setembro 2020 – Darwinianas

Lendo a história do Brasil nos genomas brasileiros

O contato com os europeus e a colonização do assim chamado Novo Mundo levou ao extermínio em massa dos nativos americanos e ao ocultamento da maior parte da sua história, principalmente do período pré-contato. Estudos tem conseguido recuperar antigas migrações nativas brasileiras, bem como aspectos da história pós-contato dessas populações usando dados genômicos.

Atualmente, o Brasil é o país com maior diversidade linguística nativa, concentrando mais de 150 línguas somente na região amazônica. No entanto, a distribuição tanto das línguas faladas quanto dos povos indígenas é hoje muito diferente daquela originalmente encontrada pelos exploradores portugueses no século XV. Nessa época, grande parte da população nativa brasileira (cerca de 900 mil, ou 1/3 do total) vivia na costa atlântica e fazia parte de sociedades complexas. Assim como os biólogos fazem com os seres vivos, os linguistas também utilizam um processo de classificação e nomenclatura das línguas, criando uma classificação hierárquica que vai desde as línguas, passando pelas famílias linguísticas até chegar aos troncos linguísticos. A maioria dos nativos da costa brasileira falava uma língua derivada das línguas amazônicas do tronco Tupí, caracterizadas como o ramo costeiro da família Tupí-Guaraní.

Ao longo do processo de colonização do Brasil pelos portugueses, as populações litorâneas foram gradativamente extintas, por meio de processos de escravização, introdução deliberada ou não de doenças, desterritorialização, deterioração dos meios de subsistência e guerra. Restam hoje apenas pequenas comunidades autodeclaradas indígenas as quais não possuem mais falantes de nenhuma língua nativa. Em um trabalho recente, estudamos uma dessas populações para responder a duas questões principais: Seria essa população, autodeclarada como Tupiniquim, uma representante dos índios do litoral na época da conquista europeia? Quais rotas os Tupí Amazônicos teriam seguido para chegar à costa atlântica e ao sudoeste do Brasil?

Por meio das informações genômicas desta população Tupiniquim, atualmente miscigenada com povos de origem Europeia e Africana, desvendamos alguns aspectos da história recente e antiga do Brasil. Neste sentido, resgatamos as relações de parentesco entre diferentes grupos indígenas atuais, eventos demográficos, movimentos populacionais e datamos os períodos onde a miscigenação ocorreu de forma mais intensa. Além disso, pudemos estimar o número de indivíduos formadores da população Tupiniquim há mais de 500 anos.

Primeiro, examinamos a variação genética da população Tupiniquim em comparação com os de outros nativos americanos ao lado de europeus e africanos, e descobrimos que seus genomas eram predominantemente nativos americanos (o que não é comum em populações miscigenadas brasileiras). Em seguida, usamos os outros componentes (europeus e africanos) do genoma para estimar quando teriam ocorrido os principais eventos de miscigenação entre esses nativos e os outros grupos. Nossos resultados mostraram que esses eventos massivos de miscigenação foram consistentes com os principais eventos históricos da escravidão indígena (Ciclo do Ouro; século 18), com a chegada da família real ao Brasil, o que intensificou o tráfico de africanos escravizados ao país bem como o povoamento da costa, e por último, com a abolição da escravatura, que impulsionou a migração europeia (principalmente italiana) para o Novo Mundo. Além disso, estimamos que o tamanho da população Tupiniquim em 1.500 estaria em torno de 100.000 indivíduos, mostrando a importância desse povo no período pré-contato e colonial. Além disso, de acordo com nossa estimativa baseada em dados genéticos, o colapso dessa população se deu há aproximadamente sete gerações, período muito próximo ao encontrado no registro histórico (em 1877 foram registrados apenas 55 Tupiniquim no Brasil).

Utilizando apenas a porção indígena dos genomas desses indivíduos, pudemos mostrar que eles não apresentavam evidências de miscigenação com outros grupos indígenas brasileiros, e se relacionavam fortemente com os grupos Tupí-Guaraní do oeste da Amazônia. Com base nisso, pudemos inferir que o grupo Tupiniquim faz parte do extinto ramo costeiro do Tupí. Por fim, construímos e testamos modelos para tentar entender a história da população Tupí desde sua origem até a expansão por grande parte da América do Sul. Para tanto, nos embasamos em hipóteses baseadas principalmente em evidências arqueológicas e linguísticas sobre como a expansão Tupí se desdobrou do oeste da Amazônia ao Atlântico e ao sudoeste do Brasil (Figura 1). A primeira hipótese, baseada em dados linguísticos e paleoambientais, afirma que os Tupí se deslocaram da Amazônia em direção ao sudoeste do continente até o Trópico de Capricórnio, e lá uma parte dessa população rumou para o leste dando origem aos Tupí costeiros, e outra permaneceu no oeste originando as população Guaraní. De acordo com essa hipótese, os Tupí eram caçadores-coletores que se dispersaram para outra região do continente devido a mudanças climáticas que reduziram a região de floresta tropical. De acordo com a segunda hipótese, os dois ramos do Tupí (sul e costeiro), teriam se separado ainda na Amazônia, e rumado de maneira independente para sul e leste. Neste contexto, esses grupos Tupí seriam ceramistas e agriculturalistas incipientes que saíram da Amazônia em busca de terras de várzea férteis. A hipótese da separação ainda na Amazônia é evidenciada pelas diferenças na confecção de cerâmicas pelos dois grupos Tupí em relação aos grupos ceramistas Tupí amazônicos.

