Cerrado conectou os Andes com a Mata Atlântica

03 de abril de 2019

Peter Moon  |  Agência FAPESP – As florestas tropicais dos Andes e a Mata Atlântica estão separadas por quase mil quilômetros de áreas mais secas e de vegetação aberta, nos biomas Chaco, Cerrado e Caatinga. Apesar de atualmente não terem conexão, essas florestas tropicais compartilham espécies e linhagens intimamente relacionadas, o que sugere ter havido uma ligação entre essas matas no passado. Há, por exemplo, 23 espécies de aves tropicais presentes nos dois biomas.

Análise genética e computacional em aves sugere que florestas tropicais andina e atlântica, hoje separadas por quase mil quilômetros de áreas mais secas e vegetação aberta, tiveram períodos de conexão no passado (ave da espécie Syndactyla rufosuperciliata / foto: Gustavo Cabanne)

Diversos estudos publicados reforçam tal hipótese. O que ainda não se sabia era se a ligação se dava por meio das florestas de galeria que, no passado, acompanhavam os cursos dos rios na região do Chaco (que abrange o sul da Bolívia, o norte da Argentina e o Paraguai), ou pelo Cerrado (parte da Bolívia, Centro-Oeste do Brasil e norte do Paraguai).

De acordo com uma nova pesquisa, que analisou dados genômicos e biogeográficos de aves das espécies Syndactyla rufosupercilita e Syndactyla dimidiata, a conexão entre as florestas andina e atlântica no passado ocorreu pelo Cerrado. A ligação teria se formado diversas vezes durante o Pleistoceno, período geológico ocorrida entre 2,5 milhões e 11,7 mil anos atrás.

A investigação foi conduzida pelo ornitólogo Gustavo Cabanne, do Museo Argentino de Ciencias Naturales, em colaboração com Cristina Yumi Miyaki, professora no Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP). Os resultados foram publicados na revista Molecular Phylogenetics and Evolution.

A equipe teve apoio da FAPESP, por meio do Programa FAPESP de Pesquisas em Caracterização, Conservação, Restauração e Uso Sustentável da Biodiversidade (BIOTA), do Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet), na Argentina, e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Participaram pesquisadores de diversas instituições no Brasil (Universidade Federal de Minas Gerais, Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Universidade de Brasília e Museu Paraense Emílio Goeldi), Bolívia (Universidad Mayor de San Andrés e Museo Nacional de Historia Natural), Estados Unidos (American Museum of Natural History e Cornell University) e Canadá (Royal Ontario Museum).

A biogeografia é a ciência que estuda as relações entre os seres vivos, a geografia, o relevo e o clima. A paleobiogeografia parte dessas mesmas relações para entender, por exemplo, como era a distribuição das espécies no passado e as relações existentes entre elas. Entender a paleobiogeografia de diversas espécies que habitam áreas específicas no presente pode ajudar a inferir como era a distribuição desses biomas no passado.

"O grande desafio dos estudos de biogeografia é integrar e interpretar as informações obtidas de diversas fontes, como componentes biológicos, dados genômicos das espécies analisadas, informações geológicas, dados paleoclimáticos, dados palinológicos [de pólen e esporos] ou dados de sensoriamento remoto obtidos a partir de imagens de satélite", disse Miyaki.

"Foi preciso coletar e analisar vários desses dados a fim de investigar a hipótese da existência de uma antiga conexão entre as florestas tropicais andina e atlântica e testar se isso ocorreu via Cerrado ou via Chaco. Pode ter sido por meio de florestas de galeria que, no Pleistoceno, seriam remanescentes de vegetação úmida que atravessam biomas mais áridos”, disse.

De acordo com Cabanne, a conexão entre as florestas úmidas andina e atlântica é apoiada por estudos palinológicos, entre outros, segundo os quais ambas se expandiram transitoriamente em algumas regiões (por exemplo, no Cerrado) em direção aos Andes durante os últimos máximos glaciais – os períodos mais frios das diversas idades do gelo (foram identificadas ao menos 11 delas) que ocorreram nos últimos 2,5 milhões de anos.

"Sob esse cenário biogeográfico histórico, as florestas andina e atlântica poderiam ter funcionado como refúgios. Sua história dinâmica [ciclos de conexão e isolamento] poderia ter sido um importante impulsionador da especiação nos neotrópicos [região que compreende a América Central, incluindo parte do México e dos Estados Unidos, todas as ilhas do Caribe e a América do Sul]”, disse.

No presente período interglacial, explica Cabanne, esses biomas florestais representam refúgios onde se espera que organismos se diferenciem. Durante as idades do gelo do Pleistoceno, as florestas teriam sido conectadas, permitindo, assim, o fluxo gênico entre as regiões.

Genética e análise computacional

No trabalho publicado na revista Molecular Phylogenetics and Evolution, os pesquisadores elegeram como objeto de estudo uma ave popularmente conhecida como trepador-quiete (Syndactyla rufosuperciliata). Trata-se de um passarinho (ordem Passeriformes) da família dos furnariídeos, a mesma do joão-de-barro (Furnarius rufus) e de outras 230 espécies encontradas na Argentina, Bolívia, Brasil, Equador, Paraguai, Peru e Uruguai. Existem cinco subespécies reconhecidas desse táxon.

"O trepador-quiete é um modelo apropriado para explorar a conexão das florestas andina e atlântica porque a espécie habita tanto os principais domínios dessas matas como as áreas que poderiam ter sido diretamente envolvidas na sua ligação: as florestas de galeria do Chaco oriental e algumas regiões no sul do Cerrado", disse Cabanne.

Os pesquisadores exploraram a conectividade histórica entre os dois biomas por meio de modelagem de nicho. A seguir, eles usaram sequências de DNA de 71 indivíduos e análises genômicas de outros 33 pássaros para avaliar a estrutura genética da população e o fluxo gênico dentro da espécie. Por fim, foi realizada a seleção do modelo populacional com auxílio de computação bayesiana aproximada, método de inferência com base em estatísticas sumárias.

Segundo os pesquisadores, a análise genômica evidenciou que os trepadores-quiete habitantes das florestas tropicais andinas pertencem hoje a linhagens diferentes daquelas dos trepadores-quiete da Mata Atlântica. Mas nem sempre foi assim. No passado, há centenas de milhares de anos, a distribuição original da espécie parece ter sido muito maior do que a atual, e também suas linhagens eram menos diferenciadas do ponto de vista genômico.

Porém, com a sucessão de períodos glaciais e o avanço e recuo da vegetação de Cerrado, os passarinhos andinos e atlânticos foram ficando isolados uns dos outros por dezenas de milhares de anos, o que levou à diversificação em duas linhagens.

Os dados sugerem inclusive que, durante os períodos interglaciais do Pleistoceno, quando a temperatura se elevou e houve avanço das florestas úmidas, ocorreram novos contatos entre trepadores-quiete do leste e do oeste, o que permitiu cruzamentos e novas trocas genéticas entre as duas linhagens.

Aliada aos dados paleoclimáticos, a análise da diversidade genômica dos trepadores-quiete andinos e atlânticos sugere que tais trocas gênicas ocorreram via Cerrado, ao norte, e não via Chaco, mais para o sul.

“Nossos resultados indicam que as florestas andina e atlântica atuaram como refúgios e que as populações das espécies de ambas as regiões entraram em contato por meio da região do Cerrado, sugerindo que a dinâmica histórica desses dois biomas é importante para a evolução das aves florestais”, disse Cabanne.

"Os resultados estão de acordo com estudos de outros organismos e podem indicar um padrão mais geral de conectividade entre os biomas nos neotrópicos”, disse Miyaki.

Além disso, segundo Cabanne, o novo estudo e outros anteriores do mesmo grupo “sugerem a existência de altos níveis de diversidade críptica [de espécies morfologicamente semelhantes e geneticamente distintas] entre os Andes e a Mata Atlântica e também sugerem considerar a população andina de trepadores-quiete como uma espécie plena”.

