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 3saúde 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 abelhas, 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

Operárias pós pandemia

O fungo induz a formiga a espalhar ainda mais os esporos do próprio fungo. Nossas redes sociais virtuais podem também nos fazer espalhar ainda mais nossa pandemia.

Às vezes o fragmento revela o todo, às vezes a vida de uma vila se revela universal. Muitos escritores escrevem sobre o seu entorno, seus relacionamentos, seu bairro, sua cidade. Machado de Assis nunca saiu do Rio de Janeiro, e no entanto seus personagens cariocas tocam a todo um mundo, traduzidos em outros tempos e cidades. Também a ciência pode assim ser versada em muitas línguas. Às vezes um olhar para o mínimo permite desvendar o máximo quando, por exemplo, conseguimos captar no que é ínfimo regras gerais de uma organização que se espelha em muitas escalas deste nosso mundo, que valem tanto para os formigueiros quanto para megalópoles humanas.

Viver em sociedade é um convite aos parasitas. Muitos corpos um ao lado do outro, é uma oportunidade imperdível para parasitas se espalharem, contaminando um a um, a dois, a três … milhões no Brasil, hoje. Mas sociedades de formigas enfrentam pandemias com muito mais galhardia que nossa desumana sociedade. Formigas constróem moradas escuras e úmidas, e muitas vezes levam folhas e cadáveres de insetos para dentro de suas casas, convidando assim fungos, bactérias e inúmeras viroses para o interior de sua intimidade. Como sobreviver a esta promiscuidade com o perigo? Como evitar que uma formiga operária adoentada infecte toda a colônia, sem ter hospitais ou leitos de UTI? Como evitar que a desinformação se espalhe criando um pandemônio em meio a uma pandemia? Talvez as formigas tenham algo a nos ensinar lá do fundo de sua aparente simplicidade. Talvez suas atitudes minúsculas possam nos ajudar a fazer a diferença, nesta estranha época em que tudo parece ser sempre muito mais de um imenso mesmo.

Indivíduos simples para uma sociedade complexa?

Do alto (ou de baixo) de seus pequenos cérebros, formigas não se furtam a produzir uma sociedade complexa, com castas especializadas em separados labores, uma realeza amparada por uma aristocracia em vários tons de cinza, campos de cultivo separados de lixões e de berçários e de áreas de processamento e transporte, uma sofisticada rede de contatos informando decisões que se alteram conforme a necessidade de um todo que nenhum pequeno cérebro individual conhece em sua inteireza. E formigas estão longe de ser mini-robôs que seguem algumas poucas simples regras das quais emerge, como num passe de mágica, um complexo sistema social. Não: do alto de seus pequenos cérebros formigas individuais aprendem com seus erros, corrigem ao longo de suas vidas suas decisões, mudam de profissão (função), optam às vezes por seguir a boiada, às vezes por liderá-la, espalhando cheiros ora convidativos, ora repugnantes, banhos de essências comunicativas sobre seu corpo, sobre suas trilhas, guiando-se ora por dicas visuais, ora pela memória dos caminhos já percorridos, seguindo os outros apenas após avaliá-los com contatos comunicativos de suas antenas, enfim, não estamos falando aqui de maquinetas simplificadas, mas sim de organismos inteiros, complexos, que sabem quem é de seu formigueiro e quem é forasteiro, sujeitos com história de vida pessoal e coletiva. Daí que não se avexem, leitores, ao serem comparados com uma formiga. Conheço muita gente boa que encararia essa comparação como um grande elogio.

Sociedades humanas e sociedades de insetos dependem de um complexo e coordenado sistema de infraestruturas, tais como redes de comunicação, de suprimentos, e de transporte. Não somos só nós que podemos ter barragens de detritos tóxicos implodindo cidades a jusante, derramamentos de petróleo eliminando culturas e comunidades de pescadores, pandemias colapsando o sistema de saúde, ou queimadas destruindo o futuro de uma nação, com o incentivo criminoso de Ricardo Salles (que apesar disso tudo ainda se considera ministro do meio ambiente). Como os nossos, os sistemas das formigas podem entrar em colapso, fruto de desastres naturais, flutuação na oferta de suprimentos, irrupção de doenças e perda de indivíduos chave. Talvez em mais uma semelhança, desta vez com a sociedade brasileira em particular, não há entre as formigas um planejamento deliberado ou um sistema centralizado de controle. Com o crescimento descontrolado da população, os sistemas de infraestrutura humanos estão, no geral, tornando-se decentralizados e interconectados, como o dos insetos sociais. Isto torna os insetos sociais um bom modelo para o estudo das redes de infraestrutura humanas, por exemplo, para promover um bom funcionamento das redes hospitalares, das redes de transporte de cargas, ou das redes de colaboração entre instituições de pesquisa. De forma mais direta, podemos estudar o espalhamento de epidemias em várias espécies de insetos sociais, utilizando os resultados como um banco de testes que nos permita prever o espalhamento de epidemias em várias condições diferentes. Isto certamente nos deixaria mais preparados para nosso nebuloso futuro de pandemias em série.

Algumas espécies de formigas constróem ninhos com uma intrincada rede subterrânea, e este alto investimento no ninho requer consequentemente a construção de paredes reforçadas para o exterior, de modo a garantir seu investimento na infraestrutura do ninho, resistindo a ataques e perturbações externas. Outras espécies não investem muito no ninho, e optam, frente a um ataque, por uma fuga coordenada e rápida, redirecionando seus investimentos para outro local. No geral, há três estratégias para uma boa resiliência em insetos sociais: resistência (como no primeiro exemplo acima), redirecionamento (como no segundo exemplo), e reconstrução (quando a resistência é rompida e um novo ninho tem que ser reconstruído do zero). Espécies diferentes se especializam em estratégias distintas, e estudar a diversidade de espécies nos ajuda a entender que opções mais estariam no menu de estratégias resilientes, que condições tornam uma ou outra opção mais atraente. Certamente estamos precisando ampliar nosso leque de opções para a construção de, entre outras coisas, uma rede de instituições hospitalares, um sistema de saúde que não colapse facilmente frente a sucessivas ondas de epidemias, ou pandemias, ou pandemônios.

Com relação à estrutura social, quanto menor o grupo de insetos sociais, mais todos se relacionam com todos, de modo que em pequenas sociedades é mais provável que todos compartilhem um mesmo conjunto de saberes. Por outro lado, quanto maior o grupo, mais subgrupos temos nos insetos, ou seja, mais modularizada é a rede de interações sociais (maior o número de panelinhas de amigos), dando oportunidade para o surgimento de grupos especializados em determinados tipos de informação, ou fofoca, ou trabalho, e fazendo surgir também indivíduos chave para o grupo, indivíduos que conectam as panelinhas de amigos entre si, pessoas populares que conectam várias bolhas nas redes sociais. No entanto, diferentemente do que ocorre em nossas redes virtuais de relações sociais, as redes biológicas de interação no mundo concreto não comportam indivíduos hiperconectados: não há um Felipe Neto ou um Carlos Bolsonaro entre as formigas, mesmo havendo formigueiros com mais indivíduos que a maior das megalópoles humanas. Parece haver limites para as interações concretas, limites que nossas redes sociais virtuais permitiram suplantar: alcançamos recentemente uma nova escala de conectividade social.

Medicina social

Andamos nestes últimos tempos embrenhados por demais no individualismo. Temos uma dificuldade muito grande em entender que não sou eu que estou em risco ao sair por aí sem máscara. Não nos vemos como um elo, ou uma parte, de um todo maior, cada um focado no seu aqui, no seu agora. Talvez no Brasil isto seja particularmente difícil: para uma sociedade com origens múltiplas, negros de muitas etnias, diversas nações indígenas, brancos e amarelos de muitos e distintos mundos, é sempre mais difícil criar uma identidade vivendo um caleidoscópio. Sem identidade, nos resta a solidariedade com o diferente, mas este é um sentimento menos potente, não sei se capaz de fazer a unidade. É uma tarefa em aberto a construção de uma identidade brasileira, uma vontade de defender o outro como a nós mesmos, como se o ataque ao outro abrisse uma ferida em nossa própria e brasileira carne. Formigas são um só corpo (talvez não sejam uma só mente), mas como diziam acima meus bons amigos, é até covardia comparar-nos a estas sociedades maravilhosas.

Insetos sociais possuem estratégias variadas de defesa contra parasitas. Formigas usam antibióticos, produzidos por bactérias que vivem em sua cutícula, para controlar parasitas que atacam suas fazendas de fungos. Já cupins podem diretamente secretar antibióticos que inibem a germinação de fungos.