Figura 1. Hipóteses sobre a expansão dos povos Tupí a partir da Amazônia.

Nossos dados corroboraram a segunda hipótese,segundo a qual os falantes do Tupí eram agricultores incipientes e se expandiram da Amazônia em busca de novas terras para cultivar, movendo-se para o leste até a foz do rio Amazonas e depois seguindo a costa atlântica brasileira. De forma independente, uma segunda expansão foi para o sul e teria originado os povos Guaraní do Sul do Brasil, Paraguai e Argentina. Nossos resultados também apontaram para uma migração antiga da Mesoamérica para as terras baixas da América do Sul, e que provavelmente foi importante para diferenciar os Tupí do Sul (Guaranís do Brasil, Paraguai e Argentina) dos outros grupos Tupí (Amazônicos e remanescentes costeiros). Essa migração provavelmente ocorreu há cerca de 1500 anos, contudo não necessariamente representa uma ligação direta entre estas duas regiões, podendo indicar que o isolamento entre as populações Andinas e das terras baixas ao leste não fosse absoluto.

Nosso estudo recuperou a história milenar de populações indígenas brasileiras virtualmente extintas durante a colonização europeia. Ao estudar as informações genômicas desses indivíduos, fomos capazes de reconstruir a história antiga e recente destes povos, ainda hoje continuamente ameaçadas de extinção e pelo apagamento de suas culturas e identidades.

Marcos Araújo Castro e Silva

Tábita Hünemeier

IB/USP

PARA SABER MAIS:

Salzano FM (2019) The Amerindian Microcosm: Anthropology, Comparative History, Ecology, Genetics and Evolution. Cambridge Scholars Publishing, 607 pp.

Fonte da Imagem de abertura: Retrato de indígenas brasileiros

O que a evolução do córtex de hominíneos tem a ver com a duplicação de pedaços de cromossomos?

Ao estudar novos genes que surgiram em nossa linhagem, cientistas estão desvendando como o seu surgimento pode ter influenciado o tamanho do nosso cérebro.

Na história do estudo do cérebro, não há estrutura mais estudada do que o córtex cerebral. Uma das razões é que o nosso córtex cerebral é particularmente grande quando comparado ao de outros grandes primatas. É no córtex que acontece boa parte do processamento necessário para a nossa cognição. Assim, entender de onde vem esse córtex diferente que nós temos pode ajudar a explicar as origens desse macaco pensador. Mas até muito recentemente, nós não tínhamos muitas pistas sobre os mecanismos que levaram ao desenvolvimento deste córtex maior. Tudo mudou quando descobrimos, há menos de dez anos, algumas duplicações de pedacinhos de nossos cromossomos. Mas para entender a importância destes pedacinhos, precisamos primeiro olhar como se forma o córtex cerebral.

O córtex cerebral, como qualquer outra estrutura do sistema nervoso central, se forma a partir do tubo neural. O tubo neural é um folheto de células em divisão. Em um primeiro momento, estas células se dividindo não se diferenciam, são células tronco neurais, com capacidade de originar neurônios e células da glia. Depois de um tempo, algumas células deixam o ciclo celular, começam a se diferenciar e migram das porções mais internas do tubo em direção ao seu exterior

Figura 1: Representações do desenvolvimento do córtex em três momentos. À esquerda, a placa cortical mais jovem, no qual as células são, em sua maioria, células tronco neurais, próximos ao centro do tubo (abaixo). Quanto mais progride o desenvolvimento, mais células param de se dividir e se diferenciam em neurônios (acima). Esta migração contínua de novas células acaba por aumentar a espessura do córtex.

Durante o desenvolvimento, as paredes do tubo neural vão ganhando espessura, acrescentando mais e mais camadas. Após a sua migração, parte das células se diferencia em neurônios e outra parte em células da glia. Os neurônios então começam a emitir prolongamentos que podem se conectar com alvos próximos ou muito distantes. É por conta destas conexões à distância que se forma o que chamamos de substância branca, grandes regiões do nosso cérebro dedicadas à passagem de cabos conectores, os axônios. Todos estes fenômenos podem levar a um córtex maior. Se cada célula tronco neural se dividir mais vezes, gerando mais neurônios e/ou glia, estas células a mais ocuparão mais espaço. Se os neurônios formarem mais conexões, elas ocuparão mais volume e a substância branca irá também aumentar. Muitas espécies de mamíferos possuem um córtex tão grande e extenso que ele se acomoda à caixa craniana por meio de dobras em estruturas que chamamos de sulcos e giros. Qualquer modificação na expressão de moléculas que regulem estes fenômenos tem o potencial de gerar uma catástrofe, como malformações cerebrais, mas também modificações que são novidades sobre as quais a seleção natural pode operar, levando a alterações, por exemplo, na capacidade cognitiva da espécie.

