fragmentação do habitat, diminui as taxas de migração ou impede que elas aconteçam, fazendo com que a população perca diversidade genética ao longo do tempo levando ao aumento da endogamia.

Fatores socioeconômicos A escassez de uma espécie estimula a sua exploração predatória, levando a caça, pesca e colheita de espécies consideradas raras, além do tráfico de animais em grande escala, sendo um problema em muitos países com grande biodiversidade.

Quantificação do Vórtex de Extinção Para definir que uma determinada população corre o risco de entrar em vórtex, é necessário desenvolver uma base de dados que possa caracterizar quantitativamente os declínios finais dessa população. O seguinte cálculo é baseado em estudos de vertebrados selvagens de  William Fredric Fagan e Elizabeth Eli Holmes e nas fórmulas sobre dinâmica populacional, eles estavam interessados em estudar sobre o processo de extinção das espécies.

Para as populações que são extintas, a vida útil dessa população deve apresentar uma escala logarítmica com o tamanho da população. Assim, caso uma população apresente a longo prazo uma taxa de crescimento negativo, os modelos independentes de densidade irão prever uma escala logarítmica da vida útil da população. Já sob condições de estocástica ambiental (incerteza no valor das taxas demográficas, pelas diferenças nas condições e recursos disponibilizados para os indivíduos da população), a vida útil de uma população irá aumentar logaritmicamente com o tamanho da população, mesmo que sua taxa de crescimento de longo prazo  não seja negativa. Dessa forma, séries temporais de populações monitoradas até a extinção oferecem uma oportunidade de testar essa previsão sobre a dinâmica da extinção.

De acordo com a estrutura do vórtex de extinção, a dinâmica de uma população deve piorar de forma rápida ou lenta, à medida que vai se aproximando da extinção. Isso ocorre porque os declínios populacionais provavelmente irão gerar mais declínios, e, assim, os fatores que influenciam o vórtex irão assumir uma maior importância no tamanho da população, que agora é pequena. Por exemplo, feedbacks positivos são hipotetizados para ocorrer entre declínios populacionais, mas a medida que aumenta a perda de diversidade genética, acelera a aproximação da população à extinção.

Assim, o estudo de Fagan e Holmes, usou uma série de dados para testar essas predições e outras relacionadas, sobre a deterioração da dinâmica populacional em populações que estão ligadas à extinção. Para isso, usaram 10 espécies monitoradas anualmente (12 anos) para quantificar como a população de vertebrados declinou para a extinção. Assim, eles calcularam uma série de métricas, como o menor N; o N quando ocorreu o declínio final e o N um ano antes da extinção.

Dentre os resultados, foi observado que a partir do momento que uma população diminui, em direção a extinção, o seu pico final de população não dependia, significativamente, do quão grande era sua população quando iniciou o declínio final. Além disso, foi constatado que o tempo para extinção estava intimamente relacionado com duas variáveis populacionais: o N e o log (N).

Ademais, a regressão mista de vários níveis indicou, os declínios populacionais, ano a ano, mais próximos da extinção foram maiores do que dos anos anteriores. Indicou, também que quanto mais próximo à extinção, além das tendências de declínios mais acentuados, as mudanças foram mais variáveis.

Vórtex de extinção no Brasil

Mata Atlântica

miniaturadaimagem|Mico-leão-de-cara-dourada no zoológico de Chester, perto de Chester, Reino Unido. Antes da chegada dos colonizadores portugueses ao Brasil, estima-se que a área original da Mata Atlântica, localizada ao longo do litoral, seria pouco mais de 1,1 milhão de km2, atualmente, devido às atividades humanas, como exploração madeireira e a agricultura, restam cerca de 29% da área originalTHOMAZ, A.M. et al. Desmatamento: causas, consequências e soluções sustentáveis. Dissertação de especialização, Universidade Cândido Mendes, Rio de Janeiro, Brasil, 2010.. Essa redução florestal gerou uma perda e fragmentação de habitat, afetando diversas espécies nativas, principalmente herbívoros e carnívoros.

Esse bioma é um dos mais ameaçados do mundo e proporciona um habitat natural para muitas espécies endêmicas. Uma espécie impactada pelo desmatamento na Mata Atlântica é o mico-leão-de-cara-dourada (Leontopithecus chrysomelas), que além de ser uma população de tamanho pequeno, possui uma distribuição limitada devido à fragmentação do habitat.

Além disso, a expansão da indústria de modo não sustentável causa a diminuição da fertilidade do solo, afeta a qualidade da água, causa mudanças nos microclimas e contribui para o aquecimento global, devido as substâncias tóxicas liberadas por essas indústriasALMEIDA, D.S. de. Recuperação ambiental da mata atlântica. Editus, 2016..

Cerrado

miniaturadaimagem|Atropelamento de lobo-guará na BR-040 (Km 61), em Petrópolis, projeto Caminhos da Fauna. Data: 23/06/2019