Dispersão da araucária na Mata Atlântica foi influenciada por povos pré-colombianos

23 de julho de 2019

Estudo conduzido no âmbito de um Projeto Temático, por pesquisadores do Brasil e dos Estados Unidos, investiga como a fauna e a flora desse bioma reagiram às variações no clima ocorridas nos últimos milhares de anos (coleta de amostras de araucária / foto: Fabian Michelangeli)

Karina Toledo  |  Agência FAPESP – A exploração intensiva de madeira praticada no Sul do Brasil a partir do século 19 é, em boa medida, responsável pelo fato de a araucária (Araucaria angustifolia) ser hoje uma espécie em risco extremo de extinção. Contudo, dados de um estudo ainda em andamento sugerem que em outro momento da história a ação humana beneficiou a expansão dessa conífera na Mata Atlântica, ajudando a moldar a região hoje conhecida como Mata de Araucárias, que se estende por Paraná, Santa Catarina e parte do Rio Grande do Sul.

“A forma como a espécie está hoje distribuída parece ter tanto influência climática quanto antrópica. O que não sabemos é se foi algo ocasional ou se os humanos agiram intencionalmente para expandir a população de araucárias e, assim, ampliar sua fonte de comida”, disse Mariana Vasconcellos, pós-doutoranda na City University of New York (Cuny) e no Jardim Botânico de Nova York (NYBG), nos Estados Unidos, à Agência FAPESP. 

Segundo a pesquisadora, estudos arqueológicos já mostraram que as primeiras populações indígenas que habitaram o Sul do Brasil se alimentavam do pinhão, a semente da araucária, há pelo menos 4,3 mil anos.

O trabalho de Vasconcellos é conduzido sob a supervisão dos pesquisadores Ana Carolina Carnaval (Cuny) e Fabian Michelangeli (NYBG), no âmbito de um Projeto Temático apoiado pela FAPESP e pela agência norte-americana National Science Foundation (NSF).

O objetivo da pesquisa colaborativa é conhecer a distribuição de espécies animais e vegetais na Mata Atlântica, entender como a fauna e a flora reagiram às variações no clima ocorridas nos últimos milhares de anos e, assim, levantar informações que ajudarão a prever o impacto das mudanças climáticas no bioma e a estabelecer áreas e espécies-chave para políticas de conservação.

Resultados de diversas linhas de investigação vinculadas ao Temático foram apresentados no dia 12 de julho, na sede da FAPESP, durante o simpósio Dimensions US-BIOTA São Paulo: A multidisciplinary framework for biodiversity prediction in the brazilian Atlantic Forest hotspot.

No caso da pesquisa de pós-doutorado de Vasconcellos, a proposta é descobrir como as populações de araucária se comportaram (se houve expansão ou retração) desde a última era do gelo (último máximo glacial), ocorrida há cerca de 20 mil anos. Para isso, foram coletadas amostras da espécie em áreas com vegetação nativa remanescente na Serra da Mantiqueira, em São Paulo, e nos estados da Região Sul para realizar a análise genômica. Os dados obtidos por sequenciamento foram cruzados com registros de pólen fossilizado disponíveis na literatura científica e modelos capazes de estimar como era o clima em eras passadas.

“Sabemos que o clima frio e úmido é o ideal para a araucária. Modelamos a distribuição da espécie durante o último máximo glacial [quando estava muito frio e seco], durante o Holoceno Médio [período mais quente e úmido ocorrido há cerca de 6 mil anos] e comparamos com a distribuição da espécie no presente [quente como o Holoceno Médio, porém mais seco]. De modo geral, vimos que à medida que a temperatura aumentou a área de distribuição das araucárias foi diminuindo. No entanto, os registros de pólen fossilizado indicam que há cerca de 4 mil anos houve uma explosão populacional”, contou Vasconcellos.

Resultados das análises genômicas, segundo a pesquisadora, reforçam a hipótese de influência humana nesse fenômeno.