As técnicas de sequenciamento de DNA sofreram uma grande revolução no começo deste século com a chegada das técnicas de sequenciamento de nova geração, do inglês next generation sequencing. Nesta tecnologia, o genoma é quebrado em pequenas sequências de DNA que são sequenciadas várias vezes. Nestas várias vezes, a mesma sequência aparece às vezes associada com nucleotídeos mais abaixo na cadeia e às vezes com nucleotídeos mais acima. Combinando a informação sobre estas relações de vizinhança, podemos montar um quebra cabeça para obter a sequência toda. Obviamente ninguém monta um genoma com bilhões de nucleotídeos no olho. Para isso, um grande esforço de desenvolvimento de ferramentas de bioinformática foi criado. Mas mesmo com todas estas ferramentas, o montar do quebra cabeça pode ser especialmente desafiador quando estas sequências são muito repetitivas ou duplicadas. Uma das soluções foi voltar a técnicas antigas para realizar o sequenciamento de cadeias de nucleotídeos longas. A outra foi investir em algoritmos melhores, à medida que fomos aprendendo sobre estas falhas. Assim, apesar de termos o primeiro genoma humano desde 2003, foi somente em 2014 que conseguimos detectar duplicações de um grupo importante de genes para os nossos cérebros. E esses genes duplicados deram o que falar.

Hoje em dia, além de termos muitos genomas de seres humanos sequenciados, temos também genomas de grandes macacos, como chimpanzés e gorilas, e grandes pedaços de genomas de hominíneos extintos, como Neandertais. A partir da comparação entre estes genomas, podemos detectar quais genes foram duplicados em nossa linhagem. Dentre os genes encontrados, alguns são expressos durante o desenvolvimento do córtex cerebral e são, assim, possíveis fontes de novidades evolutivas nessa estrutura. Isso porque hoje sabemos que o gene duplicado não sofre as mesmas pressões seletivas para manter as funções desempenhadas pelo gene ancestral. Nele pode haver modificações que eventualmente criem uma nova função. Mas o simples fato de o gene novo ser expresso em um córtex diferente não quer dizer que um causou o outro. E é aí que entram os experimentos que testam a função do gene.

Mas aqui esbarramos em um problema. Como testar o efeito de um gene novo para hominíneos se é eticamente inaceitável realizar um teste da sua função em um embrião humano? Para isso, criamos modelos que se aproximam o máximo possível do que sabemos sobre o desenvolvimento do córtex cerebral em humanos. Tomemos então aqui como exemplo o estudo de um dos genes identificados como potencial novidade na evolução do córtex cerebral, que foi chamado de ARHGAP11B. Este gene não está presente em nenhum dos grandes primatas, mas está presente em Neandertais, hominíneos de Denisova e todos os humanos modernos. O ARHGAP11B é o produto da duplicação parcial do gene ARHGAP11A. A enzima ARHGAP11A, resultante da transcrição e tradução do gene de mesmo nome, é uma enzima envolvida na sinalização intracelular. Mas ARHGAP11B perdeu esta função, pois graças à substituição de uma única citosina por uma guanina, criou-se um novo sítio para splicing que acaba por remover 55 nucleotídeos originais de seu RNA mensageiro. Esta mudança acabou por gerar uma parte completamente nova desta proteína, que perdeu sua atividade enzimática original, mas ganhou uma nova função.

Para descobrir que função é esta, Marta Florio e seus colaboradores se perguntaram se este gene específico de humanos, quando expresso em células tronco neurais do córtex cerebral em formação de camundongos, teria algum efeito. Os pesquisadores promoveram, então, a expressão artificial de ARHGAP11B no cérebro de embriões de camundongo. O que eles observaram foi que, na presença de ARHGAP11B, as células tronco neurais se dividem mais e o córtex cerebral ganha sulcos e giros, que não existem no cérebro liso desses animais. Assim, o uso de embriões de camundongo como modelo sugere indiretamente que a função nova de ARHGAP11B pode ter contribuído para a expansão do córtex de hominíneos.

