O tráfico de micos-leões-dourados começou quase simultaneamente à vinda dos europeus para o Brasil, algo testemunhado em diversas telas de pintores europeus que retratam o mico em suas obras ao longo do século XVI e XVIII. O tráfico e a caça, somado ao desmatamento que avançava cada vez mais
pelo estado do Rio, reduziram drasticamente a população dos micos. Até hoje o tráfico é uma ameaça para a conservação dos micos, ainda que em menor volume, algo que também é consequência da própria redução de micos na natureza.
Atualmente a principal ameaça à sobrevivência do mico-leão-dourado é a fragmentação do habitat, fruto de séculos de desmatamento da Mata Atlântica. O isolamento das populações de mico traz consequências graves, como a maior vulnerabilidade a desequilíbrios e o risco de endogamia e empobrecimento genético dos micos (ou seja, animais com maior risco de sucumbir a doenças).
Por isso, uma das principais estratégias da Associação Mico-Leão-Dourado é promover a conectividade das áreas naturais no habitat do mico. Em 2020, uma das conquistas da AMLD foi a inauguração de um viaduto vegetado sobre a rodovia BR-101, que separa a Reserva Biológica Poço das Antas de outros maciços florestais com presença dos micos.
A obra, juntamente com outras estruturas de passagem de fauna, é resultado do processo de licenciamento ambiental da duplicação da rodovia, realizado pelo ICMBio e IBAMA. O viaduto conecta a reserva à Fazenda Igarapé, onde será o Parque Ecológico do Mico Leão Dourado, e é monitorado pela Associação. Diversos animais já fazem uso do viaduto, mas os micos ainda dependem do crescimento das mudas plantadas para poder utilizar a passagem de fauna.
Outra estratégia importante é a restauração florestal, tanto para recuperar áreas degradadas e ampliar o habitat possível para o mico-leão-dourado, quanto para possibilitar a conexão de áreas naturais. Na área da sede da AMLD, por exemplo, foram restaurados cerca de 100 hectares de Mata Atlântica nativa.
Uma ameaça significativa para espécies ameaçadas e endêmicas são as doenças. O caso mais recente e grave, que paira sobre os micos-leões-dourados e outras espécies de primatas, é a febre amarela, vírus transmitido por mosquitos com consequências letais para os micos. Desde 2017, quando um surto de febre amarela chegou ao estado do Rio de Janeiro, cerca de um terço da população de micos-leões-dourados morreu em decorrência da doença. Foi a primeira queda no número de indivíduos desde que o programa de conservação dos micos teve início, com uma redução de 3.700 indivíduos para 2.500 em menos de um ano.
Diante desta ameaça, foi feita uma força-tarefa para desenvolver uma vacina que pudesse proteger os micos da doença e, desde novembro de 2020, começou o esforço para capturar e vacinar os micos-leões-dourados, com meta de vacinar pelo menos 400 micos até o final de 2022.
A introdução de espécies invasoras, como os saguis Callithrix jacchus e Callithrix penicillata, na área de habitat do mico, também é uma potencial ameaça para o mico-leão-dourado, devido ao conflito por recursos similares no território.
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