O artigo Phylogeographic variation within the Buff-browed Foliage-gleaner (Aves: Furnariidae: Syndactyla rufosuperciliata) supports an Andean-Atlantic forests connection via the Cerrado (https://doi.org/10.1016/j.ympev.2019.01.011), de Gustavo S. Cabanne, Leonardo Campagna, Natalia Trujillo-Arias, Kazuya Naoki, Isabel Gómez, Cristina Y. Miyaki, Fabricio R. Santos, Giselle P. M. Dantas, Alexandre Aleixo, Santiago Claramunt, Amanda Rocha, Renato Caparroz, Irby J. Lovette e Pablo L. Tubaro, está publicado em: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1055790318302847.

No 2º Encontro Regional América Latina e Caribe da Ecosystem Services Partnership, economista norte-americano Joshua Farley compara a crise ambiental atual à Grande Depressão e à Segunda Guerra Mundial (foto: Diego Padgurschi / divulgação)

Mudanças climáticas devem ser enfrentadas por toda a sociedade

31 de outubro de 2018

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André Julião  |  Agência FAPESP – A Grande Depressão nos anos 1930 foi um momento em que os americanos se uniram para enfrentar a pior crise de sua história até então. Em alguns anos, uma nação com grande concentração de renda se transformou em uma sociedade de classe média. Da mesma forma, na Segunda Guerra, entre 1939 e 1945, houve racionamento de alimentos, energia e outros itens, além de políticas econômicas “draconianas” implantadas pelo governo dos Estados Unidos a fim de vencer o conflito para os Aliados.

Para Joshua Farley, economista da University of Vermont, assim como nesses dois momentos históricos, quando todos assumiram sacrifícios para derrotar um inimigo comum, o momento atual exige atitude semelhante para enfrentar o maior problema da atualidade, as mudanças climáticas. 

Farley fez a afirmação durante conferência no 2º Encontro Regional América Latina e Caribe da Ecosystem Services Partnership (ESP), realizado na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) de 22 a 26 de outubro, por iniciativa da Plataforma Brasileira de Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos/BPBES em parceria com a Embrapa e a Fundação Brasileira para o Desenvolvimento Sustentável (FBDS). Além da Unicamp, o evento teve apoio do Programa BIOTA-FAPESP e da Applied Biodiversity Foundation.

A implantação de projetos de valoração de serviços ecossistêmicos (proteção de nascentes, polinização, manutenção de florestas, entre outros) é parte da proposta de Farley por uma economia mais sustentável. 

Casado com uma brasileira e com projetos de pesquisa em comunidades de Santa Catarina, entre outros locais do país, Farley disse que mais do que nunca é necessária uma colaboração entre as nações, parte delas por meio dos acordos ambientais multilaterais e de redes como a Plataforma Intergovernamental sobre Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos (IPBES, na sigla em inglês).

“[Do ponto de vista ambiental], o Brasil é muito bom em um monte de coisas. Tem uma grande área conservada, usa muita energia renovável, mas há uma grande preocupação de que haja uma massiva desregulação dos negócios, o que permitirá que se degrade o meio ambiente e de que haja mais desflorestamento. Essas são ameaças atuais”, disse. 

O economista falou do risco de chegar a um ponto de não retorno, quando já não poderão ser desfeitas as perdas ambientais. Carlos Joly, professor do Instituto de Biologia da Unicamp, coordenador do BIOTA-FAPESP e um dos criadores da Plataforma Brasileira de Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos (BPBES, na sigla em inglês), disse que esse é um dos principais pontos trabalhados durante o encontro.

“Uma questão é estarmos preparados para medir o quanto as mudanças climáticas, por exemplo, já impactaram os serviços ecossistêmicos e o quão distante estamos de um ponto de não retorno. Às vezes só se descobre que passou deste ponto quando é tarde demais”, disse Joly à Agência FAPESP.

Para evitar esse cenário, membros do IPBES como Joly trabalham para aperfeiçoar ferramentas de modelagem e de cenários, a fim de melhorar a previsibilidade. “Estamos discutindo o ferramental teórico, de um lado, e o prático, de outro. Quais metodologias e ferramentas que temos para fazer uma avaliação correta dos pontos de não retorno”, disse.

O encontro contou não só com representantes da comunidade acadêmica de países da América Latina e Caribe, como também de ONGs, governos e empresas. “Quando falamos em acordos globais, não podemos trabalhar só em uma perspectiva acadêmica. Ela é superimportante, é a base do trabalho, mas se não chegarmos às ONGs, aos governos, ao setor privado, a discussão vai ficar apenas na academia e não vai se efetivar em ações”, disse Maíra Padgurschi, pesquisadora da BPBES.  

“A ideia de trazer esse tipo de discussão para um evento de uma rede de pesquisadores é colocar os diferentes atores frente a frente para discutir e achar as soluções em conjunto”, disse.  

Preço da natureza

O pagamento por serviços ambientais é uma ferramenta criada na década passada. Prevê que proprietários de terra que contribuam com a conservação ou restauração de serviços ecossistêmicos – preservação de nascentes e florestas, por exemplo – recebam um pagamento por isso.  

Um dos programas do tipo no Brasil é o "Projeto de Recuperação e proteção dos serviços ecossistêmicos relacionados ao clima e à biodiversidade no corredor sudeste da Mata Atlântica do Brasil", resultado da parceria entre os programas Mudanças Climáticas e BIOTA da FAPESP e a Global Environmental Facility (GEF).  

“Estamos trazendo uma novidade que é não focar em apenas um serviço. A pessoa receber, por exemplo, apenas porque está protegendo uma nascente de água. Para preservar essa nascente, foi preciso uma restauração florestal, então isso tem captura de carbono envolvido. Além disso, se a restauração utilizar espécies que são importantes como o abrigo ou alimentação para polinizadores, a manutenção do serviço de polinização também poderá ser considerada no pagamento dos serviços ambientais prestados por aquele proprietário”, disse Joly.

Além disso, explica o pesquisador, nos últimos anos vêm sendo cogitadas novas formas de pensar em serviços ecossistêmicos que incluam outros valores, sem romper com paradigmas que foram estabelecidos em 2005 e 2007, quando os conceitos foram consolidados na Avaliação Ecossistêmica do Milênio (Millenium Ecosystem Assessment). 

“Muitas culturas indígenas têm diferentes concepções de mundo e consideram estes serviços ecossistêmicos não precificáveis, mas contribuições da natureza para o homem”, disse Joly, citando o debate publicado recentemente na revista Science. 

“É importante considerarmos essas duas visões de mundo, e não apenas a ideia monetarista que o serviço ecossistêmico acaba inevitavelmente carregando”, disse o pesquisador.

Farley afirmou que o mercado sozinho não fornece todas as soluções, como pregam muitos economistas. “Precisamos muito mais de um sistema híbrido, onde itens como sustentabilidade, justiça e recursos essenciais como alimentos sejam determinados fora do sistema de mercado”, disse Farley.

Para chegar a algo semelhante por aqui, um passo importante será o lançamento do primeiro diagnóstico da BPBES, com as conclusões do primeiro levantamento do tipo feito no Brasil. O documento será lançado no dia 8 de novembro, no Museu do Amanhã, no Rio de Janeiro.

Substâncias relacionadas à ferocidade em abelhas são descobertas: Instituto de Biociências de Rio Claro estuda os insetos desde sua fundação, há 60 anos

 

Peter Moon - Agência Fapesp

 

16/07/2018

 

Pesquisadores paulistas podem ter descoberto a razão pela qual as abelhas africanizadas são tão ferozes. Eles rastrearam substâncias químicas presentes em níveis mais elevados no cérebro de abelhas africanizadas, em comparação com abelhas melíferas e dóceis criadas por apicultores. 

De acordo com estudo publicado no Journal of Proteome Research, tais compostos químicos podem fazer com que abelhas menos agressivas se tornem ferozes. 