Mas será que o efeito observado é uma propriedade única da expressão artificial em células de camundongo? O que aconteceria se ele fosse expresso nas células de um primata? Aí entra uma nova corrida tecnológica. A criação de um modelo animal, que atenda requisitos de um animal de laboratório, mas que seja um primata. Para isso, a espécie escolhida foi Callithrix jacchus (o sagui, ou sorin, para nós aqui no RN). Para conseguir saguis expressando ARHGAP11B, este mesmo grupo injetou um lentivírus contendo o gene e sua região regulatória em óvulos fertilizados. Assim, eles obtiveram embriões em que o gene foi incorporado ao genoma. Após isso, os embriões foram transferidos para fêmeas para a gestação. Os embriões que receberam o gene com sucesso apresentaram ampliação no número de células tronco neurais, de novos neurônios e formaram sulcos e giros no córtex cerebral, que em saguis também é liso. Assim, as evidências indiretas da participação de ARHGAP11B na expansão cortical se acumulam. A proteína possui efeitos semelhantes em progenitores corticais de espécies diferentes, não parecendo ser esta observação apenas um efeito colateral do modelo. ARHGAP11B se soma a outros genes novos de hominíneos que atuam no desenvolvimento cortical, como NOTCH2NL, cuja duplicação também causou o aumento no número de divisões que as células tronco neurais fazem, e SRGAP2C, que se tornou um inibidor da proteína produzida pelo gene original (que é um inibidor de sinapses e ramificações de neurônios). Como SRGAP2C é um inibidor de uma proteína inibidora da formação de sinapses, ela acaba sendo um estimulador de sinapses. Todos estes genes estavam presentes em Neandertais e hominíneos de Denisova. Por isso, é difícil acomodar na hipótese molecular atual a ideia preconceituosa de que nós seríamos intelectualmente superiores ou mesmo teríamos um córtex mais avantajado do que os hominíneos com os quais convivemos no último milhão de anos.

Eduardo Sequerra (UFRN)

PARA SABER MAIS:

Marta Florio, Victor Borrell e Wieland Huttner (2017) Human-specific genomic signatures of neocortical expansion. Current Opinion in Neurobiology

Os desafios da hidra

As hidras mostram que sua constância morfológica é um redemoinho de células modulado pelo diálogo de seu genoma com o ambiente. E nos desafiam novamente a repensar conceitos.

Em 1741, o naturalista suíço Abraham Trembley descreveu uma pequena criatura que habitava lagos e rios da Europa. Ela era verde, tinha forma de tubo e passava a maior parte do tempo agarrada ao substrato, como uma alga. Mas às vezes se soltava e caminhava lentamente para um novo local, dando graciosas cambalhotas. Tinha tentáculos delicados na parte de cima que variavam em número entre diferentes indivíduos, algo incomum para uma espécie de animal.

Trembley não tinha certeza se a criatura era uma planta ou um animal. Para responder essa dúvida, ele fez um experimento, método que só viria a ser comum em biologia mais de um século depois. Ele cortou a criatura ao meio e elaborou uma hipótese: se fosse um animal, morreria; se fosse uma planta, brotariam dois novos indivíduos. Após alguns dias, cada parte da criatura cortada ao meio gerou dois indivíduos completos (Figura 1). E quando cortada em quatro partes também. Não importando se eram pedaços grandes ou pequenos, cortes verticais ou horizontais, sempre se regeneravam organismos completos de cada fragmento.

Trembley concluiu que era uma planta. Mas sua conclusão ruiu quando observou um indivíduo capturar e comer uma presa. Tratava-se de um animal com capacidades extremas de regeneração. Linnaeus batizou o animal de Hydra, em referência ao mito grego de Hidra de Lerna, um monstro marinho capaz de regenerar uma nova cabeça cada vez que era cortada (foi finalmente derrotado por Héracles com a ajuda de um cauterizador).

Figura 1: Estátua de Héracles lutando contra Hidra de Lerna, no Louvre, em Paris (esquerda); Uma *Hydra cortada em duas partes regenera dois indivíduos completos (esquerda)*.

A pequena Hydra de Trembley foi mais que uma curiosidade para ciência do século XVIII. Foi uma monstruosa anomalia para as teorias preformistas apoiadas na visão mecanicista do animal máquina. Para os preformistas, a forma do animal adulto preexistia miniaturizada em ovos ou espermatozoides. Não havia verdadeira geração da forma, mas simplesmente crescimento. A hidra desafiava essa concepção ao gerar novos indivíduos a partir de diferentes partes. Um século depois, o preformacionismo foi completamente abandonado e a visão de que a forma dos animais é construída durante o desenvolvimento embrionário se tornou um consenso.

As hidras são cnidários, como os corais, anêmonas e águas-vivas. Na biologia contemporânea, ela se tornou um organismo-modelo para estudar os mecanismos celulares e moleculares que controlam a capacidade de regenerar partes e órgãos. As células de seu corpo, ao contrário das nossas, estão todas constantemente se dividindo e substituindo as antigas, em uma contínua recriação corporal. Células que se dividem na região central se movem continuamente em direção às extremidades, seguindo gradientes moleculares de proteínas na cabeça e na base do corpo. Quando cortada ao meio, a hidra regenera uma cabeça no lado que tinha maior concentração da proteína produzida na região da cabeça, coordenando assim a reconstrução do eixo corporal.

A proteína secretada por células na região da cabeça foi chamada de WNT e ativa a produção de outras proteínas nas células vizinhas. O número variável de tentáculos é uma indicação da potência da atividade de WNT. Quando uma molécula sintética que ativa a via de WNT é colocada na água, as hidras desenvolvem tentáculos em todo o corpo (Figura 2). Um estudo publicado esse mês por cientistas alemães mostrou que o gradiente molecular de WNT depende também de fatores abióticos e bióticos. Indivíduos criados a 12°C desenvolvem em média 40% menos tentáculos do que indivíduos criados a 18°C, e indivíduos que tiveram as bactérias simbióticas da pele eliminadas pela aplicação de antibióticos desenvolvem quatro vezes mais tentáculos. Mostraram ainda que temperatura e bactérias influenciam diretamente onde se expressam genes do genoma da hidra.