Cupins doentes, parasitados por fungos, ao entrar no cupinzeiro levam os cupins a se limpar uns aos outros, reduzindo a taxa de contágio, e aumentando a sobrevivência dos contaminados. Já formigas, ao limparem seus colegas, transferem a seus parceiros pequenas quantidades de patógenos, que serviriam como mini-vacinas, ao estimular o sistema imune do parceiro com doses não letais destes patógenos. Em outros casos, uma maior imunização estava associada a um aumento da trofalaxe, um comportamento no qual uma formiga regurgita alimento para a outra. Esta troca íntima de líquidos corporais poderia espalhar na colônia a capacidade de combater parasitas.

Assim, para além da auto-medicação individual, insetos sociais têm estratégias coletivas que reduzem a disseminação de doenças. Uma outra estratégia coletiva é a divisão de trabalho estrita: operárias que se especializam no processamento de material contaminado (operam lixões com resíduos tóxicos) dificilmente entram em contato com outras operárias da colônia, havendo desta forma um efetivo isolamento dos lixões, cheios que estão de contaminantes que poderiam prejudicar as fazendas de fungos.

Um outro exemplo fascinante é o uso de resina de coníferas (araucárias, pinheiros) por formigas. Há tempos se sabe que algumas espécies carregam gotas de resina para dentro dos formigueiros, mas apenas recentemente descobriu-se que tais resinas contêm substâncias que inibem o crescimento e a multiplicação de bactérias e fungos parasitas, servindo desta forma como um medicamento coletado coletivamente para a defesa da colônia.

Considerando que insetos sociais têm uma casta reprodutiva, eles têm uma barreira óbvia para a transmissão de parasitas entre gerações. Se uma operária estiver doente, esta doença pode não chegar à rainha e às câmaras onde estão as larvas das próximas rainhas e reis. A rainhas e a futura realeza são cuidados apenas por operárias jovens que não saem do ninho, sendo assim pouco expostas a doenças. Assim, uma colônia parasitada pode evitar a transmissão do parasita para suas colônias filhas, ao proteger de doenças suas castas reprodutivas.

Chegando ao correlato mais direto com nossa pandemia atual, pesquisadores simularam uma epidemia em colônias de formigas. Injetaram fungos mortíferos em formigas, e seguiram seu comportamento ao entrar no formigueiro. O resultado foi surpreendente: imediatamente houve um maior distanciamento social nos formigueiros infectados, quando comparados aos formigueiros controle (não infectados). A infecção fez com que as redes de interação social ficassem mais modularizadas, ou seja, com um maior número de panelinhas de amigos isoladas umas das outras. Este maior isolamento, em consequência, reduziu a velocidade de espalhamento da infecção.

Guerrilhas sociais

A pergunta que salta aos olhos é: como é que somos incapazes de fazer o que até mesmo ‘simples’ formigas fazem facilmente? Uma resposta: porque somos muito complicados. A rede de interações entre os insetos sociais não permite o surgimento de Carlos Bolsonaros da vida: como vimos, não há formigas hiperconectadas, não há abelhas super populares, não há cupins que tenham contato com a maior parte do cupinzeiro. Mas nossas redes sociais não têm limites para o número de contatos que uma pessoa pode ter. Pessoas hiper-conectadas, os tais influenciadores digitais, podem rapidamente contaminar uma sociedade com informação, ou com desinformação. Embora os vírus reais (o coronavírus, entre outros) se espalhem através de um contato mais próximo entre os indivíduos, a guerra de desinformação se espalha muito mais rapidamente, preparando o terreno para o espalhamento das viroses reais. Recentemente um estudo mostrou que cidades nas quais Bolsonaro teve maior votação na eleição presidencial são também cidades em que a taxa de mortalidade da COVID é maior. As guerras de desinformação têm preparado o terreno para uma maior letalidade do coronavírus.

Somos complicados, e isto é um problema. Agora que entramos em uma nova escala de socialidade, com redes sociais de pessoas hiper-conectadas, vamos nos dispor a desbravar este vasto novo mundo social que criamos, ou ficaremos à mercê dos interesses de grandes conglomerados digitais, como Facebook, Instagram, TikTok, WhatsApp, entre outras redes sociais que venham a surgir? Não podemos deixar que grandes conglomerados digitais funcionem como aqueles parasitas que controlam o comportamento de seu hospedeiro. Não podemos ser reféns dos algoritmos das redes sociais, planejados para que não desliguemos o celular, nunca.

Recentemente grandes empresas têm retirado seus anúncios do Facebook, pressionando assim para uma redução dos discursos incendiários e de polarização social que, literalmente, alimenta as redes sociais virtuais, dando-lhes um público cativo que quer ver o circo pegar fogo. O judiciário brasileiro está investigando gabinetes de ódio espumante. Para um novo problema, basta uma nova solução, e uma guerrilha contra a desinformação está em curso no Brasil, neste exato momento. Participe.

Hilton Japyassú

Para saber mais

Christe, P., Oppliger, A., Bancalà, F., Castella, G., & Chapuisat, M. (2003). Evidence for collective medication in ants. Ecology Letters, 6(1), 19-22.

Cremer, S. (2019). Social immunity in insects. Current Biology, 29(11), R458-R463.

Middleton, E. J., & Latty, T. (2016). Resilience in social insect infrastructure systems. Journal of The Royal Society Interface, 13(116), 20151022.

Naug, D. Structure and resilience of the social network in an insect colony as a function of colony size. Behav Ecol Sociobiol 63, 1023–1028 (2009). https://doi.org/10.1007/s00265-009-0721-x

Stroeymeyt, N., Grasse, A. V., Crespi, A., Mersch, D. P., Cremer, S., & Keller, L. (2018). Social network plasticity decreases disease transmission in a eusocial insect. Science, 362(6417), 941-945.

Papéis sexuais são uma falsa dicotomia?

Na nossa sociedade, tendemos a encaixar o que é um macho e o que é uma fêmea em definições fixas. De fato, há razões evolutivas para eles terem diferenças marcantes. Mas estudos recentes questionam a universalidade dessa dicotomia.

Na natureza, tipicamente há na reprodução sexual um gameta que é maior e, assim, demanda maior investimento para ser produzido (em termos de nutrientes, tempo, energia), e que tem menor ou nenhuma mobilidade. Ele se encontra com um gameta pequeno, de maior mobilidade, que demanda menos energia para ser produzido (sendo muitas vezes descartável). A reprodução envolvendo esses tipos de gameta é chamada de anisogamia (do grego, anisos: ‘desigual’ + gamos:casamento). Nós designamos por “fêmeas” os indivíduos que produzem os gametas maiores e em menores quantidades, e por “machos”, os que produzem os gametas menores em grande quantidade. Também há organismos que produzem ambos, chamados de hermafroditas. Há na biologia uma argumentação sólida sobre por que a anisogamia foi selecionada em quase todas as espécies que fazem reprodução sexuada. Essa argumentação é baseada na ideia de que, quando temos gametas de vários tamanhos competindo os que produzem gametas de tamanho mais extremo (muito grande ou muito pequeno) terão maior facilidade para se reproduzir do que os que produzem de tamanho mais intermediário.

Se há na natureza indivíduos que produzem gametas pequenos, móveis e abundantes, e outros que produzem gametas grandes, imóveis e repletos de reservas, cabe perguntar se as diferenças no tipo de gameta resultaram em diferenças comportamentais e morfológicas, uma vez que as pressões seletivas sobre indivíduos que produzem cada tipo de gameta devem ser, em princípio, diferentes. Foi exatamente essa a questão abordada por Angus Bateman (1919-1996), que ao estudar moscas-das-frutas propôs que existia uma variação maior na taxa de sucesso reprodutivo entre machos do que entre fêmeas (princípio de Bateman), e que esse sucesso dependia do número de fêmeas com as quais eles conseguiam copular. Já para as fêmeas, Bateman encontrou outro efeito: tinham maior sucesso reprodutivo aquelas que escolhiam machos de maior qualidade.

A teoria de Bateman estabeleceu uma relação entre a anisogamia e a noção de que a seleção natural age assimetricamente em cada sexo, uma vez que, quando os gametas são baratos de produzir, seria uma boa estratégia distribuí-los ampla e indiscriminadamente, enquanto que, quando são custosos, é preferível escolher bem como usá-los. Isso resultaria em diferenças comportamentais e físicas entre machos e fêmeas. O princípio de Bateman explica algumas características que variam com o sexo, entre elas, o fato de machos competirem por parceiros reprodutivos, o maior cuidado parental por parte de fêmeas, assim como o fato de estas serem seletivas na escolha do parceiro. Os traços que podemos relacionar com cada sexo, além do tamanho do gameta, são chamados de papéis sexuais. Dessa forma, o princípio de Bateman explica papéis sexuais historicamente associados a machos e fêmeas.