Os mesmos compostos haviam sido detectados no cérebro de moscas e camundongos, nos quais eles parecem regular a alimentação e a digestão. Esse é um exemplo de como o comportamento evolui em diferentes espécies usando mecanismos moleculares semelhantes.

A pesquisa foi feita pela equipe do professor Mario Sérgio Palma no Centro de Estudo dos Insetos Sociais do Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Rio Claro. O trabalho tem apoio da FAPESP por meio de um Projeto Temático que integra o programa BIOTA-FAPESP. A linha de pesquisa está relacionada ao estudo do complemento de proteínas dos sistemas animais.

“Estudamos a composição das proteínas dos sistemas glandulares de vespas, abelhas, formigas, aranhas e escorpiões. Determinamos as funções individuais de cada proteína e suas interações moleculares, além de suas estruturas moleculares. Isso inclui os venenos desses animais, bem como sistemas de comunicação química por compostos químicos e a neuroquímica da regulação do comportamento dos artrópodes via sistema nervoso”, disse Palma à Agência FAPESP. 

O estudo visou investigar o mecanismo de produção de neuro-hormônios no cérebro de abelhas. Neuro-hormônios são compostos químicos responsáveis pela regulação do sistema nervoso, com implicações na mediação dos comportamentos sociais desses insetos.

“Queríamos estudar a origem e o metabolismo das proteínas precursoras dos neuropeptídeos no cérebro de abelhas, para entender como eram produzidos tais hormônios. Desejávamos também identificar as regiões do cérebro responsáveis pelas ações daqueles compostos. Para isso, utilizamos o imageamento espectral por espectrometria de massas”, explicou Palma. 

A técnica permite identificar compostos químicos dentro de tecidos, sem necessidade de extratos celulares. O imageamento também permite conhecer a região do cérebro onde tais hormônios estão agindo. “Podemos conhecer a estrutura química dos neuropeptídeos e mapear as regiões do cérebro onde eles agem”, disse. 

Os experimentos foram feitos no apiário do Instituto de Biociências da Unesp, em Rio Claro. “Praticamente todas as nossas colônias são de abelhas africanizadas”, disse Palma. “Trabalhamos com abelhas africanizadas há mais de 20 anos, uma vez que o Departamento de Biologia do Instituto de Biociências da Unesp estuda esses insetos desde sua fundação, há 60 anos.”

Os favos foram levados para o laboratório, onde os indivíduos recém-emergidos foram identificados e marcados com tintas não tóxicas. Após a devolução dos favos às colmeias no apiário, aguardou-se que as abelhas marcadas atingissem a idade desejada para a realização do experimento. 

Quando isso ocorreu, os favos retornaram novamente ao laboratório e as abelhas marcadas com tintas coloridas foram coletadas e utilizadas em experimentos de agressividade.

As abelhas foram colocadas em arenas de observação. Alvos com o formato de esferas de 5 centímetros de diâmetro e recobertas de camurça negra foram penduradas por uma corda diante de cada arena, de modo que, ao serem balançadas, as esferas invadissem a arena onde se encontravam as abelhas marcadas.

“Vários comportamentos de alerta e agressão foram realizados pelas abelhas. Tais comportamentos foram observados e registrados pelos pesquisadores”, disse Palma.

Além dos vários comportamentos agressivos, alguns indivíduos também ferroaram os alvos. Ao fazê-lo, ficaram presos nos alvos por meio do ferrão, que possui fisgas e não pode ser retirado. Esses indivíduos foram coletados, imediatamente congelados em nitrogênio líquido e dissecados. Seus cérebros foram retirados e fatiados. As fatias foram utilizadas nos estudos de análise proteômica – área de biotecnologia que estuda o conjunto de proteínas expressas em uma célula ou tecido.

A equipe da Unesp também coletou abelhas operárias que permaneceram dentro das colmeias durante os ataques, para poder compará-las às outras operárias mais agressivas.

Todas as amostras foram analisadas dentro dos tecidos. Depois elas foram analisadas com o uso de radiação laser, que promove a ionização das proteínas e peptídeos. Esses foram analisados no espectrômetro de massa, capaz de identificar pequenas cadeias de proteínas ou peptídeos, permitindo conhecer sua estrutura química.

“Quando do preparo das amostras na forma de fatias de cérebro, o instrumento cria um padrão virtual de orientação espacial dentro de cada tecido, que permite correlacionar a presença de espectros típicos de cada molécula analisada com a posição espacial dentro do tecido. Assim, identificam-se as moléculas e ao mesmo tempo estimam-se suas concentrações e determina-se sua localização”, disse Palma.

“No final, geram-se imagens dos cortes histológicos, na forma de topografia molecular, e mapas de contorno, assinalando-se as extensões e limites de cada diferente região do cérebro”, disse. 

Compostos químicos identificados por pesquisadores da Unesp podem explicar por que abelhas menos agressivas se tornam ferozes. Estudo foi publicado no Journal of Proteome Research (operária de Apis mellifera ferroando o alvo de camurça durante os ensaios de agressividade / fotos: Iago Bueno da Silva/Unesp)

Hormônios e agressão 

Sobre a diferença encontrada entre as abelhas capturadas fora da colmeia e as que permaneceram lá dentro, Palma ressalta que não se trata de local, mas de diferenças observadas entre as abelhas operárias que realizam os vários comportamentos de alarme e agressão (principalmente ferroar o alvo) e aquelas que não se tornam agressivas (mesmo quando estimuladas). 

“O cérebro das abelhas não agressoras apresentou proteínas precursoras intactas, na forma sua não ativa, isto é, que não está estimulando comportamentos agressivos”, disse. 

Por outro lado, o cérebro das abelhas agressoras apresentou somente as formas maduras dessas proteínas. São pedaços menores e ativos das proteínas precursoras, gerados pela ação de enzimas conhecidas como proteases. Esses pedaços menores ainda passam por processo de modificações químicas para se tornarem ativos. Assim se formam os neuropeptídeos ativos, que determinarão o comportamento agressivo nas abelhas. Neuropeptídeos são hormônios que regulam o cérebro e outros tecidos para adaptar o organismo a realizar um conjunto de comportamentos. 

“Na prática, isso significa que os neuropeptídeos sinalizam ao organismo para realizar funções metabólicas, fisiológicas e/ou farmacológicas, preparando o indivíduo para executar um ou mais conjuntos de comportamentos. No caso em estudo, o conjunto de comportamentos foi relacionado à agressão”, disse Palma

“Os neuropeptídeos que encontramos existem com pequenas diferenças estruturais em vários insetos, mas até então eram pouco caracterizados química e funcionalmente. Nas abelhas agressoras, as funções de tais neuropeptídeos foram regular o metabolismo energético, ativar os mecanismos de vigilância e coordenação espacial de voo e estimular a produção de feromônios de alarme”, disse. 

Quando os pesquisadores observaram que os neuropeptídeos estimulavam o comportamento agressivo, eles resolveram sintetizar esses compostos em laboratório, para então injetá-los em operárias jovens – abelhas que supostamente ainda não estavam preparadas para executar comportamentos agressivos. 

“O resultado foi que algum tempo após terem recebidos aplicações dos neuropeptídeos essas operárias passaram a executar comportamentos agressivos. Elas passaram inclusive a ferroar os alvos”, disse o coordenador do Projeto Temático FAPESP.   

Origem da ferocidade

A agressividade em abelhas é desencadeada como parte do mecanismo de defesa da colônia. Tal comportamento se inicia com um conjunto de estímulos físicos e químicos como movimentos bruscos, sons agudos, cores escuras e odores fortes, geralmente associados à presença de intrusos, invasores ou predadores da colônia. Isso desencadeia uma reação em cascata de uma série de processos metabólicos e fisiológicos, para suportar os insetos agressores a executar os comportamentos de alarme e agressão.

“Aparentemente, a primeira reação a tais estímulos leva à maturação dos precursores dos neuro-hormônios no cérebro das abelhas, conduzindo à formação dos neuropeptídeos maduros, que são distribuídos em concentrados e regiões específicas do cérebro”, disse Palma.