Figura 2: Expressão de WNT na região apical de uma *Hydra* (esquerda); Plasticidade de uma *Hydra* exposta a diferentes temperaturas.

A biologia moderna frequentemente descreve o desenvolvimento embrionário como um processo controlado autonomamente pelo genoma em direção a um estado adulto estável. O ambiente é visto como condição de fundo ou fonte de ruído de um processo que é controlado internamente. Mas as hidras mostram que sua constância morfológica é um redemoinho de células modulado pelo diálogo de seu genoma com o ambiente. E nos desafiam novamente a repensar conceitos.

João Francisco Botelho (PUC de Chile)

Para saber mais

Gilbert, Scott F., Thomas CG Bosch, and Cristina Ledón-Rettig. “Eco-Evo-Devo: developmental symbiosis and developmental plasticity as evolutionary agents.” Nature Reviews Genetics 16.10 (2015): 611-622.

Taubenheim J, Willoweit-Ohl D, Knop M, Franzenburg S, He J, Bosch TCG, et al. Bacteria- and temperature-regulated peptides modulate β-catenin signaling in Hydra. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020;117(35):21459-68.

Vogg, Matthias C., Brigitte Galliot, and Charisios D. Tsiairis. “Model systems for regeneration: Hydra.” Development 146.21 (2019).

Proteção dos polinizadores e sustentabilidade: objetivos que se cruzam

A polinização realizada por animais é um serviço ecossistêmico essencial para sustentabilidade do planeta e da vida humana. A proteção dos polinizadores nos permitirá alcançar a maioria dos objetivos de desenvolvimento sustentável da Agenda 2030 das Nações Unidas.

A polinização, que consiste na transferência do pólen das anteras (parte masculina da flor) para o estigma (parte feminina), é a primeira fase do processo da reprodução sexuada das plantas terrestres com flores, sem a qual não haveria frutos, sementes e novas plantas. Essa transferência pode ocorrer por meio de agentes bióticos e abióticos, mas são os agentes bióticos – animais vertebrados e invertebrados – os principais vetores de pólen, ou polinizadores. Aproximadamente 90% das plantas terrestres e 75% dos principais cultivos agrícolas depende, de alguma forma, do serviço realizado pelos polinizadores, sendo a polinização animal considerada um serviço ecossistêmico chave para a sustentabilidade do planeta e para a vida humana.

Nesse sentido, a proteção dos polinizadores e do serviço de polinização é amplamente reconhecida como medida necessária para garantir a segurança alimentar e manter a vida na Terra, o que os relaciona diretamente a dois dos 17 objetivos do desenvolvimento sustentável (ODS) – ODS 2 – ‘fome zero’ e ODS 15 – ‘vida em terra’ –, que são parte deuma agenda acordada pelos países signatários das Nações Unidas visando promover o trabalho conjunto de toda a sociedade para um mundo mais justo, igualitário e sustentável. Esta é uma agenda a ser alcançada até 2030, que envolve desde a eliminação de males como a fome e a pobreza à eliminação do medo e da violência, dentre outras medidas necessárias à garantia de vida digna para todos os seres vivos do planeta.

Contudo, Jeff Ollerton, professor da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, recentemente chamou atenção em seu blog para o fato de que o papel dos polinizadores, assim como suas interações com as plantas, está sendo subestimado ao relacioná-los apenas aos ODS 2 e 15. Para Ollerton, direta ou indiretamente, a biodiversidade e, em particular, as interações entre plantas e polinizadores se relacionam com pelo menos 12 dos 17 ODS. Portanto, isso precisa ser explicitado com mais frequência e com maior ênfase do que é atualmente, para demonstrar a grande importância desses animais na garantia da nossa sobrevivência.

Os argumentos de Ollerton baseiam-se no fato de que, como a sobrevivência a longo prazo de quase todas as plantas terrestres depende dos polinizadores, e estas dominam a maioria dos habitats terrestres – de 40 até 50% em áreas temperadas e até 90 a 100% em habitats tropicais – formando a base da maioria das cadeias alimentares terrestres, a viabilidade e sustentabilidade a longo prazo de grande parte da biodiversidade da Terra podem ser ligadas, direta ou indiretamente, aos polinizadores. Isso vale também para os biomas marinhos costeiros, que recebem uma entrada significativa de energia e nutrientes dos habitats terrestres, o que também relaciona esses animais ao ODS 14 – Vida na água.

À luz desses argumentos é possível analisar como os polinizadores e a polinização estão conectados aos demais ODS, a partir de uma visão sistêmica dos processos envolvidos em cada um desses objetivos.