Contudo, animais nem sempre se encaixam nessas regras, pois os papéis sexuais na natureza são bem mais diversos do que a dicotomia estabelecida entre machos e fêmeas pode sugerir. Não é incomum machos que cuidam de suas crias ou fêmeas que competem com outras fêmeas. Não é impossível, inclusive, observar um indivíduo de um sexo se comportando com o papel sexual atribuído ao sexo oposto. Interessada em fazer um estudo sistemático sobre a diversidade e possibilidade de mudanças de papéis sexuais, a pesquisadora sueca Malin Ah-king e sua equipe fizeram uma extensa compilação de dados sobre comportamentos e morfologias. A partir de suas observações, propuseram que o sexo e os papéis sexuais na natureza não podem ser vistos como uma dicotomia estática, mas como algo que na biologia é chamado de norma de reação. Normas de reação descrevem as diferentes formas que um organismo pode assumir, em função de mudanças no ambiente que ele ocupa. Sob essa perspectiva, sexo num sentido morfológico e comportamental pode ser entendido como um contínuo no qual os indivíduos e espécies ocupam a distribuição completa, embora mais comumente se encontrem nas extremidades dessa distribuição.

Um exemplo da plasticidade do sexo é a capacidade encontrada em algumas espécies – principalmente anelídeos, camarões, caracóis e peixes – de trocarem de sexo durante sua vida. Essa capacidade é chamada de hermafroditismo sequencial (Figura de abertura). Um outro estudo teórico sugeriu que esses indivíduos mudam de sexo porque isso aumenta seu sucesso reprodutivo. Apesar de a mudança de sexo ser vantajosa aos indivíduos nessas espécies, ela é impraticável em espécies com o aparato sexual mais complexo. Entretanto, nessas outras espécies, há plasticidade para outras características, como a própria a determinação sexual, como é o caso em muitas espécies de tartarugas e crocodilos, em que o processo de determinação sexual tem um importante componente ambiental (a temperatura influencia a definição do sexo).

Nos vertebrados que não trocam de sexo durante a vida, a determinação do sexo pode ocorrer de forma cromossomal ou ambiental. É possível, também, que ocorram ambos, como no lagarto Bassiana duperreyi (Figura 2). A análise filogenética feita por Ah-King mostra que houve trocas entre esses dois sistemas de determinação do sexo no passado, ou seja mesmo em espécies com alto grau de parentesco é possível que uma use o sistema genético e a outra ambiental. Ela mostra também que, dentro de um sistema de determinação sexual, há muita variação nos genes envolvidos na determinação sexual, no tamanho desses cromossomos, na combinação de cromossomos sexuais que estão associados à determinação de se um organismo será macho ou fêmea, ou na temperatura que induz a formação de machos. A Figura 3 ilustra o quão diferente sistemas de determinação do sexo podem ser ao longo da árvore filogenética. O estudo de Ah-king reforça que processos de determinação sexual são evolutivamente lábeis, mudando de modo recorrente ao longo da filogenia dos animais.

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Figura 2: Bassiana duperreyi é uma espécie de lagarto que tem o sexo determinado tanto por fatores genéticos como ambientais. Imagem por Onesland – Own work, Public Domain.

Mesmo nas espécies em que o sexo é determinado geneticamente, o trabalho de Ah-king sugere haver plasticidade de papéis sexuais. Contudo, é mais difícil estudar a plasticidade de características relacionadas a papéis sexuais, uma vez que a análise é muitas vezes enviesada pelas características historicamente atribuídas aos sexos da nossa espécie, um viés que pesquisadores inevitavelmente carregam ao estudar esse tema. Além disso, para ser uma análise completa, é necessário um entendimento da ecologia em que vive o grupo estudado. Por exemplo, um pássaro pode apresentar baixo dimorfismo (a diferença física entre os sexos) num olhar desatento, mas os padrões de cores no ultravioleta podem ser bem distintos, e mais relevantes para a forma como eles enxergam as cores.

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Figura 3: A variedade dos sistemas de determinação do sexo mostrada em filogenia disponível em Ah-King et al. (2010). Legenda (de cima para baixo): determinação de sexo dependente de temperatura; fêmea heterogamética (fêmeas geralmente geradas pela presença de dois cromossomos sexuais não homólogos ZW); macho heterogamético (machos geralmente gerados pela presença de dois cromossomos sexuais não homólogos XY); hermafroditismo; unisexualidade (indivíduos produzem apenas um tipo de gameta); haplodiplóide (machos são determinados por gametas não fecundados e fêmeas por gametas fecundados)

Também é fundamental colocar os achados num contexto filogenético, algo feito por Ah-king. Não podemos dizer que uma espécie de peixe que apresenta cuidado parental por parte do macho teve seu “papel sexual trocado”, já que essa é uma característica comum nos peixes, ainda que pouco usual nas outras espécies. Levando tudo isso em consideração, Ah-King mapeou em uma filogenia papéis sexuais clássicos em borboletas, peixes e aves, mostrando que mudanças de papéis sexuais numa escala filogenética é algo que ocorre várias vezes ao longo da evolução (Figura 4).

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Figura 4: A ocorrência de mudança de papéis sexuais em borboletas, peixes e aves, em filogenia disponível em Ah-King et al. (2010). Legenda: em preto animais que apresentam inversão de papéis sexuais.

O trabalho de Ah-King expande nossa visão sobre o sexo, por vê-lo como apenas mais uma norma de reação – assim como vemos o comportamento, a porcentagem de gordura corporal, e certas medidas de inteligência. Essa proposta está de acordo com as recentes discussões acerca de gênero nas ciências sociais e tem o potencial de contribuir tanto para a discussão pública, como para a pesquisa sobre esse tema,  ao introduzir novas visões e ferramentas que nos permitem incluir e explicar interações não típicas na natureza (como por exemplo, a existência de animais transgêneros). Não obstante, toda nova teoria precisa ser olhada de uma forma crítica, não sendo esta uma exceção. Primeiramente, deve ser pontuado que a relação entre a anisogamia e a seleção sexual é solidamente estabelecida,  e não pode ser ignorada. Essa crítica foi o tema de artigos publicados em resposta àqueles que defendem a plasticidade dos papéis sexuais, em que é reiterada a forte influência da anisogamia na determinação de papéis sexuais, e seu apoio por estudos por dados experimentais. O artigo de Malin Ah-King e colegas não exclui a importância da anisogamia para explicar seleção sexual, ou o princípio de Bateman, mas enfraquece-os.

Em segundo lugar, é importante questionarmos se os achados de Malin Ah-King que apoiam a visão de que o sexo pode ser visto como um contínuo plástico não seriam apenas uma coleção de casos extraordinários, o que implicaria que a visão clássica continuaria sólida. Para testar isso, mais dados devem ser obtidos, preferencialmente tentando evitar os vieses que podem fortalecer a visão clássica.

Em suma, os pesquisadores expuseram uma ideia nova, de que os papéis sexuais podem ser entendidos como “apenas mais uma norma de reação”. Essa ideia pode ser aprimorada por mais pesquisas científicas, mas é necessário tratar essa hipótese com todo o rigor demandado e levar em conta o que já é bem aceito, por exemplo o princípio de Bateman. E assim entender em que contextos podemos utilizar a teoria mais clássica e em que casos devemos levar em conta a ideia da norma de reação. A plasticidade do sexo, caso seja estabelecida, pode tornar a discussão pública mais diversa e fundamentar uma maneira mais tolerante de pensar, uma vez que se trata de uma teoria que ao encontrar casos desviantes da norma tenta incluí-los em uma explicação mais geral ao invés de excluí-los colocando-os como exceções.

Carmen Melo Toledo

Graduanda de Ciências Moleculares, Universidade de São Paulo (USP)

Para Saber Mais:

G.A. Parker, R.R. Baker and V.G.F Smith; The origin and evolution of gamete dimorphism and the male-female phenomenon; Journal of Theoretical Biology (1972); vol. 36 pp. 529-553.

Knight ; Sexual stereotypes; Nature (2002); vol. 415, pp. 254–256.

Malin Ah-King, Sören Nylin; Sex in an Evolutionary Perspective: Just Another Reaction Norm; Evol Biol. (2010); vol. 37 pp. 234-246.

Philip L. Munday et al.; Diversity and flexibility of sex-chage strategies in animals; Trends in Exology and Evolution (2006); vol. 21, pp. 90-95;

Shine et al.; Co-ocurrence of multiple, supposedly incompatible modes of sex determination in a lizard population; Ecology Letters (2002); Vol. 5, pp. 486-489.

Göran Arnqvist et al.; Anisogamy, chance and the evolution of sex roles; Cell (2010); vol. 27 no. 5 pp. 260-264.