“Atuando nos neurônios dessas regiões, esses neuropeptídeos ativam uma série de processos metabólicos e fisiológicos, que resultam nos comportamentos de alarme e agressão e culminam com a ferroada”, disse. 

Os precursores dos neuropeptídeos estão prontos no cérebro das operárias adultas. Mas enquanto elas ainda são jovens tais precursores não são clivados, não podendo resultar em neuropeptídeos maduros ou ativos. 

No entanto, quando as operárias alcançam entre 15 e 20 dias de idade, elas já contam com ferramentas moleculares para catalisar a maturação dos precursores. Daí que, na presença de estímulos físico-químicos ameaçadores, os neuropeptídeos em seus cérebros serão instantaneamente ativados, e as operárias passarão a demonstrar comportamento agressivo.

“Quando injetamos os neuropeptídeos sintéticos em suas formas maduras, as operárias jovens passaram a dispor do neuropeptídeos maduros, que em poucos minutos passaram a ativar as transformações metabólicas e fisiológicas, tornando tais indivíduos aptos a exercer comportamentos agressivos”, disse Palma.

O artigo MALDI Imaging Analysis of Neuropeptides in Africanized Honeybee (Apis mellifera) Brain: Effect of Aggressiveness, de Marcel Pratavieira, Anally Ribeiro da Silva Menegasso, Franciele Grego Esteves, Kenny Umino Sato, Osmar Malaspina e Mario Sergio Palma, está publicado em https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.8b00098.

Pesquisa faz levantamento inédito dos cipós das florestas tropicais

31 de outubro de 2016

Noêmia Lopes | Agência FAPESP - A chamada tribo Bignonieae, formada em grande parte por cipós e um componente importante das florestas tropicais, conta agora com um privilégio raro na biodiversidade brasileira: um levantamento completo e atualizado de seus 21 gêneros e 393 espécies, contendo dados sobre morfologia, taxonomia, distribuição geográfica e genética, além de informações sobre a história evolutiva e biogeográfica do grupo.

Esse é o resultado do projeto "Sistemática da tribo Bignonieae (Bignoniaceae)", apoiado pela FAPESP e coordenado por Lúcia Garcez Lohmann, do Instituto de Biociências (IB) da Universidade de São Paulo (USP).

“Temos cerca de 250 famílias de plantas no Brasil e para bem poucas delas chegou-se a esse grau de detalhamento, o qual é fundamental para o entendimento dos processos que levaram à formação da nossa flora como um todo, bem como para o estabelecimento de áreas prioritárias para a conservação, planos de manejo e uso sustentável da biodiversidade”, disse Lohmann à Agência FAPESP.

Ao longo dos últimos 24 anos, a pesquisadora vem aprimorando a classificação das bignoniáceas, família cujas flores têm um característico formato de trompete e que tem na tribo Bignonieae seu maior grupo. A tribo, por sua vez, inclui a linhagem mais diversa de cipós – também conhecidos por lianas – das florestas tropicais.

“Trata-se de um grupo muito importante. O que diferencia as florestas do velho mundo das florestas da região neotropical é justamente a presença das lianas. Como as espécies da tribo Bignonieae representam a linhagem mais diversa e abundante de cipós da região neotropical, o entendimento de sua história evolutiva nos traz importantes informações sobre a origem e a diversificação das florestas neotropicais como um todo. Além disso, as espécies da tribo são muito utilizadas por comunidades indígenas por conta de suas propriedades medicinais, apresentando bom potencial farmacológico”, afirmou Lohmann.

O primeiro passo, seja na direção de conhecer melhor o passado de certos ecossistemas ou de buscar novos compostos químicos para a produção de fármacos, era saber exatamente quantas espécies de cipós desse clado existem, onde cada uma se encontra, como evoluíram e quais são seus parentes mais próximos – levantamento que configurou o objetivo central do estudo.

Com a nova organização, foram descritas cerca de 10 novas espécies, propostas 190 novas combinações nomenclaturais e quase 100 novos lectótipos (espécimes sobre os quais se baseia a redescrição de uma espécie) e resolvidos inúmeros problemas taxonômicos. Com esse grau de conhecimento, a tribo Bignonieae passou a servir como um dos modelos utilizados no Projeto Temático "Estruturação e evolução da biota amazônica e seu ambiente: uma abordagem integrativa", também realizado sob a coordenação de Lohmann.

O temático – uma colaboração dos programas BIOTA-FAPESP (Programa FAPESP de Pesquisas em Caracterização, Conservação, Restauração e Uso Sustentável da Biodiversidade) e Dimensions of Biodiversity, da National Science Foundation, dos Estados Unidos – investiga a origem da biodiversidade da Amazônia, onde as lianas chegaram há cerca de 40 milhões de anos, 10 milhões de anos após surgirem na região leste do Brasil, onde hoje está a Mata Atlântica.

Segundo Lohmann, linhagens do grupo seguiram migrando e diversificando-se e, em torno de 30 milhões de anos atrás, chegaram a áreas secas do Cerrado. Alguns milhões de anos depois, ocorreram a evolução do hábito arbustivo, a perda de gavinhas – uma modificação dos folíolos de plantas trepadeiras que lhes dá apoio para a escalada – e a evolução de sementes com contornos arredondados, que lhes permite viajar por grandes áreas abertas como frisbees. Com o passar do tempo, espécies de Bignonieae continuaram a expandir sua extensão pelas Américas, até atingir o México e o sul dos Estados Unidos.

Outro ganho proporcionado pela pesquisa foi a possibilidade de entender, em cada caso, o que veio primeiro: a ocupação de novos ambientes ou a transformação de características morfológicas. “Com a filogenia [história genealógica de uma espécie ou de um grupo biológico], conseguimos determinar quando certa característica mudou. Nos casos em que características evoluíram antes da ocupação de uma nova área, temos o que chamamos de surgimento de uma inovação-chave, ou seja, a evolução de uma característica que viabilizou a ocupação de um novo ambiente e a diversificação do grupo. Quando a alteração ocorreu depois da ocupação de um novo ambiente, temos adaptações propriamente ditas”, disse Lohmann.

Das coletas ao laboratório

Ao longo do projeto, Lohmann e seus orientandos rodaram o Brasil fazendo coletas em campo e visitando herbários. Acre, Amazonas, Bahia, Ceará, Espírito Santo, Goiás, Mato Grosso, Minas Gerais, Pará, Paraíba, Piauí e Rio de Janeiro, além do próprio Estado de São Paulo, foram alguns dos destinos da equipe.
“Escolhemos algumas localidades nas quais as lianas haviam sido pouco coletadas. Em outras, já sabíamos da ocorrência de cipós, mas a coleta de mais exemplares permitiu um aumento no número de registros e acesso a material fresco para extração de DNA, trabalhos com anatomia e fitoquímica”, contou Lohmann.
Um legado da visita a esses herbários foi a identificação de muitos materiais que não estavam classificados anteriormente. Outra boa herança foi a interação entre alunos de graduação e pós-graduação locais com aqueles que estavam trabalhando com Lohmann. “Ao longo deste projeto, jovens pesquisadores de diferentes estados me procuraram querendo estudar em mais detalhes a flora de suas regiões. Agora, tenho orientandos e parcerias com alunos e professores de diversos estados brasileiros. O apoio é mutuo com os alunos de São Paulo, que sempre foram muito bem recebidos em todas as instituições visitadas”, disse.
Também houve visitas a países como Alemanha, Áustria, Bélgica, Espanha, Estados Unidos, França, Inglaterra, Suécia e Rússia, onde se encontram coleções clássicas e grande quantidade de material-tipo necessário às revisões taxonômicas.