“Enquanto na Serra da Mantiqueira vemos uma população geneticamente diferenciada, que parece ter evoluído naturalmente e com pouca interferência antrópica, na Mata de Araucárias temos indivíduos muito parecidos entre si, distribuídos em uma ampla área geográfica. Isso é característico de uma expansão populacional violenta. Como essa espécie tem grande longevidade e leva entre 20 e 40 anos para começar a se reproduzir, dificilmente fatores climáticos conseguiriam isoladamente explicar uma dispersão tão rápida”, disse Vasconcellos.

A pesquisadora está, no momento, reanalisando os dados com auxílio de modelos capazes de fornecer informações mais contínuas sobre as alterações no clima ocorridas nos últimos 20 mil anos. “Com as novas análises poderemos confirmar a influência humana na expansão da araucária e determinar em que momento da história ela ocorreu”, disse.

De acordo com Cristina Miyaki (https://bv.fapesp.br/pt/pesquisador/487/cristina-yumi-miyaki/), professora do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP) e uma das coordenadoras do Temático, a influência de povos pré-colombianos na formatação da floresta amazônica e na propagação de espécies de interesse, como a castanheira-do-pará (Bertholletia excelsa), já foi alvo de diversos estudos. “Na Mata Atlântica o tema ainda é relativamente pouco discutido”, disse.

“Este foi o único estudo do projeto que explorou o impacto antrópico em termos de dispersão de espécies na Mata Atlântica. É um caso especial, que não fazia parte do nosso escopo inicial”, disse Carnaval, professora do Departamento de Biologia da Cuny.

Novas espécies

Outro estudo apresentado durante o simpósio – conduzido nos últimos quatro anos durante o doutorado de Lucas Bacci, na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) – praticamente dobrou o número de espécies conhecidas do gênero Bertolonia, endêmico da Mata Atlântica e caracterizado por plantas de folhas grandes e inflorescência escorpioide (flores inseridas sempre do mesmo lado).

Foram 12 novas espécies descritas, a maioria na região central e norte do bioma. “O gênero é encontrado em toda a Mata Atlântica, mas somente cinco espécies são largamente distribuídas. A maioria é microendêmica, principalmente as do norte”, disse.

Ao recriar a história evolutiva dessas espécies o pesquisador concluiu que se trata de um gênero monofilético, ou seja, que evoluiu a partir de um ancestral comum há cerca de 30 milhões de anos.

O evento trouxe ainda dados sobre a diversidade e a filogenia de aves, opiliões, borboletas e sobre a influência de fatores climáticos como temperatura e precipitação na formatação do bioma.

“Uma das coisas que descobrimos com os trabalhos que vêm sendo feitos desde 2014 é que a Mata Atlântica não evoluiu sozinha. As conexões dessa floresta com a Amazônia e com os Andes estão entre os motivos que a tornam tão diversa. Vemos que existem várias ligações entre essas florestas, que foram mediadas pelo clima ao longo do tempo”, contou Carnaval.

Agora que a parte de coleta de dados está sendo finalizada pelos 16 pesquisadores associados e seus alunos envolvidos na iniciativa, terá início um grande esforço de integração do conhecimento multidisciplinar que permitirá desenvolver modelos preditivos.

“Uma das propostas é acompanhar por satélite a variação da temperatura e, assim, gerar modelos que estimem a diversidade que está sendo perdida e os locais em que isso está ocorrendo”, disse Carnaval.

Segundo Miyaki, tem sido um grande desafio colocar um grupo tão diverso de cientistas para trabalhar juntos. “A equipe reúne biólogos de diferentes áreas – sistematas, ecólogos, geneticistas e paleobotânicos –, geólogos, paleoclimatólogos, especialistas em modelagem e engenheiros envolvidos com sensoriamento remoto. Um programa regular de financiamento à pesquisa não nos permitiria ousar tanto. Só foi possível graças à parceria entre a FAPESP e a NSF”, disse.
 

Identificados genes que podem ajudar a salvar araucária do risco de extinção

21/08/2014

Por Diego Freire
Agência FAPESP – Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) identificaram 24.181 genes ligados à formação do embrião da araucária (Araucaria angustifolia) – árvore nativa do Brasil também chamada de pinheiro-brasileiro – e de sua semente, o pinhão.