Tin Janicke et al.; Darwinian sex roles confirmed across the animal kingdom; Science Advance 2 (2016); e1500983

https://randyschickenblog.squarespace.com/home/2019/7/7/the-life-and-times-of-betty-the-transgender-chicken

Imagem de abertura: Semicossyphus reticulatus é um  peixe capaz de mudar de sexo ao longo da vida, no processo chamado hermafroditismo sequencial. Em 2017 essa transformação foi filmada e mostrada no primeiro episódio da série da BBC Earth chamada One Ocean II, foto por Ryokou man – Wikipedia.

A natureza que passou e ainda passa em nossas vidas

Estudar Biologia durante a ditadura, o ambientalismo, as convenções internacionais para a proteção ambiental, e onde estamos hoje.

Estudar Biologia nos anos de chumbo foi uma dureza, em nossas casas, fora dela, e mesmo dentro do Instituto de Biologia da Universidade Federal da Bahia, onde pensar qualquer coisa adiante era um deus-nos-acuda.  Não obstante o manto sombrio da ditadura, nessa época a cultura fervilhava na cidade do Salvador, e em 100m da Avenida Sete de Setembro, tínhamos o Acbeu (Academia Cultural Brasil-Estados Unidos), com sua biblioteca, sem a mão da censura e diversa, e o Icba  (Instituto Goethe), com seus movimentos culturais, teatro, dança e cinema. Leituras alternativas, como Primavera Silenciosa de Rachel Carson (1962) e o Choque do Futuro de Alvin Tofler (1970). Nessa época, a percepção de como o ambientalismo, bem como o capitalismo planejado chegavam em nossas vidas propiciou momentos ímpares. O livro seminal de Carson inseriu a humanidade como parte da natureza e focava no impacto dos pesticidas, principalmente, DDT sobre a população de aves. Enquanto o livro de Carson nos avisava, pela primeira vez na história, como nós humanos também passamos a ser expostos a compostos químicos perigosos, Toffler tratava das mudanças bruscas naturais que o futuro nos reservava, e seus efeitos sobre a economia, embora a preocupação com a limitação dos recursos naturais nunca tenha sido seu ponto forte. Estes livros, somados à leitura intensa dos clássicos, nos tornaram biólogos.

O sêmen do ambientalismo

Uma andorinha só não faz verão, mas vários fatores atuando em conjunto, em diferentes lugares do mundo podem influenciar mudanças, e a década de 1960  estava recheada desses fatores: a guerra do Vietnã, os protestos sobre o uso generalizado da energia nuclear e a desigualdade de direitos, os hippies com uma proposta de liberdade absoluta, que buscava romper o sistema social e cultural convencional, e a defesa dos animais e do meio ambiente, este último pela semente plantada por Carson. No outro lado do mundo, os jovens europeus que nasceram no pós-guerra, sentindo o peso conservador da academia e as poucas perspectivas de emprego, começam a protestar levando em conta todas estas variáveis, num mundo onde a informação começava a se espalhar com mais rapidez.

Já na década de 1950, Aldous Huxley,  no livro  ”As Portas da Percepção” descreveu as suas experiências com a mescalina, principio psicoativo extraído do peiote (Lophophora wiilliamssi) e utilizado em rituais religiosos pelos povos indígenas do sul do continente norte-americano, revelando cenários antes obscurecidos pela consciência continuamente ocupada com a realidade visível. Sem dúvidas, as drogas psicoativas, como a mescalina e o LSD, tiveram um papel importantíssimo na construção de uma nova apreciação e compreensão da natureza, experimentadas e potencializadas, inicialmente pelos hippies, e posteriormente por intelectuais da contracultura das décadas entre 1950 e 1970, para finalmente se inserirem como um  objeto do convívio social em todo o planeta, seguindo a tradição de várias outras drogas.

Uma nova natureza foi vislumbrada. Livros outrora esquecidos, como “Walden ou A Vida nos Bosques” (1854), um manifesto sobre a economia da natureza, e “A Desobediência Civil” (1849), um manifesto anarquista contra o pagamento de impostos ao governo estado-unidense escravagista e em guerra de dominação com o México, ambos de Henry Davi Thoureau, voltaram a ser mencionadas na onda de Primavera Silenciosa.

O movimento hippie consagrou-se como uma onda de imensa amplitude mundial, tendo como gatilhos principais uma rejeição pela juventude estado-unidense às guerras da Coreia e do Vietnã, e aos padrões conservadores e reacionários. Essa onda chegou ao Brasil no final da década de 1960, justamente quando a ditadura se solidificava com a Constituição de 1967 e o Ato Institucional Nº 5 (AI-5) de 1968, que auto-outorgava plenos poderes à ditadura militar, implantada em 1964. Enquanto outros movimentos de resistência buscavam na luta armada uma oposição ao regime, os hippies através de uma cultura de paz, tomaram outra direção para fazer frente à opressão contra a ditadura e toda espécie de conservadorismo de uma sociedade eminentemente reacionária, que marchava com Deus pela Liberdade, Tradição, Família e Propriedade.

O ambientalismo surgiu como uma válvula de escape, por ser o primeiro movimento a congregar os anseios de mudança dos jovens de então, pelo rompimento do status quo, transformando-se na utopia da hora, mesmo sem a proposição de alternativas. Em 22 de abril de 1970, cerca de 20 milhões de cidadãos estado-unidenses foram às ruas para exigirem mais proteção para a terra, ar e água, com a contribuição de artistas famosos. Até mesmo a elite começou a ter outro olhar para a natureza com o Clube de Roma, com uma nova visão sobre temas como energia, poluição, saneamento, saúde, ambiente, tecnologia e crescimento populacional.

Cenários de cooperação internacional

A Conferência das Nações Unidas sobre o Ambiente Humano, em Estocolmo (Suécia), em 1972, também foi um reflexo desses novos tempos, mesmo sem a participação dos ambientalistas da época.  A conferência representou um marco histórico ao introduzir a questão ambiental na agenda da política internacional, estabelecendo um padrão ético-moral que seria base para outros movimentos. A posição brasileira sustentava que o discurso dos países mais desenvolvidos se configurava como um ato de ingerência na soberania dos países subdesenvolvidos, pois estes tinham direito ao seu desenvolvimento, a despeito da proteção ambiental, similar à política do presente governo, quase 50 anos depois.  Isso quer dizer que o desenvolvimento no Brasil, conforme pensado pelo regime militar, desde a sua concepção deixou de lado a questão ambiental como uma política de nação, sendo esta uma visão/postura/atitude que foi absorvida de forma natural por toda a população com o passar dos tempos. A criação do  Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Pnuma)) foi um dos marcos desta conferência, e passou a ser o órgão da Onu, tendo entre seus principais objetivos manter o estado do meio ambiente global sob contínuo monitoramento; alertar povos e nações sobre problemas e ameaças ao meio ambiente; e recomendar medidas para melhorar a qualidade de vida da população sem comprometer os recursos e serviços ambientais das gerações futuras.

Embora a origem dos estudos de impacto ambiental tenha sido os Estados Unidos da América (EUA), já em 1969, os mesmos rapidamente passaram a fazer parte dos grandes projetos financiados por bancos internacionais de desenvolvimento, antes da liberação dos empréstimos , sendo este o embrião do que se tornou no Brasil a lei de licenciamento ambiental.   Surgiu também nos EUA a Agência de Proteção Ambiental (EPA), em 1970 e a Lei da Água Limpa (Clean Water Act), em 1972, e outros instrumentos de controle ambiental, durante o primeiro mandato de Richard Nixon.

Com a publicação do livro “Biodiversidade”, em 1988 , por E.O. Wilson muitos pensaram que a síntese da natureza estaria nessa definição, e que, a partir daí, nós biólogos teríamos mais facilidade em interagir com a sociedade, algo que não aconteceu pelo caráter eminentemente biológico da mesma. Contudo a biodiversidade  passou a representar a síntese da natureza, que ela realmente é, e sua conservação o indicador mais forte da manutenção dos recursos naturais.