A análise de todo o material se deu em um momento de transição. No início do projeto, em 2012, fazia-se sequenciamento genético pelo método Sanger, com a utilização de apenas alguns marcadores moleculares. A proposta original era, portanto, sequenciar três marcadores para múltiplos indivíduos de todas as espécies da tribo Bignonieae. “Mas no meio do projeto”, contou Lohmann, “surgiu a chance de usarmos Next Generation Sequencing e, com isso, sequenciar genomas inteiros, o que nos permitiu reconstruir o parentesco entre gêneros e espécies com maior grau de certeza.”

Para dar conta da abrangência da investigação, houve a participação de um grande número de bolsistas, da iniciação científica ao pós-doutorado: Alexandre Rizzo Zuntini, Alison Nazareno, Annelise Frazão Nunes, Beatriz Machado Gomes, Eric Yasuo Kataoka, Fabiana Firetti Leggieri, Jéssica Nayara Carvalho Francisco, Luiz Henrique Fonseca, Maila Beyer, Maria Claudia Medeiros, Maria Fernanda Calió, Miriam Kaehler (doutorado e pós-doutorado) e Verônica Thode.

“Como usamos a mesma metodologia e conduzimos as investigações de forma padronizada, estamos agora consolidando uma grande base de dados com fotos, informações sobre morfologia, distribuição geográfica e genética das espécies. Também estamos estudando uma boa forma de disponibilizar os dados e as imagens em uma página na internet”, disse Lohmann.
Outro desdobramento previsto é entender como o grupo deve reagir a mudanças climáticas. Nesse sentido, a pesquisadora está orientando o doutorado de Juan Pablo Narváez Gómez, da Colômbia. De acordo com Lohmann, “o objetivo é encontrar as áreas com maior diversidade e endemismo de espécies da tribo Bignonieae, modelar a distribuição das espécies utilizando cenários atuais e futuros e, com base nisso, propor estratégias de conservação”.

Artigos publicados

Até o momento, a pesquisa “Sistemática da tribo Bignonieae (Bignoniaceae)” resultou na publicação de 18 artigos científicos, listados a seguir, além de outros cinco submetidos para publicação:

Iamonico, D., E. Banfi, G. Galasso, L.G. Lohmann, J.A. Lombardi & N.M.G. Ardenghi. 2015. Typification of the Linnaean name Bignonia peruviana (Vitaceae). Phytotaxa 236(3): 283-286. http://biotaxa.org/Phytotaxa/article/view/phytotaxa.236.3.10 

Fonseca, L.H.M.F. & L.G. Lohmann. 2015. Biogeography and evolution of Dolichandra (Bignonieae, Bignoniaceae). Botanical Journal of the Linnean Society 179: 403-420. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/boj.12338/abstract 

Nazareno, A.G., M. Carlsen & L.G. Lohmann. 2015. Complete chloroplast genome of Tanaecium tetraganolobum: The first Bignoniaceae plastome. PLOS One 10(6): e0129930. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0129930
 
Zuntini, A.R., C.M. Taylor & L.G. Lohmann. 2015. Problematic specimens turn out to be two undescribed species of Bignonia (Bignoniaceae). Phytokeys 56: 7-18. http://phytokeys.pensoft.net/articles.php?id=5423 

Zuntini, A.R., C.M. Taylor & L.G. Lohmann. 2015. Deciphering the Neotropical Bignonia binata species complex (Bignoniaceae). Phytotaxa 219(1): 69-77. http://biotaxa.org/Phytotaxa/article/view/phytotaxa.219.1.5 

Firetti-Leggieri, F. D. Demarco & L.G. Lohmann. 2015. A new species of Anemopaegma (Bignonieae, Bignoniaceae) from the Atlantic Forest of Brasil. Phytotaxa 219(2): 174-182. http://biotaxa.org/Phytotaxa/article/view/phytotaxa.219.2.7 

Fonseca, L.H.M.F., S.M. Cabral, M.F. Agra & L.G. Lohmann. 2015. Taxonomic updates in Dolichandra (Bignonieae, Bignoniaceae). Phytokeys 46: 35-43. http://phytokeys.pensoft.net/articles.php?id=4671
Medeiros, M.C.M.P., A. Guisan & L.G. Lohmann. 2015. Climate niche conservatism does not explain restricted distribution patterns in Tynanthus (Bignonieae, Bignoniaceae). Bot. J. Linn. Soc. 179: 95-109. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/boj.12300/abstract 

Medeiros, M.C.P. & L.G. Lohmann. Taxonomic revision of Tynanthus (Bignonieae, Bignoniaceae). Phytotaxa 216(1): 1-60. http://biotaxa.org/Phytotaxa/article/view/phytotaxa.216.1.1
 
Medeiros, M.C.P. & L.G. Lohmann. 2015. Phylogeny and biogeography of Tynanthus Miers (Bignonieae, Bignoniaceae). Molecular Phylogenetics and Evolution 85: 32-40. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25659336 

Medeiros, M.C.P. & L.G. Lohmann. 2014. Two new species of Tynanthus Miers (Bignonieae, Bignoniaceae) from Brazil. Phytokeys 42: 77-85. http://phytokeys.pensoft.net/articles.php?id=4192
Lohmann, L.G & C.M. Taylor. 2014. A new generic classification of Tribe Bignonieae (Bignoniaceae).

Annals of the Missouri Botanical Garden 99(3): 348-489. http://www.bioone.org/doi/abs/10.3417/2003187 

Zuntini, A.R., C.M. Taylor & L.G. Lohmann. 2014. Proposal to conserve the name Bignonia magnifica (Bignoniaceae) with a conserved type. Taxon 63(6): 1376-1377. http://www.ingentaconnect.com/contentone/iapt/tax/2014/00000063/00000006/art00025 

Zuntini, A.R. & L.G. Lohmann. 2014. Synopsis of Martinella Baill. (Bignonieae, Bignoniacee), with the description of a new species from the Atlantic Forest of Brazil. Phytokeys 37: 15-24. http://phytokeys.pensoft.net/articles.php?id=1526 

Firetti-Leggieri, F., L.G. Lohmann, J. Semir, D. Demarco & M.M. Castro. 2014. Using leaf anatomy to solve taxonomic problems within the Anemopaegma arvense species complex (Bignonieae, Bignoniaceae). Nordic Journal of Botany 32: 620-631. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1756-1051.2013.00275.x/pdf 

Zuntini, A.R., L.H.M. Fonseca & L.G. Lohmann. 2013. Primers for phylogeny reconstruction in Bignonieae (Bignoniaceae) using herbarium samples. Applications in Plant Sciences 1(9): 1300018. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25202586 

Lohmann, L.G., C. Bell, M.F. Calió, and R.C. Winkworth. 2013. Pattern and timing of biogeographical history in the neotropical Tribe Bignonieae (Bignoniaceae). Botanical Journal of the Linnean Society 171: 154-170. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1095-8339.2012.01311.x/abstract 

Kaehler, M., F. Michelangeli & L.G. Lohmann. 2012. Phylogeny of Lundia based on ndhF and PepC sequences. Taxon 61(2): 368-380. http://www.ingentaconnect.com/content/iapt/tax/2012/00000061/00000002/art00008

Novas espécies de moscas são gigantes e têm cara de marimbondo

Publicado em: 13/12/15

Peter Moon  |  Agência FAPESP – Os entomologistas acreditam que exista no mundo 1 milhão de espécies de moscas, mosquitos, borrachudos e mutucas, os insetos da ordem Diptera. Cerca de 160 mil espécies foram descritas. Dessas, 12 mil vivem no Brasil, e o número não para de aumentar. Só no mês de novembro foram descritas em dois trabalhos diferentes nove espécies de mosca-soldado e duas espécies de moscas-gigantes, as maiores do mundo. As pesquisas são financiadas pela FAPESP no âmbito do programa BIOTA.

A Gauromydas papaveroi tem 4 cm e lembra um marimbondo (foto: divulgação)

 

A maior mosca que existe é brasileira, a Gauromydas heros. Esse inseto magnífico mede 6 cm desde a ponta do abdômen até a ponta da cabeça (as moscas comuns medem apenas 0,5 cm). “Há registros de indivíduos com até 7 cm de comprimento”, conta a zoóloga Julia Calhau, que estuda moscas desde 1998, e, particularmente, moscas-gigantes desde 2009, no Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (MZ-USP).