Formação embrionária do pinhão, semente do pinheiro-brasileiro, é alvo de abordagem molecular inédita capaz de auxiliar na preservação da espécie (foto: Wikimedia)

A descoberta poderá auxiliar no estabelecimento de um sistema para a propagação in vitro da espécie, que está sob risco crítico de extinção, de acordo com a União Internacional para Conservação da Natureza (IUCN, na sigla em inglês), e cuja madeira tem alto valor de mercado.
Com a identificação dos genes, será possível um maior controle sobre o processo de embriogênese somática, ou seja, a formação de um embrião sem que haja fecundação e a partir de células não reprodutivas.

Trata-se de uma das mais promissoras técnicas biotecnológicas de produção de embriões vegetais, que permite a criopreservação (conservação por meio de congelamento) e a clonagem em massa. No caso da araucária, ela é dificultada porque as sementes perdem viabilidade e não sobrevivem por longos períodos de armazenamento.

“Diante dessa dificuldade, é fundamental que se compreenda amplamente o funcionamento desses genes. Somente com o profundo conhecimento dos fatores bioquímicos, fisiológicos e genéticos que controlam o desenvolvimento do embrião zigótico (in vivo) será possível o desenvolvimento embrionário in vitro”, explicou Eny Iochevet Segal Floh, coordenadora do Laboratório de Biologia Celular de Plantas (Biocel) do Instituto de Biociências (IB) da USP e responsável pela pesquisa “Análise da expressão gênica durante o desenvolvimento de embriões somáticos e zigóticos de Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze”, realizada com o apoio da FAPESP.
Os trabalhos no Biocel, desenvolvidos em parceria com o Laboratório de Genética Molecular de Plantas, também do IB-USP, e coordenado por Maria Magdalena Rossi, centraram-se na análise do transcriptoma, conjunto dos RNAs mensageiros (RNAm) da célula, com o objetivo de descobrir quais genes participam no processo de formação do embrião da araucária.
O sequenciamento do RNA foi realizado no Laboratório Multiusuários Centralizado em Genômica Funcional Aplicada à Agropecuária e Agroenergia, facility instalada na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da USP com o apoio do Programa Equipamentos Multiusuários (EMU) da FAPESP.

A análise utilizou a tecnologia de sequenciamento em larga escala (RNAseq), que permite explorar a diversidade de RNAm e o perfil dos genes expressos durante o desenvolvimento embrionário.
“O uso desta tecnologia – nova para a maioria dos grupos de pesquisa de biologia molecular no Brasil e ainda pouco utilizada em sistemas vegetais – proporcionou informações importantes sobre a regulação do desenvolvimento embrionário do pinhão”, destacou Floh.

Os mais de 24 mil genes identificados permitirão entender e descrever o comportamento do metabolismo durante a formação do embrião. “Além da importância para a biologia vegetal, os dados gerados possibilitarão obter marcadores para o aprimoramento da técnica de micropropagação, que é a produção de milhares de clones a partir de uma única célula ou pedaço de tecido vegetal, utilizando a embriogênese somática”, disse Floh.

Os resultados poderão ajudar ainda no estabelecimento de estratégias de conservação para a A. angustifolia, incluindo bancos de germoplasma, o patrimônio genético conservado das plantas, e programas de melhoramento genético que utilizam ferramentas biotecnológicas.
Ameaça
De acordo com levantamento da IUCN, a araucária já perdeu 97% de sua área original, o que compromete drasticamente sua variabilidade genética e a coloca em risco de extinção. A cobertura dessas árvores correspondia a cerca de 40% da floresta ombrófila mista, um dos tipos de floresta que compõem o bioma da Mata Atlântica.

“A demanda pelo desenvolvimento de programas de manejo sustentável e conservação tem se tornado a cada dia mais urgente, visando à recuperação e à reposição das espécies ameaçadas, além de garantir a manutenção dos recursos que elas representam”, defende Floh.
As gimnospermas – plantas terrestres que vivem em ambientes de clima frio ou temperado, grupo do qual a araucária faz parte – representam mais de 50% das reservas florestais do planeta. Além de fornecerem madeira, fibra e energia para a indústria florestal, são importante fonte de biocombustíveis e atenuadores dos efeitos do aquecimento global.