O Brasil, saindo da ditadura, em meados da década de 1980, ofereceu-se para sediar a Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento, no Rio de Janeiro, o quê viria a ser a ECO-92. No ano de 1983, a Onu criou a Comissão Mundial sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento, com o objetivo de promover audiências em todo o mundo e produzir um resultado formal das discussões. A comissão foi presidida por Gro Harlem Brundtland, na época primeira-ministra da Noruega e Mansour Khalid, daí o mesmo ser chamado de Relatório Brundtland ou Nosso Futuro Comum, publicado em 1987, que introduziu oficialmente, na agenda internacional, a noção de desenvolvimento sustentável, depois apropriado em grande parte do planeta pelas grandes corporações, partidos políticos, organizações governamentais e não-governamentais, mas principalmente pelo capital, o qual aproveita-se da pouca precisão da expressão para aumentar seus lucros

O conceito original de sustentabilidade foi proposto pela primeira vez em 1713  por Hans Carl von Carlowitz, na Alemanha, para mostrar o quão inviável seria minerar se tivessem que buscar a madeira muito longe para usar como escoras de túneis e fazer carvão. Presentemente, a sustentabilidade alardeada aos quatro cantos apresenta-se como uma polissemia,  e é mantra de vários setores da sociedade,  contudo seu emprego, independente do conceito proposto, tem que ser integrativo, cooperativo e global. Não podemos pensar em fazendas sustentáveis, cidades sustentáveis, países sustentáveis, sem um mundo sustentável. Sem contar que, dentro do conceito atual, nenhuma geração conseguiu antever o que a outra vai necessitar,  muito menos suas exigências. Que fique a utopia de querer algo melhor para as gerações futuras, mas não podemos falar ou agir em nome delas. 

O mundo depois da ECO-92

A partir da ECO-92, com a participação de organizações não-governamentais (ONG), o ambientalismo passou a ser uma narrativa  da sociedade e se tornou partícipe de vários processos decisórios. Não obstante, especificamente no Brasil, pouco se avançou em termos de legislação, a qual, em seu contexto, ainda peca, por um lado,   ao não integrar, em nenhum momento,  a dimensão ecossistêmica em suas normas, e muito menos a sociedade, e pelo outro, ao não atualizar-se aproveitando o vasto conhecimento oferecido pela Ecologia, impulsionada que foi pela irradiação do ambientalismo em todo o mundo

O século XXI, o dos tratados, convenções e dos vírus

O séc. XXI tem sido pródigo nas tentativas de propor políticas públicas de caráter internacional, muitas delas assinadas um dia por um dirigente e no outro, desconsideras por seu sucessor. As reuniões foram inúmeras, com idas e vindas, impasses, mas os problemas continuam os mesmos, tendo como consequência principal,  a perda da biodiversidade, que conduz ao aumento da pobreza, aparecimento do novas doenças, perda de qualidade de vida, dentre outras. Em 2005, publicou-se a Avaliação Ecossistêmica do Milênio, com um novo coelho saindo da cartola, um programa de pesquisas sobre alterações ambientais e suas tendências para as próximas décadas, lançado em 2001 com o apoio da Onu, para alcançar os Objetivos do Desenvolvimento do Milênio. Pretendeu-se oferecer uma avaliação compreensiva global sobre os principais ecossistemas mundiais, através do conceito dos serviços ecossistêmicos, em uma tentativa de, mesmo com uma visão antropocêntrica, mobilizar uma discussão que possibilitasse que políticos, gestores ambientais e a sociedade em geral entendessem o valor da natureza, mesmo isto não representando o que ocorre nos ecossistemas. Esta tentativa também deu em água, porquanto grande parte dos atores envolvidos, nomeadamente políticos e os detentores do capital, associam o conceito dos serviços ecossistêmicos a algum ganho ou lucro, e, globalmente, apesar de todas as convenções, reuniões, assembleias, não se avança na redução dos principais problemas ambientais, perda e destruição de habitat, perda de biodiversidade, espécies exóticas invasoras, e poluição,  tem sido alcançado. O aquecimento global não está aqui listado, pois ele é uma consequência direta da poluição, e não causa. Tão pouco se fez que o aumento da poluição e sua principal consequência, a mudança do clima, é ainda tema principal da agenda mundial, sendo apenas temporariamente amenizada pela pandemia da Covid-19, em 2020.

Esta pandemia merece uma menção. Em 15 de janeiro de 2009, decolou do aeroporto de La Guardia (Nova Iorque), rumo a  Charlotte (Carolina do Norte), um avião comercial de passageiros  que, por problemas  em seus motores, fez um pouso na água do rio Hudson, adjacente a Manhattan, seis minutos após a decolagem. Em 24 min, as 155 pessoas foram resgatados com vida; dessa operação participaram as balsas de passageiros que acorreram ao local, a guarda costeira, o corpo de bombeiros e os mergulhadores da polícia de Nova Iorque, para salvar alguns passageiros que caíram na água e foram levados pela maré. Foi uma operação iniciada pela torre de controle, envolvendo também o equilíbrio e a competência do piloto. Mas tudo estava determinado em um plano de resgate em caso de um acidente deste tipo. Eventos pretéritos nos servem para projetar o futuro, contudo isto nem sempre é a regra. Os eventos da síndrome respiratória aguda grave (SARS, em inglês), epidemia que teve lugar no ano de 2002, assim como a síndrome respiratória do Oriente Médio (MERS, em inglês), que apareceu em 2012, ambas causadas por vírus do tipo corona, serviram muito para os cientistas aprenderem sobre os mesmos. Logo depois da SARS, em 2003, houve um incremento nas pesquisas relativas a tais tipos de vírus, mas já em 2005, tornou-se difícil de se conseguir recursos para tais tipos de pesquisa. Primeiro, porque a doença havia desaparecido e não havia interesse do mercado em pesquisar drogas ou encontrar uma vacina que rendesse pouco ou nenhum lucro, segundo a visão curta das agências internacionais de fomento à pesquisa, por crerem que isto poderia ter sido apenas um evento fortuito. A continuidade de tais estudos poderia ter alterado a sequência de eventos relacionados ao SARS-CoV-2. Mas não só isto, a Organização Mundial da Saúde (OMS) recomendou, já a partir de 2003, aos países a elaboração de planos para lidar com pandemias, após a epidemia de SARS, na Ásia. Apesar disso,os países não trabalharam da forma devida para a elaboração de planos, e as consequências são vistas agora, no número de casos e de óbitos, assim como nas sequelas sociais e econômicas, que estão ocorrendo e ainda virão. Esse erro foi fatal: medidas mitigadoras funcionaram aqui ou ali, de uma forma melhor, mas todo o problema se deve à ausência do devido planejamento e na forma como o problema foi abordado, sem a devida cooperação entre as nações, mesmo aquelas que possuem blocos políticos consolidados.

Terminamos aqui com o livro de Carson, que não falava apenas sobr e o efeito do DDT sobre a natureza, mas também como a ciência poderia auxiliar a evitarmos crises ambientais, como a Covid-19, que tem a ver com perda e destruição de habitats. Os vírus do tipo corona, causadores de infecções respiratórias em  humanos são típicos de morcegos e roedores e transmitidos aos humanos por hospedeiros intermediários (veja quais), como resultado do uso abusivo dos recursos naturais, redução das florestas, consumismo desenfreado, poluição e o contato direto e indireto destes animais com humanos,  influência das grandes corporações sobre nosso destino. Cabe a nós, de forma individual e coletiva, uma lição aprendida pela sociedade vinda do ambientalismo, agir e exigir dos governantes, que passem a falar mais em nome de seus povos, forma cooperativa, em vez de difundir o discurso das grandes corporações e do mercado.

 

Ronan R.C .de Brito & Eduardo M. da Silva são professores aposentados do Instituto de Biologia da Ufba

 

PARA SABER MAIS:

R.R.C. de Brito. Seria o ambientalismo a grande narrativa da contemporaneidade?. Meio Ambiente e Sustentabilidade. 3: 35-50, 2013.

E.P. Nascimento. Trajetória da sustentabilidade: do ambiental ao social, do social ao econômico. Estudos Avançados, 26: 51-64.  2012. https://dx.doi.org/10.1590/S0103-40142012000100005

Imagem: Ronan Caires de Brito

Não precisamos de árvores somente para abraçá-las

Reconhecer que os serviços ecossistêmicos providos pela biodiversidade podem evitar pandemias como a Covid-19 é um passo importante, mas é necessário ir além. Num mundo invertido, onde há menos florestas e mais desigualdades sociais, o que podemos fazer?

Jogue o lixo no lixo. Não deixe água parada. Lave as mãos. Preserve o meio ambiente.

Nenhuma dessas mensagens é incomum no nosso cotidiano. Embora muito importantes e geralmente aceitas por nós, elas escondem, por praticidade, um conjunto de relações e eventos que justificam a sua contundência. Essas frases traduzem o entendimento científico sobre o ciclo de doenças transmissíveis e a conservação da biodiversidade em ações muito práticas e simples. Mas, o que está por trás destas palavras de ordem? Bem, para responder esta pergunta é preciso considerar duas coisas: Continue Lendo “Não precisamos de árvores somente para abraçá-las”

Microrganismos na restauração ambiental: o essencial é invisível aos olhos?