Podemos então começar pela produção de alimentos, na qual os polinizadores desempenham papel crucial. Essa perpassa por dois eixos centrais estabelecidos pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação, que são a segurança e soberania alimentares. A segurança alimentar existe quando os povos, em qualquer tempo, têm acesso físico e econômico a alimentos saudáveis, que atendam às suas necessidades para uma vida ativa e saudável. Quando adicionamos o conceito de soberania à essa lógica, o mesmo destaca a importância de os povos escolherem os modos de produção de alimento, considerando os saberes tradicionais, a maximização dos serviços ecossistêmicos e a diminuição da distância entre produtores e consumidores finais. Esses conceitos estão ligados de forma direta aos polinizadores e suas interações com as plantas, visto que há evidências da contribuição desses animais para o aumento da produtividade agrícola, especialmente para aquelas culturas consideradas fontes primárias de nutrientes essenciais para os humanos. Essa contribuição é maximizada com o uso de práticas agrícolas sustentáveis, de baixo impacto à biodiversidade, por garantirem estabilidade na abundância e na riqueza dos polinizadores e no serviço de polinização. Essas práticas, que incluem medidas que protegem à biodiversidade, como redução ou eliminação do uso de agrotóxicos, diversificação de cultivos e proteção de habitats naturais no entorno dos cultivos, estão alinhadas aos conceitos de segurança e soberania alimentares, contemplando, desse modo, não apenas o ODS 2 – erradicação da fome e agricultura sustentável – mas também o ODS 3 – saúde e bem-estar das populações humanas.

Aos ODS 2 e 3, podemos agregar os ODS 1 e 8, que consistem na erradicação da pobreza e no trabalho decente e crescimento econômico, respectivamente, pois sabemos que a adoção de práticas agrícolas sustentáveis proporcionam melhores condições de vida no campo, criando maior número de nichos de trabalho e mais oportunidades de emprego para populações que se encontram em condição de vulnerabilidade socioeconômica. Estratégias que visam ressignificar espaços urbanos ou rurais historicamente submetidos a processos de precarização, envolvendo os atores sociais locais, têm se mostrado um caminho de enfrentamento da pobreza e inclusão social e econômica dessas populações. A qualificação desses atores para práticas de produção agrícolas de baixo impacto à biodiversidade cria oportunidades de sinergias entre políticas públicas de enfrentamento a problemas associados à tríade econômica, social e ambiental, promovendo espaços de discussões e ações mais sistêmicas para a construção de soluções respaldadas na conservação e no uso sustentável dos recursos naturais. Associando-se essas soluções a um maior protagonismo de populações historicamente vulneráveis, pode-se assim ajudar na redução das desigualdades (ODS 10). Um exemplo de promoção dessas sinergias pode ser vista na iniciativa dos Quintais Produtivos Agroecológicos no município de Marituba, Região Metropolitana de Belém, que levou, através de capacitações para as populações de baixa renda, a uma mudança nas esferas econômica, social e ambiental, criando um cenário propício de sinergias de ações em prol do desenvolvimento sustentável, com uma rede potencial de benefícios para os polinizadores e o serviço de polinização. Outro cenário muito favorável ao enfrentamento da pobreza e à geração de emprego e renda diz respeito às atividades de criação de abelhas. Trata-se de uma prática secular e que tem muita relação com a interação do conhecimento tradicional com o conhecimento científico, criando caminhos para ressignificar espaços, de forma que sejam propícios para a criação dessas abelhas, fornecendo produtos comercializáveis, como pólen, mel, cera e própolis. Pode-se, assim, aumentar a autonomia financeira de apicultores (profissionais que criam a espécie Apis mellifera) e meliponicultores (criadores de abelhas nativas sem ferrão), além de contribuir para a conservação dessas espécies em seus locais naturais de ocorrência.

As contribuições dos polinizadores no combate às mudanças climáticas (ODS 13) também são claras, mesmo que de forma indireta, por meio da polinização das plantas terrestres. Afinal, uma das principais estratégias nesse combate está relacionada à proteção e recuperação da vegetação, dado o seu importante papel na fixação de estoques de carbono e na regulação climática. As previsões mais recentes do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) apontam para aumento de temperatura global de até 4ºC, até o ano de 2050, sendo que devemos perseguir o objetivo de não ultrapassar 1,5ºC, uma vez que, com tal aumento, além dos prejuízos na agricultura, seriam potencializados efeitos que já temos sentido hoje em alguns grandes centros urbanos, como aumento das ondas de calor, aumento nos níveis dos oceanos, enchentes causadas pelas mudanças nos regimes pluviométricos e problemas diretos e indiretos na saúde humana. Nos ambientes rurais, a proteção se dá por meio do combate ao desmatamento e às queimadas, pelo estabelecimento de Reservas legais (RL) e Áreas de Proteção Permanentes (APP) e desenhos de paisagens agrícolas heterogêneas. Nas cidades, a recomendação é a criação de uma infraestrutura verde, com parques urbanos, canteiros urbanos com plantas alimentícias e medicinais, tetos verdes, áreas de proteção ambiental, quintais produtivos e hortas urbanas. Os polinizadores são esses essenciais para manutenção dessa infraestrutura verde, cujo planejamento deve também dialogar com outras políticas de planejamento urbano, de forma a criar políticas Inter setoriais em prol da mudança de concepção de uma cidade produtiva, adotando modelos de desenvolvimento sustentável que atendam às aspirações das comunidades atuais e futuras, tornando possível alcançar, assim, as metas do ODS 11, cidades e comunidades sustentáveis. Em ambos os cenários, campo e cidade, a manutenção da vegetação traz benefícios claros para a biodiversidade, saúde humana, diminuição das ondas de calor, fornecimento de alimentos, além de criar cenários de maior capacidade de absorver os gases do efeito estufa e diminuir os impactos das chuvas sobre os solos, sendo um caminho promissor no enfrentamento de enchentes e deslizamentos de terras.