Seu ciclo de vida, contudo, é considerado longo. Uma árvore pode durar séculos, levando em torno de 15 anos até atingir a maturidade reprodutiva. A formação da semente é igualmente demorada, podendo levar até quatro anos – o que, de acordo com a pesquisadora, exige alternativas biotecnológicas ao processo natural de reprodução.

“Diante disso, a clonagem massal in vitro via embriogênese somática, associada à criopreservação e à seleção assistida por marcadores moleculares, vem sendo incorporada aos programas de melhoramento genético e conservação de germoplasma de gimnospermas ameaçadas de extinção”, disse.
Os resultados iniciais foram publicados na revista Plant Cell Tissue and Organ Culture e apontam para a viabilização de estratégias biotecnológicas de preservação da espécie. Além de apoio da FAPESP, os estudos também tiveram financiamento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Petrobras.

Araucária: conheça a espécie

O surgimento e as peculiaridades da araucária brasileira ou pinheiro-do-paraná

por Xavier Bartaburu Fonte: NATIONAL GEOGRAPHIC BRASIL 

Valdemir Cunha

A derrubada da Araucaria angustifolia para uso da madeira atingiu seu ponto de saturação na década de 1970. Até então, calcula-se que 100 milhões de pinheiros viraram toras nas serrarias do Sul e Sudeste do paí.

A araucária é do tempo dos dinossauros: surgiu há cerca de 200 milhões de anos, durante o Jurássico, e sobreviveu a todas as mudanças no planeta desde então, inclusive a numerosas glaciações. Foi nesses períodos de baixa temperatura, aliás, que a espécie se espalhou pelo continente. Toda vez que a Terra esfriava, as matas avançavam para o norte. Quando aquecia, recuavam. Nesse movimento, alguns trechos se mantiveram confinados em zonas de maior altitude. Isso explica a existência de algumas ilhas de araucária mais ao norte, como é o caso da Serra da Mantiqueira, no Sudeste.




A araucária brasileira, ou pinheiro-do-paraná (Araucaria angustifolia), é apenas uma das 19 espécies existentes no mundo, todas no Hemisfério Sul. Duas vivem na América do Sul: além da nossa, há também uma espécie que cresce nos Andes centrais. As outras habitam o Pacífico Sul, sendo que 13 são endêmicas de apenas uma ilha, a Nova Caledônia. No Brasil, antes da ocupação humana, as matas de araucária chegaram a estender-se por 185 mil quilômetros quadrados. Na Região Sul, um terço da superfície estava coberto por araucárias.

Essas árvores começaram a tombar ainda na segunda metade do século 19. Por mais de 100 anos, sua madeira de excelente qualidade, resistente e maleável, serviu para erguer casas, fabricar móveis, construir ferrovias e levantar cidades. “Todo o madeiramento de Brasília é de araucária”, diz o agrônomo Anderson Silveira, da Ecoserra. Havia, inclusive, forte incentivo governamental. Em 1963, o pinheiro representava 92% das exportações de madeira do país. Quando o corte foi integralmente proibido, em 2001, restavam 2% da cobertura original.
Os coletores de pinhão valem-se, em grande parte, de uma mata regenerada, que cresceu onde as antigas serrarias entraram em decadência. Convém recordar que, quando uma nova araucária brota, ela começa a produzir pinhas apenas a partir dos 14 anos. Caso seja mantida de pé, terá frutos para sustentar diversas gerações por cerca de 200 anos – em média, quarenta pinhas por ano. Além disso, a árvore ainda ajuda a regenerar a mata em volta: sua raiz de muitos metros aumenta a porosidade do solo e suas folhas, quando caem, fornecem uma capa orgânica que preserva a umidade da terra. Anderson explica: “Se tu quer recuperar uma nascente, é só plantar um monte de araucária em volta. Em quatro ou cinco anos, está brotando água de novo”.