Os microrganismos, apesar do tamanho diminuto, são essenciais para o crescimento e a saúde das plantas. Diante das necessidades de restauração ambiental, devem ser manejados e aplicados em diversas fases de reestruturação e recomposição de funções ecológicas.

Vou iniciar o texto falando de algo mais literário, filosófico e poético: “Eis o meu segredo: só se vê bem com o coração. O essencial é invisível aos olhos.” Essa frase foi dita pela personagem Raposa, no livro clássico infantil O Pequeno Príncipe, escrito pelo francês Antoine de Saint-Exupéry (1900-1944).

Falei isso para confessar que enxergo beleza, criei laços e fui cativado por seres que normalmente estão fora do nosso campo de visão, mas que caminham junto com a gente, num processo coevolutivo, civilizatório e inebriante. Esse grupo extremamente diversificado, conhecido como microrganismos, realiza processos fundamentais nos ecossistemas ou nos agroecossistemas. Promovem a ciclagem de nutrientes, a fertilidade e estruturação dos solos, bem como o desenvolvimento e a saúde das plantas.

Os microrganismos, com destaque inicial para os fungos micorrízicos, foram fundamentais para que as plantas ocupassem o ambiente terrestre, há cerca de 450-400 milhões de anos. A associação micorrízica permitiu que os rizoides retirassem água e nutrientes de um ambiente “extremo”, por meio da associação com hifas fúngicas. Portanto, os ecossistemas terrestres não foram colonizados por plantas, simplesmente, mas pela associação micorrízica. Essa simbiose é um caráter ancestral que permaneceu em pelo menos 85 % das plantas vasculares, ou seja, é a condição mais comum para a grande maioria das famílias botânicas.

As micorrizas são funcionalmente críticas e impactam a distribuição global de plantas, uma vez que possibilitam o estabelecimento das pioneiras e realizam a transferência de fotoassimilados (açúcares, vitaminas e lipídeos) de plantas adultas para as juvenis, no sub-bosque de floresta tropicais densas, com pouco acesso à luz. O mesmo é válido para as orquídeas, que devido ao tamanho diminuto das sementes, não possuem tecido de reserva (endosperma) e, portanto, em condições naturais dependem de fungos micorrízicos para garantir a sua germinação e o seu crescimento, ao realizar a digestão de enovelados de hifas (chamados de pelotons), condição conhecida como micoheterotrofia.

A evolução é um processo temporal impressionante, que faz uso da bricolagem, ou seja, reaproveita coisas que já existe. Apesar da distância evolutiva, a maquinaria de reconhecimento entre plantas e fungos micorrízicos foi reutilizada na simbiose entre plantas e bactérias fixadoras de N2, a exemplo de plantas da família Fabaceae e rizóbios (Rhizobium, Bradyrhizobium etc.). Essa associação é essencial para algumas espécies florestais nativas, que dependem do mutualismo para manter seu fitness em ambientes com deficiência de nitrogênio. Assim, devido aos processos coevolutivos, mesmo em condições otimizadas de viveiros comerciais essas espécies podem requerer a simbiose mutualista para sobreviver e crescer adequadamente.

Para simplificar essas informações, usarei as palavras de um produtor de mudas: “Algumas plantas precisam do colostro ou solo da planta-mãe”. Esse saber tem embasamento científico na teoria da retroalimentação positiva planta-solo, de acordo com a qual as plantas modificam o ambiente e favorecem o recrutamento de juvenis. Isso tem relação com adaptações locais e a presença de microrganismos benéficos na rizosfera, a região do solo que fica em contato com as raízes, onde há maior abundância e diversidade de microrganismos.

Assim, aos que preferem uma abordagem mais holística, podemos considerar as plantas e seus microrganismos como um holobionte, uma única unidade, com características genéticas, metabólicas e evolutivas moldadas por coevolução. Por isso, não é exagero afirmar que o futuro das nossas florestas depende dos microrganismos.

E daí? Como os microrganismos auxiliam na restauração ambiental?

Primeiramente, é preciso lembrar que a restauração ambiental é decorrente de ações humanas, que devido a impactos negativos, tornam necessário buscar a reintegração do ecossistema em seus aspectos estruturais e funcionais. Diante desse grande desafio, somado ao pouco conhecimento sobre a nossa biodiversidade, é comum se concretizarem apenas reabilitações ou recuperações ambientais. A reabilitação visa minimizar impactos negativos e desenvolver atividades alternativas, por exemplo, destinar a área para a recreação. A recuperação está associada à retomada de algumas funções, em conformidade com as condições socioambientais da área, o que permite a implantação de cultivos agrícolas, para recuperar a função produtiva.

Por enquanto, é preciso lembrar que em ecossistemas terrestres as plantas são a via basal de entrada de energia nas redes alimentares. Portanto, a revegetação é uma das principais estratégias para iniciar o processo de restauração ambiental. Apesar disso, conforme apresentado anteriormente, as plantas dependem, em maior ou menor grau, da associação com microrganismos para explorar adequadamente o solo, o que já é um grande indicativo de que são essenciais em processos de restauração ambiental.

Além do mais, os microrganismos podem ser utilizados como bioindicadores em áreas impactadas, porque respondem rapidamente a pequenas mudanças nas propriedades físico-químicas do solo. Funcionam como parâmetros sensíveis para avaliar o estresse ambiental e/ou recuperação do ambiente a curto prazo. Desse modo, geram indicativos da efetividade da revegetação, a exemplo do ocorrido após o crime ambiental da Samarco Mineração, sucessivo ao rompimento da barragem de Fundão em Mariana/MG, que afetou a bacia do rio Doce.

Cabe destacar que os microrganismos desempenham importantes transformações e atuam efetivamente nos ciclos biogeoquímicos. Ao realizarem a degradação do material orgânico, mineralizam nutrientes e contribuem para o fluxo de matéria e energia nos ecossistemas. Atuam na produção de hormônios vegetais, a exemplo do ácido indol-acético (AIA), solubilizam fosfato e fixam o N2 atmosférico, mantendo funções-chave diversas.

Os microrganismos exercem papéis importante na degradação de compostos xenobióticos (compostos químicos estranhos a um sistema ecológico específico, tais como agrotóxicos e derivados de petróleo) e na imobilização de metais pesados (p.ex., chumbo, urânio, arsênio, cádmio), comuns em áreas degradadas por indústrias e mineração. O uso de inóculo microbiano para a biorremediação de ambientes contaminados pode ser combinado com a fitorremediação. Nesses casos, são aplicados métodos de restauração ativa para acelerar e definir uma trajetória de restauração desejada. Entretanto, existem diversas dificuldades operacionais e ecológicas para reestabelecer a comunidade que habitava determinado local. A restauração de campos rupestres ferruginosos, por exemplo, que estão fortemente ameaçados pela mineração de ferro, traz a dificuldade de que esses campos apresentam muitas espécies botânicas endêmicas, de cuja Ecofisiologia conhecemos muito pouco. Isso inclui pouco conhecimento sobre o nível de dependência mutualista dessas plantas aos microrganismos associados, o que aumenta os desafios de restauração desses frágeis ecossistemas.

Os trabalhos com viveiristas na bacia do rio Doce, engajados em projetos de recuperação ambiental, têm evidenciado que diversas espécies florestais nativas, a exemplo de braúna (Melanoxylon brauna), garapa (Apuleia leiocarpa) e vinhático (Plathymenia reticulata), apresentam baixa sobrevivência e não crescem adequadamente em substratos comerciais. Estudos indicam que esses impedimentos envolvem a ausência de nossos amigos pouco visíveis, os microrganismos benéficos. Além disso, a inoculação de mudas é desejável, porque muitos microrganismos atuam na promoção do crescimento das plantas e diminuem a necessidade de adubação (Figura 1).

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Figura 1: Mudas de vinhático (Plathymenia reticulata) cultivadas com 50 mg de fósforo (P) por dm-3 de solo. (A) Plantas inoculadas com fungos micorrízicos arbusculares (FMA) apresentaram maior crescimento do que (B) plantas não inoculadas com FMA. Foto: Paulo Prates Jr.

As dificuldades na restauração ambiental são enormes. Com isso, abrem-se oportunidades para que alguns estudiosos digam que a restauração é uma grande mentira, uma vez que existem prejuízos causados pela própria atividade de restauração. Eles entendem que a restauração funciona como um Cavalo de Tróia, sendo usada apenas como justificativa para a indústria degradar. E dizem mais, que a restauração é apenas a manifestação do sonho humano de dominar a natureza. As provocações desses estudiosos são importantes para nos lembrar que preservar é o melhor caminho. Porém, acredito que possamos reparar parte dos danos que nós mesmos provocamos. Para tanto, os microrganismos precisam ser manejados e aplicados nos processos de restauração, de modo a aumentar o sucesso na retomada da estrutura e função dos ecossistemas degradados.