Ainda na perspectiva mais sistêmica do significado dos polinizadores e do serviço de polinização para a vida no planeta, os ODS, água potável e saneamento (6), vida na água (14) e vida na terra (15) nos colocam diante de mais um cenário oportuno para discutir os benefícios dos polinizadores. Como mencionado no início do texto, cerca de 90% de todas as plantas terrestres com flores dependem de um animal polinizador para cumprir a primeira etapa de seu ciclo reprodutivo. Essa vegetação acima do solo mantém redes complexas de interações com diversos outros animais, com fungos, bactérias, protozoários, algas, além de outras plantas. O fluxo de matéria e energia nos ambientes terrestres está pautado, primariamente, na regulação de conversão da matéria inorgânica em complexas biomoléculas que sustentam essas redes de interação, afetando todas as espécies que habitam o planeta. Às margens dos rios, essa vegetação, denominada mata ciliar ou mata de galeria, tem a importante função de regular a entrada de nutrientes que chegam do ambiente terrestre, impedindo potencial eutrofização (i.e. aumento da quantidade de nutrientes) desses corpos d’água, além de estabilizar o sedimento, reduzindo a probabilidade de assoreamento desses rios. O resultado é, além da preservação dos organismos que vivem associados a esses corpos d’água, a manutenção de uma água de qualidade que pode chegar à casa do consumidor final, com um custo total de tratamento reduzido, com impactos claros na economia e na saúde das populações. Quando consideramos os sistemas socioecológicos, a presença de certas espécies vegetais pode também estar associada não apenas à alimentação humana, como a uma grande diversidade de práticas religiosas, principalmente de matriz indígena e africana, que possuem uma relação sacralizada de milênios com espécies vegetais, garantindo a manutenção da herança cultural desses povos. Manter essa vegetação requer a presença de polinizadores realizando o fluxo polínico e contribuindo para o ciclo reprodutivo dessas espécies.

As mudanças necessárias para alcançar esses objetivos também perpassam por uma necessidade mais elementar, que consiste na criação de espaços formais e informais de educação, que possam despertar o interesse da sociedade e contribuam na formação de cidadãos críticos e conscientes do seu papel na sociedade. O ODS 4, educação de qualidade, está conectado com todos os demais objetivos, visto o papel basilar da educação em prol da ressignificação de valores e promoção de um ideal de sociedade que promova justiça social e crescimento econômico pautado em desenvolvimento sustentável, o que já incorpora as dimensões social e ambiental. A construção desse pensamento sistêmico deve partir de modelos de educação que estimulem o pensamento crítico e a visão holística dos sistemas socioecológicos, considerando as especificidades de contextos regionais, estimulando a ativa participação de estudantes na proposição de soluções para os problemas que envolvem a conservação dos polinizadores e o serviço de polinização. Por ter várias conexões com distintas áreas do conhecimento, os polinizadores e o serviço de polinização pode inspirar a criação de múltiplas situações de ensino e aprendizagem, que coloquem o(a) estudante em uma posição mais ativa na resolução de problemas reais da sociedade em que se insere. Entre esses temas, encontramos o déficit de polinização em função do declínio de polinizadores; uso de agrotóxicos para controle de pragas e doenças; desmatamento, sob a alegação da ampliação das fronteiras agrícolas; prática da meliponicultura e transporte ilegal de espécies. Estes são alguns dos problemas socioambientais atuais que podem ser abordados em sala de aula, por meio de questões sociocientíficas (QSC), estimulando estudantes a se posicionarem diante de cenários controversos que envolvam posturas éticas, mudanças de comportamento e reflexões sobre consumo e produção sustentável (ODS 12).