“Eu vi a G. heros só uma vez. Foi em 2000, no Parque Estadual do Rio Doce, em Minas. Eu a vi viva, mas não consegui pegar. Elas são muito rápidas”, disse Calhau, que atualmente faz pós-doutorado na Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD), em Dourados (MS).

Do gênero Gauromydas eram conhecidas até o momento quatro espécies, todas nativas da América do Sul. Os mais novos membros do gênero são a G. mateuse e a G. papaveroi, que acabam de ser descritas por Calhau e dois colegas no periódico Zootaxa. O projeto foi apoiado pela FAPESP.

Segundo Calhau, a G. papaveroi mede 4 cm e é encontrada no Pará, no Amazonas e em Santa Catarina, no Brasil, na Argentina e também na Costa Rica, na América Central. Já a G. mateus é um pouquinho menor, medindo 3,5 cm. A espécie só é achada na região de Salta, no norte da Argentina.
“São bichos extremamente raros”, disse Calhau. “As moscas-gigantes passam a maior parte da vida sob a forma de larvas. A fase adulta delas é muito curta.” Não se conhece quase nada sobre os hábitos dos indivíduos das duas novas espécies. Praticamente tudo o que se sabe deriva de estudos da G. heros publicados nos anos 1940 pelo entomólogo tcheco José Francisco Zikán, que emigrou para o Brasil em 1902 e as estudou por 40 anos no Parque Nacional de Itatiaia, no Rio de Janeiro.

De acordo com Zikán, as larvas das moscas-gigantes viveriam dentro dos ninhos das formigas-cortadeiras, as populares saúvas. “Estas formigas constroem no formigueiro câmaras de lixo, onde colocam todos os dejetos da colônia”, explica Calhau. “Alguns bichos vivem nesses dejetos, como larvas de mariposa e de besouro. Aparentemente, as larvas da Gauromydas predariam essas larvas.”

Confundidas com vespas

As moscas-gigantes Gauromydas foram por muito tempo confundidas com vespas e marimbondos por causa do seu tamanho e aparência, escreveu Zikán em 1942. De fato, elas lembram muito os marimbondos. “Mas são completamente inofensivas e se alimentam do néctar das flores”, disse Calhau. “As moscas-gigantes não transmitem doenças nem têm importância econômica ou agrícola, mas são bichos magníficos."
O outro grupo de moscas que ganhou novas espécies é o das moscas-soldado, do gênero Acrochaeta. O trabalho do pós-graduando Diego Aguilar Fachin, do departamento de Biologia da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, da USP, apoiado pela FAPESP e publicado igualmente na Zootaxa, descreveu nove espécies de moscas-soldado. “Elas têm este apelido por duas características”, explica Fachin. “Algumas possuem um padrão de coloração no tórax com faixas horizontais, geralmente verdes e pretas, que lembrariam um uniforme militar. Fora isto, elas também têm espinhos, que remetem à imagem de uma armadura.”

Já eram conhecidas 335 espécies de moscas-soldado no Brasil. A estas se somaram oito novas espécies descritas por Fachin, além de uma outra, que é boliviana. Fachin trabalhou com material coletado no programa BIOTA-FAPESP. Assim como acontece com as moscas-gigantes, “o que chama a atenção nas moscas-soldado do gênero Acrochaeta é que elas são muito parecidas com vespas,” conta Fachin.
As espécies descritas têm um estrangulamento no abdômen, quase uma cinturinha, como as vespas. “As moscas são grandes, variando de 1,5 a 2 cm, com formato de vespas e a coloração de vespa.” Uma hipótese para explicar tal morfologia talvez seja o fato de elas viverem próximas das vespas que não as reconhecem como inimigas, diz ele. “Não fui a campo, mas tenho esta suspeita de que as 'minhas' moscas e as vespas vivam uma ao lado da outra.”

As novas espécies habitam todos os estados da região Sudeste e também Rondônia, Paraná e Santa Catarina. “As duas de que eu mais gosto são a A. polychaeta e A. pseudopolychaeta. Ambas têm as antenas muito compridas, e a última possui uma cerda é muito longa e cheia de cerdas menores", disse Fachin.

Assim como as moscas-gigantes, apesar do tamanho e da cara de perigosas, as moscas-soldado descritas por Fachin são inofensivas e não têm importância médica nem são polinizadoras. “Por isso são grupos de certa forma negligenciados pelos pesquisadores – mas nem por isso menos importantes.”
O artigo Review of the Gauromydas giant flies (Insecta, Diptera, Mydidae), with descriptions of two new species from Central and South America (doi: http://dx.doi.org/10.11646/zootaxa.4048.3.3), de Julia Calhau e outros, publicado na Zootaxa, pode ser lido em http://biotaxa.org/Zootaxa/article/view/zootaxa.4048.3.3.
O artigo Taxonomic revision and cladistic analysis of the Neotropical genus Acrochaeta Wiedemann, 1830 (Diptera: Stratiomyidae: Sarginae) (doi: 10.11646/zootaxa.4050.1.1), de Diego Fachin e outros, publicado na Zootaxa, pode ser lido em: http://zoobank.org/References/2DC16A77-A311-4510-BE47-720292639756.

Diversidade genética em áreas restauradas de Mata Atlântica surpreende pesquisadores

29/08/2014

Por Karina Toledo

Agência FAPESP – Ao comparar a diversidade genética vegetal de três remanescentes florestais de Mata Atlântica com a de duas áreas em processo de restauração, todas no interior de São Paulo, pesquisadores da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA) não observaram diferença significativa na maioria dos parâmetros analisados.
Apenas em termos de riqueza alélica (número de alelos diferentes para uma mesma região do genoma) e de riqueza de alelos privados (exclusivos de uma determinada população) as porcentagens encontradas nas áreas nativas foram maiores em relação às reflorestadas.

Parâmetros encontrados são semelhantes aos de remanescentes florestais. Análise teve como foco quatro espécies de plantas com potencial fitoterápico (foto: divulgação/APTA)

A análise, realizada com apoio da FAPESP, foi centrada em quatro espécies com potencial fitoterápico: araribá (Centrolobium tomentuosum, anti-inflamatório e anti-leishimania), cabreúva (Myroxylon peruiferum, antibiótica e analgésica), guaçatonga (Casearia sylvestris, anticancerígena) e pau-jacaré (Piptadenia gonoacantha, antioxidante).

Os dados foram apresentados pela pesquisadora Maria Imaculada Zucchi, da APTA, durante a 7ª Reunião de Avaliação do Programa BIOTA-FAPESP, realizada em São Paulo no dia 7 de agosto.
“A diversidade genética está diretamente relacionada com a longevidade de uma população e com a sua capacidade de evoluir em resposta a mudanças ambientais. No entanto, há algumas décadas, os projetos de restauração foram implantados com alta diversidade interespecífica [muitas espécies diferentes], mas pouca ou nenhuma atenção foi dada à diversidade intraespecífica [sementes oriundas de poucas matrizes de cada espécie]. Por esse motivo o resultado do estudo nos surpreendeu”, disse Zucchi.
O uso de sementes coletadas de um pequeno número de matrizes, explicou a pesquisadora, pode restringir a base genética nas áreas de restauração florestal, resultando em uma população constituída de plantas aparentadas.

“Inicialmente, não se observa nenhum problema. Contudo, ao chegar à fase reprodutiva, haverá grande número de cruzamentos entre indivíduos aparentados, causando a endogamia e podendo aumentar a frequência de alelos deletérios ou letais nessas populações, levando-as à diminuição ou ao declínio”, explicou Zucchi.

Outra consequência da utilização de plantas com base genética restrita em áreas de reflorestamento é o chamado “efeito fundador”, ou seja, o estabelecimento de uma nova população formada por um pequeno número de genótipos.