Vejo que diante das dificuldades surgem oportunidades. No contexto da restauração ambiental, torna-se importante aumentar os estudos sobre as relações plantas-microrganismos. Além da prospecção para uso biotecnológico, esses estudos podem facilitar a produção de espécies florestais nativas, que dependem de associações mutualistas. Devemos considerar, ainda, a vantagem de as plantas inoculadas serem fontes de propágulos microbianos, que incluem células individuais, fragmentos de hifas ou esporos de fungos e bactérias (Figura 2).

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Figura 2: Muda de farinha seca (Albizia niopoides) (Fabaceae), inoculada com um Mix de microrganismos benéficos, em viveiro familiar, Mariana/MG. Parceria com a Fundação Renova. O círculo vermelho destaca os nódulos nas raízes, devido à associação com rizóbio. Fotos: Paulo Prates Jr.

Percebemos que não é fácil restaurar um ambiente degradado. Isso exige muito trabalho, pesquisa básica e aplicada de longo prazo, cooperação e conhecimento multidisciplinar para usar as informações de estudos de diferentes áreas. A propósito, acredito que assim como o livro O Pequeno Príncipe, os microrganismos são indutores de uma série de reflexões filosóficas e práticas. Espero que o texto possa ajudar mais pessoas a perceberem o quão nossos amigos pouco visíveis são essenciais para a restauração de áreas degradadas, o quão são essenciais para a manutenção da vida em nosso planeta. Encerrando, deixo a pergunta em aberto: O essencial é invisível aos olhos?

Paulo Prates Júnior

Departamento de Microbiologia (DMB), Universidade Federal de Viçosa (UFV)

 

Para saber mais

Greipsson, S. Phytoremediation. Nature Education Knowledge 3, 10 (2011).

Martin, F. M., Uroz, S., Barker, D. G. Ancestral alliances: Plant mutualistic symbioses with fungi and bacteria. Science 356, 6340 (2017).

Revillini, D., Gehring, C. A., Johnson, N. C. The role of locally adapted mycorrhizas and rhizobacteria in plant–soil feedback systems. Functional Ecology 30 (2016).

Soudzilovskaia, N.A., van Bodegom, P.M., Terrer, C. et al. Global mycorrhizal plant distribution linked to terrestrial carbon stocks. Nature Communications 10, 5077 (2019).

Um troca-troca danado de genes

Estudo recente sugere que a transferência horizontal de genes entre bactérias do solo e algas foi um passo importante na evolução das plantas terrestres.

Quando pensamos em transferência de genes frequentemente pensamos no que chamamos de transferência vertical: genes são passados de uma geração para a outra quando os filhos recebem genes dos pais. Esse é o caso clássico de reprodução sexuada, na qual os gametas materno e paterno, cada qual contendo a metade dos genes parentais, unem-se para a formação do zigoto. No entanto, quanto mais estudamos, mais encontramos evidências de transferência horizontal de genes em momentos cruciais da história evolutiva dos eucariontes. Transferência horizontal de genes é a passagem de material genético entre organismos não-descendentes. Ela frequentemente acontece entre organismos de espécies diferentes. O estudo da transferência horizontal de genes tem uma longa história. Esse fenômeno foi inicialmente descrito a partir dos experimentos de Griffith em 1928. Mas foi apenas em 1985 que as implicações evolutivas da transferência horizontal de genes começaram a ser mais amplamente discutidas.

Afinal de contas, qual a importância desse fenômeno para a evolução da vida na Terra? Um artigo publicado recentemente sugere que a transferência horizontal de genes pode estar relacionada a um importante passo na história evolutiva das plantas: a conquista do ambiente terrestre. Hoje, a importância das plantas terrestres para o vida na Terra é indiscutível: elas representam a maior parte da biomassa do planeta, contendo aproximadamente 500 bilhões de toneladas de carbono, mais de quatro vezes a quantidade presente em todos os outros organismos vivos combinados. Dentre as várias contribuições das primeiras plantas terrestres, estão a formação do solo e a modificação do clima, transformando a Terra em um ambiente mais propício para a sobrevivência de vários outros organismos terrestres. Uma boa introdução a esse temas está num vídeo produzido pela California Academy of Sciences, que apresenta a história da conquista do ambiente terrestre pelas plantas, assim como suas principais consequências.

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Figura 1 – Imagem de microscopia óptica das duas espécies de Zygnematophyceae cujos genomas foram sequenciados. (A) Spirogloea muscicola; (B) Mesotaenium endlicherianum. (Fonte: Modificado de Cheng et al. 2019, Cell).

Cientistas consideram que a conquista do ambiente terrestre pelas plantas ocorreu por volta de 450 milhões de anos atrás, a partir de um grupo de algas estreptófitas. Apesar de ainda não sabermos exatamente qual grupo de estreptófitas é mais proximamente aparentado às plantas terrestres, estudos apontam para as Zygnematophyceae. Curiosamente, apesar de muitas Zygnematophyceae serem estruturalmente simples, consistindo em células isoladas ou filamentos simples de células (Figura 1), algumas espécies habitam ambientes subaéreos/terrestres, ao invés do ambiente aquático da maioria das outras algas. Buscando entender a origem das plantas terrestres, cientistas sequenciaram o genoma de duas Zygnematophyceae de ambientes subaéreo/terrestres: Spirogloea muscicolaMesotaenium endlicherianum (Figura 1).

A partir da análise desses genomas, assim como da sua comparação com genomas de plantas terrestres, resultados interessantes foram alcançados.  Por exemplo, a partir da análise de 85 genes encontrados nas algas e plantas terrestres, as Zygnematophycea aparecem como a linhagem de algas mais proximamente relacionada às plantas terrestres (Figura 2a), possivelmente resolvendo uma longa disputa a respeito da ancestralidade dessas plantas. Além disso, os cientistas foram capazes de identificar no genoma das algas estudadas diversos genes fundamentais para a sobrevivência em ambiente terrestre, sugerindo que esse conjunto de genes já estava presente no ancestral das plantas terrestres e das Zygnematophyceae. O resultado da análise dos genomas sugere também algo surpreendente: alguns dos genes relacionados ao aumento da resistência a estresse biótico e abiótico em plantas terrestres (tais como GRAS e PYR/PYL/RCAR), a processos de desenvolvimento e a interações simbióticas foram adquiridos por meio de transferência horizontal de genes para o ancestral comum das Zygnematophyceae e das plantas terrestres , a partir de bactérias presentes no solo. A Figura 2b apresenta um exemplo de um dos genes adquiridos por transferência horizontal. Nessa figura, podemos observar que o gene GRAS de Zygnematophyceae e plantas terrestres é proximamente relacionado a genes GRAS do Grupo 1 de bactérias do solo, e bastante distinto dos genes GRAS do Grupo 2, presentes apenas em bactérias (Figura 2b).

 

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Figura 2 – (A) Árvore filogenética  representando as relações de parentesco entre as várias linhagens de algas e plantas terrestes (também chamadas de Embriófitas). Essa árvore foi construída a partir da análise de 85 genes presentes em algas e plantas terrestres e aponta para as Zygnematohyceae como grupo mais proximamente aparentado às plantas terrestres. (*) Indicam as duas espécies de Zygnematophyceae que tiveram seus genomas sequenciados. (B) Árvore do gene GRAS em bactérias, algas e plantas terrestres. Enquanto as bactérias possuem dois tipos de gene GRAS (Grupos 1 e 2), os genes GRAS em algas e plantas terrestres assemelham-se apenas aos genes GRAS do Grupo 1 de bactérias, particularmente bactérias do solo. A similaridade entre os genes desse grupo em bactérias do solo, algas e plantas terrestres sugere um evento de transferência  horizontal (HGT), no qual um gene GRAS do Grupo 1 de bactérias do solo foi adquirido pelo ancestral comum das Zygnematophyceae e plantas terrestres (Fonte: Modificado de Cheng et al. 2019, Cell).

Apesar de grande ênfase ter sido dada à transferência horizontal de genes entre bactérias, hoje sabemos que esse fenômeno pode acontecer entre qualquer um dos três domínios da vida (Archaea, Bacteria, Eukaryota), e em qualquer direção. Por exemplo, em 2008, A.M. Nendelcu e colaboradores descreveram a transferência horizontal de quatro genes relacionados a resposta ao estresse entre algas e coanoflagelados (ambos eucariontes) e, no ano anterior, pesquisadores descreveram a transferência de dois genes do citoesqueleto de eucariontes para cianobactérias. Os mecanismos de transmissão lateral de genes entre bactérias já foram amplamente estudados. Os três principais mecanismos são a transformação (aquisição de material genético diretamente do ambiente), a transdução (aquisição de material genético mediada por vírus) e a conjugação (transferência de material genético diretamente entre bactérias mediada por plasmídeos).  Conhecemos muito menos a respeito dos mecanismos de transferência lateral de genes entre eucariotos, ou entre eucariotos e outros domínios (Bacteria e Archaea). Esta é uma área bastante ativa de pesquisa.