Os polinizadores, principalmente as abelhas, também têm sido ao longo da história e em todo o mundo fontes de inspiração nas artes plásticas, no cinema, na literatura, na música, atividades que geram emprego e promovem a cultura (ODS 8 – trabalho decente e crescimento econômico). Três abelha s, retratadas em vitrais, esculturas e pinturas nos museus de Roma, eram símbolo da família Barberini, do Papa Urbano VIII, dentre outros inúmeros exemplos. Mais recentemente conhecimentos tradicionais sobre abelhas foram tema de um belíssimo documentário indicado ao Oscar em 2020, Honeyland, que narra a história de uma caçadora de abelhas no leste europeu e sua relação harmoniosa com esses insetos. Na literatura, um bom exemplo é A vida secreta das abelhas, da escritora Sue Monk Kidd, um livro que também foi adaptado para o cinema e conta a história de uma adolescente que desvenda mistérios sobre a sua vida por meio da prática da apicultura. A música popular brasileira também está recheada de exemplos, como As Abelhas, de Vinicius De Moraes e Luis Enrique Bacalov; Morena Tropicana, de Alceu Valença; Mel, de Caetano Veloso, dentre outras.

Assim como as artes e a cultura, a Indústria, Inovação e infra-estrutura (ODS 9) também podem beneficiar-se dos polinizadores, como mostram alguns exemplos recentes. Na Expo Milão 2015, o design do pavilhão do Reino Unido, idealizado por Wolfgang Buttress, foi inspirado em uma colmeia, tendo sido batizada com esse nome. Na tecnologia robótica, pesquisadores da Universidade de Harvard estão desenvolvendo um projeto de um RoboBee, cujo objetivo é produzir um enxame de robôs voadores totalmente autônomo, inspirado nas abelhas, para aplicações como busca e salvamento, vigilância e polinização artificial.

Como vimos acima, os polinizadores silvestres e manejados, juntos, oferecem muitos benefícios para a humanidade e para o planeta. Ações de uso sustentável e conservação desses animais é uma via que os países podem seguir para alcançar objetivos e metas da Agenda 2030. Contudo, é necessário que essas ações sejam integradas, sistematizadas e traduzidas em políticas e diretrizes que visem, dentre outras: estabelecer padrões regulatórios mais rigorosos para liberação dos agrotóxicos; promover o manejo integrado de pragas que atacam os cultivos; regular e fiscalizar o transporte de polinizadores manejados, para evitar os prejuízos relacionados às espécies invasoras, como doenças e perda da variabilidade genética; incentivar o uso de práticas agrícolas de baixo impacto, amigáveis à biodiversidade, para ajudar os agricultores a se beneficiarem dos serviços ecossistêmicos ao invés de agroquímicos; reconhecer a polinização como um insumo agrícola, relacionando-a à produtividade dos cultivos; apoiar sistemas agrícolas diversificados; conservar e restaurar a “infraestrutura verde”, aumentando as chances de os polinizadores se moverem entre paisagens agrícolas e urbanas; desenvolver monitoramento de polinizadores e polinização de longo prazo; financiar pesquisas participativas para melhorar os rendimentos na agricultura orgânica, diversificada e ecologicamente intensificada, ou seja, uma agricultura pautada em práticas de manejo capazes de manter a biodiversidade e os serviços ecossistêmicos dentro das áreas produtivas. Essas ações exigem dos governos um esforço de pensar as políticas intersetoriais de forma integrada, promovendo sinergias de ações que perpassem por todos os eixos dos ODS. As grandes dimensões do desenvolvimento sustentável – econômica, social e ambiental – precisam ser pensadas de forma articulada, conforme agendas de curto, médio e longo prazo, buscando soluções para os problemas socioambientais de forma responsável e planejada, a partir de uma visão sistêmica dos sistemas socioecológicos. A conservação dos polinizadores e do serviço de polinização é um caminho que pode guiar a construção dessas agendas mais integradas.

Blandina Felipe Viana (Instituto de Biologia, IBUFBA)

Jeferson Gabriel Coutinho (Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia, IFBA)

Para saber mais:

BPBES/REBIPP (2019). Relatório temático sobre Polinização, Polinizadores e Produção de Alimentos no Brasil. Marina Wolowski; Kayna Agostini; André Rodrigo Rech; Isabela Galarda Varassin; Márcia Maués; Leandro Freitas; Liedson Tavares Carneiro; Raquel de Oliveira Bueno; Hélder Consolaro; Luisa Carvalheiro; Antônio Mauro Saraiva; Cláudia Inês da Silva. Maíra C. G. Padgurschi (Org.). 1ª edição, São Carlos, SP: Editora Cubo. 184 páginas. http://doi.org/10.4322/978-85-60064-83-0

CBD/COP/DEC/14/6 (2018). Decision Adopted by the Conference of the Parties to the Convention on Biological Diversity. https://www.cbd.int/doc/decisions/cop-14/cop-14-dec-06-en.pdf

DICKS LV, et al. (2016). Ten policies for pollinators. Science Science. 354, 14–15. http://doi.org/10.1126/science.aai9226

IPBES (2016). The assessment report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on pollinators, pollination and food production. S.G. Potts, V. L. Imperatriz-Fonseca, and H. T. Ngo (eds). Secretariat of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, Bonn, Germany. 552 pages. https://doi.org/10.5281/zenodo.3402856

Link para download de cartilhas, e outros materiais de divulgação cientifica, sobre polinização e polinizadores, em português: https://www.mma.gov.br/publicacoes/biodiversidade/category/57-polinizadores.html