Para verificar se áreas reflorestadas de São Paulo estavam sofrendo com esse fenômeno, os cientistas da APTA e alunos do programa de Pós-graduação em Genética e Biologia Molecular do Instituto de Biologia (IB) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) coletaram amostras das quatro espécies fitoterápicas na região de Cosmópolis, em processo de restauração há 54 anos, e em Iracemápolis, em restauração há 24 anos.

Também foram feitas coletas nos remanescentes da Estação Ecológica de Caetetus, ligada ao Instituto Florestal e situada na região de Gália; na Unidade de Pesquisa e Desenvolvimento de Tietê (UPD-Tietê), da APTA; e na Área de Relevante Interesse Ecológico (ARIE) Mata de Santa Genebra, no município de Campinas.
Ao todo, foram coletadas 414 amostras de araribá, 182 de cabreúva, 546 de guaçatonga e 394 de pau-jacaré. Desse total, foram selecionadas 20 matrizes produtoras de sementes de cada espécie com o intuito de estudar a taxa de cruzamento. O passo seguinte foi fazer a extração de DNA das amostras, a genotipagem – por um método semelhante ao usado nos testes de paternidade humanos – e o cálculo das frequências dos diferentes alelos encontrados.
De acordo com Zucchi, não houve diferença significativa entre as áreas estudadas na maioria dos parâmetros de diversidade genética – que leva em conta vários fatores populacionais como, por exemplo, o número de indivíduos heterozigotos encontrados.
Uma diferença pequena foi encontrada nas porcentagens de riqueza alélica. No caso da guaçatonga, os números foram 64% nas áreas naturais e 36% nas áreas restauradas. Para a cabreúva, as porcentagens foram de 54% e 46%, respectivamente. Para o araribá, foram 52% e 48% e, para o pau-jacaré, 56% e 44%.
Os pesquisadores também compararam os valores dos chamados alelos privados – aqueles que são exclusivos da população estudada. Nesse caso ficou mais evidente a discrepância entre áreas sendo que, para a guaçatonga, as porcentagens foram 92% nos remanescentes em relação a 8% nas áreas restauradas. No caso da cabreúva, as porcentagens foram 74% e 26%, respectivamente. Para o araribá foram 70% e 30% e, para o pau-jacaré, 68% e 32%.
Uma possível explicação para a pouca variação nos parâmetros de diversidade genética seria a ocorrência de fluxo de genes de remanescentes para as áreas reflorestadas próximas – processo que, segundo Zucchi, ficou evidente ao analisar os dados da cabreúva.
“Os indivíduos jovens das áreas restauradas possuíam alelos que não eram comuns aos indivíduos adultos da mesma área, mas eram semelhantes aos alelos encontrados em adultos de remanescentes florestais próximos, sugerindo a ocorrência de fluxo gênico da área natural para a restaurada”, comentou a pesquisadora.
O estudo da taxa de cruzamento mostrou que as espécies estudadas apresentam sistema misto de cruzamento, ou seja, podem tanto se autofecundar (autogamia) quanto cruzar com outros indivíduos da mesma espécie (alogamia). A exceção foi o araribá, que apresentou tendência à alogamia.

“Ao elaborar um projeto de conservação, uma das primeiras coisas a serem estudadas é a taxa de cruzamento, para entender como as espécies se reproduzem. Isso é importante, por exemplo, para calcular quantas matrizes diferentes serão utilizadas em uma determinada área a fim de garantir a diversidade genética necessária”, explicou Zucchi.

Genômica populacional

Nas últimas décadas, segundo Zucchi, a restauração florestal deixou de constituir o simples plantio de árvores para recobrir uma área desmatada, transformando-se na ciência que visa a reconstruir interações ecológicas complexas em comunidades vegetais degradadas pelas ações antrópicas.

Em artigo publicado no Journal od Biotechnology and Biodiversity, pesquisadores da APTA e da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da Universidade de São Paulo (USP) discutem como os conceitos de genética de populações podem contribuir para tornar as políticas de restauração ainda mais eficientes.

“Indicadores de diversidade genética de populações, associados a outras ferramentas de conservação, são importantes para que consigamos implantar áreas reflorestadas com os níveis mínimos de riqueza alélica e de diversidade genética, que auxiliarão a conexão de remanescentes naturais, restaurando os processos ecológicos e garantindo ecossistemas funcionais, biologicamente viáveis e perpetuados no tempo”, opinou Zucchi.

Seriguela e sucupira pela agricultura

Genes de plantas do cerrado e do semiárido podem contribuir para o melhoramento de cultivares 

NOÊMIA LOPES e RICARDO ZORZETTO | Edição 220 - Junho de 2014

© FABIO COLOMBINI

Tolerância elevada: flor de pequizeiro, árvore nativa do cerrado, adaptada ao calor e à seca

A seriguela e o umbuzeiro, árvores comuns no semiárido nordestino, e a sucupira-preta, do cerrado, integram um grupo de plantas brasileiras que podem ajudar a agricultura a enfrentar duas das consequências das mudanças climáticas: o aumento da temperatura e a escassez de água em certas regiões. É que essas três espécies apresentam grande capacidade adaptativa por serem tolerantes ao calor e à seca.
A identificação e o isolamento dos genes que conferem resistência a essas plantas podem ajudar a tornar culturas agrícolas como a soja, o milho, o arroz e o feijão mais tolerantes aos extremos climáticos, afirmou o engenheiro agrícola Eduardo Assad, do Centro Nacional de Pesquisa Tecnológica em Informática para a Agricultura (CNPTIA) da Embrapa, em palestra apresentada no quarto encontro do Ciclo de Conferências 2014 do programa Biota-FAPESP Educação, realizado em 22 de maio em São Paulo.

“O cerrado já foi muito mais quente e seco do que hoje e árvores como pau-terra, pequi e faveiro, além da sucupira-preta, sobreviveram”, disse Assad. “Precisamos estudar o genoma dessas espécies para identificar e isolar os genes que as tornam tão adaptáveis.” Uma vez feito isso, o passo seguinte é tentar inseri-los em plantas como a soja ou o milho para aumentar a tolerância à falta de água e ao calor. “Não é fácil, mas precisamos começar”, afirmou.

© EDUARDO CESAR

Eduardo Assad, Leonardo Meireles e Alexandre

Colombo: necessidade de adaptação

O Brasil abriga, segundo Assad, a maior variedade conhecida de plantas resistentes ao calor e à seca. E aumentar a capacidade de suportar escassez de água e temperaturas elevadas é um dos grandes desafios da agricultura nacional. Afinal, as simulações de cenários futuros feitas pela Embrapa indicam que a produtividade de culturas como milho, soja e arroz deve cair ainda mais nas próximas décadas em consequência das alterações no clima do planeta. “Esses cenários valem para as variedades genéticas atuais”, explicou Assad. “Uma das soluções é buscar genes alternativos para trabalhar com melhoramento [dessas culturas].”

Como exemplo de contribuição do Centro Nacional de Pesquisa de Soja da Embrapa para enfrentar um cenário de aumento de temperatura e redução de chuvas, Assad apresentou uma variedade de soja geneticamente alterada a ser lançada em 2015. Essa variedade contém um gene chamado Dreb (sigla em inglês de proteína de resposta à desidratação celular), que codifica uma proteína responsável por acionar as defesas naturais da planta contra a perda de água. Patenteado pelo Centro de Pesquisa Internacional do Japão para Ciências Agrícolas (Jircas), esse gene foi extraído de uma planta da família da mostarda, a Arabidopsis thaliana, o primeiro vegetal a ter o genoma sequenciado. Na soja, esse gene parece aumentar a resistência à escassez de água. “Nós a testamos neste ano, no Paraná, durante um terrível período sem chuvas”, contou. “Ainda há estudos a serem feitos, mas ela está se saindo muito bem.”
Ele também mencionou avanços obtidos pelo Instituto Agronômico do Paraná (Iapar), que já lançou quatro cultivares de feijão tolerante a temperaturas elevadas, e pesquisas feitas no município de Varginha, em Minas Gerais, em busca de variedades de café mais tolerantes ao calor e à falta de água.