O estudo do genoma das Zygnematophyceae fornece mais um exemplo dessa constante troca de genes entre organismos distantemente aparentados. Nesse caso, a troca de genes resultou em uma grande revolução na história da vida na Terra. A conquista do ambiente terrestre pelas plantas influenciou, sem dúvida, a evolução da vida no planeta. Sem essa troca o mundo provavelmente seria muito diferente do que conhecemos hoje. Sem essa transferência horizontal de genes, talvez nem mesmo existíssemos.

Ana Almeida

California State University East Bay (CSUEB)

 

Para saber mais:

Boto L. 2010. Horizontal gene transfer in evolution: facts and challenges. Proceedings of The Royal Society B 277: 819-827.

Ponce-Toledo R.I., López-García P., Moreira D. 2019. Horizontal and endosymbiotic gene transfer in early plastid evolution. New Phytologist 224: 618-624.

Schönknecht G., Weber A.P., Lercher M.J. 2014. Horizontal gene acquisitions by eukaryotes as drivers of adaptive evolution. BioEssays 36: 9-20.

Bomba relógio do Ártico?

O que têm a ver os microrganismos do Ártico com uma bomba relógio? Descubra neste post do Darwinianas.

Já tratei em posts anteriores da grande importância que os microrganismos têm nos solos em escalas globais e locais. No post de hoje vou dar um pouco mais de ênfase a uma combinação explosiva: o derretimento do gelo dos solos do Ártico (conhecido como “permafrost”, em inglês) e as atividades dos microrganismos que ali vivem congelados. Já se fala em cenários apocalípticos (inclusive foco de um documentário),  concentrações crescentes de gases estufa que irão gradativamente descongelar mais e por mais tempo os solos do Ártico, e que haverá um ponto no qual isso causará o aumento abrupto desses gases, levando a um ciclo de retroalimentação positivo de aquecimento em proporções apocalípticas. A esse fenômeno é dado o nome de “bomba de metano”.

Muito se fala sobre a emissão de CO2 pelo ser humano e os impactos dessas emissões nas mudanças climáticas, mas é importante reforçar aqui que o metano é um dos gases que têm maior potencial de efeito estufa. O metano é produzido em grande parte como “resíduo metabólico” da respiração anaeróbica de microrganismos. Esses microrganismos do Domínio Archaea (ver post anterior para relembrar o que é esse Domínio) são conhecidos como metanogênicos. Muito se fala também sobre a contribuição do gado, através dos seus puns, como importante fonte de metano para a atmosfera. No entanto, um grande problema que está deixando cientistas de cabelo em pé é o derretimento mais acelerado dos solos e lagos do Ártico. Estima-se que 50% do carbono orgânico presente no solo esteja nessa região do globo, que representa apenas 16% da área da Terra. À medida que mais metano é liberado para atmosfera, o efeito estufa aumenta e mais permafrost é descongelado, liberando mais metano… esse ciclo se repete, porém com um detalhe: pode haver um ponto no qual  a liberação desse metano não seja mais gradual, liberando quantidades muito grandes de metano, e passe a provocar um aumento drástico e irreversível de temperatura.

Em um estudo recente publicado na prestigiada revista da Academia Norte-Americana de Ciências (Proceedings of National Academy of Sciences, PNAS) coordenado por Konstantinos T. Konstantinidis, os autores mostraram que, de fato, com o aumento da temperatura, microrganismos que produzem metano se proliferam. Os autores utilizaram uma abordagem experimental amostrando solos durante mais de 3 anos e experimentalmente os aquecendo. Os autores observaram que as mudanças nas comunidades nos 4 anos e meio de estudo foram bem maiores do que as que foram observadas anteriormente em 1 ano e meio de estudo. Além da proliferação de microrganismos produtores de metano em solos aquecidos (comparados com os não aquecidos), há maior potencial de respiração da comunidade microbiana de solos aquecidos. Isso quer dizer que o carbono orgânico presente nesses solos poderá ser convertido em CO2 mais rapidamente e liberado para a atmosfera, aumentando ainda mais o efeito estufa.

Estamos atravessando um momento crítico na história da humanidade. Se a bomba de metano “explodir” de fato, como vários cientistas estão prevendo, os danos serão gravíssimos para a geração dos nossos filhos, e não daqui a 200 ou 300 anos. Não dá tempo para errar no que diz respeito a nossa sobrevivência, por isso penso que projeções como essas, sustentadas por fortes evidências, devem ser levadas a sério e uma escolha parcimoniosa deve ser feita, ou seja: remediar imediatamente, reduzindo as emissões de carbono e aumentando o potencial de sequestro de carbono, preservando áreas conhecidas como sumidouros de carbono, como manguezais bancos de gramíneas marinhas.

Pedro Milet Meirelles

Laboratório de Bioinformática e Ecologia Microbiana

Instituto de Biologia da UFBA

meirelleslab.org

Para Saber mais:

Collins, William D., et al. “Large regional shortwave forcing by anthropogenic methane informed by Jovian observations.” Science advances 4.9 (2018): eaas9593.

Johnston, Eric R, et al. “Responses of Tundra Soil Microbial Communities to Half a Decade of Experimental Warming at Two Critical Depths.” (2019) Proceedings of the National Academy of Sciences 116 (30): 15096 LP-15105.

Explorando mais profundamente a diversidade biológicas dos solos

Em um post recente aqui no Darwinianas, falei sobre microrganismos raros, ou seja, pouco abundantes e sua importância na estruturação das comunidades microbianas, na mobilização de matéria orgânica e na ciclagem de nutrientes, mais especificamente, do enxofre. No post de hoje, falarei sobre a microbiota dos solos e a importância dos microrganismos raros nela encontrados. Continue Lendo “Explorando mais profundamente a diversidade biológicas dos solos”

Direitos naturais?

Direito à vida, direito à liberdade, igualdade de direitos, liberdade de expressão, de onde vêm esses tais direitos universais que nós, humanos, a nós mesmos oferecemos? Será que lá de onde vieram esses direitos, que nos parecem naturais, poderiam vir também outros direitos, também naturais, não digo mais direitos para nossa própria natureza humana, mas sim direitos universais para outras naturezas, para nossos primos primatas, para nossos cães e gatos domésticos, para as abelhas operárias polinizadoras e, por que não, para a Mata Atlântica, a Amazônia, a Caatinga, ou mesmo para as cabeceiras dos rios, para cordilheiras, direitos universais do planeta Terra? Se temos direitos básicos que decorrem de nossa própria natureza, talvez a própria natureza tenha ela também direitos, ou não?

Alguns consideram conservadores os movimentos de conservação da natureza porque, afinal, os ambientalistas querem conservar as coisas como elas estão: não mexam na Amazônia, não mexam nas margens dos rios, não mexam no sapo cururu, e por aí vai. Se querem conservar a natureza, são ultra-conservadores, dizem alguns esclerosados sábios de esquerda, com uma lógica semelhante à daqueles que acham que um partido político que tenha em seu nome palavras que lembram vagamente o “socialismo”, só pode ser marxista. Curiosamente, no entanto, políticos de esquerda e de direita são pragmaticamente alinhados na questão ambiental. Sempre que são colocados na posição de optar por defender o ser humano ou defender a natureza, eles nunca se recusam a responder, a mostrar que esta não é uma questão real. Apresentados ao falso dilema homem/natureza, que pressupõe equivocadamente que o homem está fora (e acima?) da natureza, todos esses políticos optam por defender o ser humano. Não poderiam mesmo deixar de defender os adultos humanos, que são os únicos que podem reeleger os animais políticos que habitam o congresso e o executivo. Percebam que digo isso não em detrimento da política: sendo sociais desde nossos primórdios evolutivos, somos todos, naturalmente, políticos. Há propostas ousadas visando ampliar a democracia para escaparmos deste eterno dilema homem/natureza. Filósofos políticos têm proposto que crianças pequenas deveriam também ter direito a voto, porque apenas elas irão efetivamente viver as consequências do desastre ambiental que nós, adultos, estamos engendrando: a nós, adultos, a derrocada do clima parece algo distante e imponderável, e assim não sentimos na carne a urgência da aprovação de leis que efetivamente possam evitar essa tragédia anunciada. Fico aqui quieto, só imaginando, se a moda pega, as propagandas eleitorais inundando rádios e TVs com jingles à base de galinha pintadinha … Continue Lendo “Direitos naturais?”