Prejuízos

Cálculos da Embrapa feitos com base na produtividade média da soja mostram que somente esse grão acumulou no Brasil perdas de mais de US$ 8,4 bilhões em consequência de mudanças climáticas entre 2003 e 2013. Já a produção de milho perdeu mais de US$ 5,2 bilhões no mesmo período.

© FABIO COLOMBINI

Pequizeiro: o sequenciamento de seu genoma pode revelar genes que favorecem a tolerância a altas temperaturas e à escassez de água

Pesquisas feitas pela Embrapa e pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) indicam ainda que nos próximos anos deve ocorrer uma redução na área favorável ao plantio de algumas culturas. Essas análises preveem um encolhimento de 9,45% na área considerada de baixo risco para o cultivo do café arábica até 2020, o que pode causar prejuízos de R$ 882 milhões. A perda de área boa para o café pode chegar a 17,15% até 2050, elevando as perdas para R$ 1,6 bilhão.

Diante do risco de prejuízos, outra solução proposta por Assad é a revisão do modelo produtivo agrícola. “A concentração de gases de efeito estufa na atmosfera aumentou mais de 20% nos últimos 30 anos, tornando indispensável a implantação de sistemas produtivos mais limpos”, disse à Agência FAPESP. “O Brasil é muito respeitado nessa área, em especial porque reduziu o desmatamento na Amazônia e, ao mesmo tempo, ampliou a produtividade na região.”
Esse resultado, segundo Assad, cria a oportunidade de se discutir a adoção de práticas agrícolas mais sustentáveis, como a integração da lavoura com a pecuária e a floresta, o plantio direto na palha, o uso de bactérias fixadoras de nitrogênio no solo, a rochagem (uso de micro e macronutrientes para melhorar a fertilidade dos solos), a aplicação de adubos organominerais, além do melhoramento genético.
“O confinamento do gado é outro ponto que está em discussão por pesquisadores e criadores em diversas partes do mundo”, lembrou Assad. Para diminuir o risco de contaminação dos rebanhos confinados, a saída é a recuperação de pastos degradados. Estudos da Embrapa Agrobiologia mostra que a produção de carne em pastagens recuperadas pode reduzir em até 10 vezes a emissão de gases de efeito estufa.
“Ambientalistas, ruralistas, o governo e o setor privado precisam sentar e decidir o que fazer daqui em diante”, afirmou Assad. “Qual sistema de produção adotar? Com ou sem pasto? Com ou sem árvores? Rotacionado ou não? São mudanças difíceis, de longo prazo, mas muitos agricultores já estão preocupados com essas questões e com os prejuízos que o aquecimento global pode trazer, e começam a buscar soluções”, disse.

© FABIO COLOMBINI

Palmito-juçara: palmeira que pode perder espaço na mata atlântica com o aquecimento global

Biodiversidade
As consequências das alterações no clima do planeta não deverão se restringir à agricultura. Em ecossistemas bastante degradados, como a mata atlântica, muitas das espécies de árvores também podem perder espaço com o aumento da temperatura média da superfície do planeta prevista para as próximas décadas. Em sua apresentação, o biólogo Alexandre Colombo mostrou o que deve acontecer com 38 espécies de árvores nativas da mata atlântica até a metade deste século.
Colombo usou informações sobre a distribuição dessas 38 espécies, coletadas em 2.837 localidades do país, para alimentar um modelo matemático que levou em consideração as alterações na temperatura previstas para as próximas décadas. No cenário otimista, em que se espera um aumento de dois graus na temperatura média da superfície do planeta, 32 espécies poderiam sofrer uma redução significativa em sua área de distribuição até 2050 – na média, a área de ocorrência dessas espécies pode sofrer uma redução de 25%. Já no cenário pessimista, em que a temperatura pode subir quatro graus, a área de ocorrência de 19 espécies pode encolher em mais de 50%.

A redução do ambiente adequado para sobreviver deve afetar principalmente árvores como o palmito-juçara (Euterpe edulis) e a pimenteira (Mollinedia schottiana), segundo o estudo de Colombo, realizado sob a coordenação de Carlos Alfredo Joly, professor da Unicamp e coordenador do Biota-FAPESP.

Das 38 espécies analisadas nesse trabalho, publicado em 2010 no Brazilian Journal of Biology, a que mais pode perder espaço é a guaricica (Vochysia magnifica), uma árvore que pode alcançar quase 25 metros de altura cuja distribuição pode sofrer uma redução brutal (73%). Hoje encontrada no Sudeste e no Sul do país, a guaricica pode passar a existir apenas no oeste de Santa Catarina e no norte do Rio Grande do Sul se a temperatura subir quatro graus até 2050.

Atualmente os pesquisadores trabalham em colaboração também com equipes da Universidade de São Paulo (USP), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), com apoio da Petrobras, para investigar o que deve ocorrer com a distribuição de 81 espécies de árvores dos diferentes biomas brasileiros até 2100.
Como estratégia para reduzir o possível impacto causado pelas alterações no clima do planeta, Colombo propõe que se invista na preservação dos remanescentes florestais e no reflorestamento de áreas em que a vegetação natural foi degradada. Também sugere que sejam criados corredores conectando os fragmentos de vegetação nativa.

O biólogo Leonardo Dias Meireles, professor da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da USP, explicou em sua palestra como são construídos os modelos de distribuição geográfica potencial de uma espécie. Por levarem em consideração variáveis ambientais e climáticas dos locais onde as espécies já foram encontradas, esses modelos permitem, por exemplo, identificar novas áreas com condições similares às habitadas hoje pelas espécies. Assim, é possível a área de ocupação potencial de uma espécie orientar coletas ou mesmo sua reintrodução consciente no ambiente. Como exemplo, ele citou o caso da árvore casca-d’anta (Drimys brasiliensis), que recentemente foi encontrada em uma região do sudeste de Goiás, como apontado por modelos desenvolvidos por Meireles durante seu doutorado, sob orientação de George Shepherd, na Unicamp.

Segundo Meireles, esses modelos são importantes para estimar o ganho ou redução na área de ocorrência de uma espécie e como elas podem responder às alterações climáticas. Também auxiliam na identificação de áreas climaticamente favoráveis ao estabelecimento de novas populações no futuro, permitindo ajudar na concepção de estratégias de preservação da flora e da fauna.

O ciclo de conferências organizado em 2014 pelo Programa de Pesquisas em Caracterização, Conservação, Restauração e Uso Sustentável da Biodiversidade do Estado de São Paulo tem como foco os serviços ecossistêmicos. O último encontro da série tem como tema “Biodiversidade e ciclagem de nutrientes” e deve ser realizado no dia 25 de junho.

O valor da natureza

Palestras do Ciclo de Conferências defendem a importância dos serviços ecossistêmicos associados à biodiversidade 

RODRIGO DE OLIVEIRA ANDRADE | Edição 217 - Março de 2014

© GABRIEL MONTEIRO

A baía do Araçá abriga um dos últimos remanescentes de manguezal do litoral de São Sebastião. Em marés baixas, uma grande área fica descoberta (clique para ver mapa)

Em tempos de mudanças climáticas, princípios ecológicos antes deixados de lado parecem ganhar força, marcando presença em discussões políticas de planejamento econômico para um plano estratégico de desenvolvimento sustentável. “Talvez o melhor exemplo desse avanço em relação às discussões sobre conservação ambiental seja a criação – um tanto atrasada, vale dizer – da Plataforma Intergovernamental para Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos pela Organização das Nações Unidas em 2012”, destacou Carlos Joly, coordenador do programa Biota-FAPESP durante sua fala na abertura da temporada 2014 do Ciclo de Conferências Biota-FAPESP Educação no dia 20 de fevereiro, em São Paulo. Segundo Joly, a plataforma, conhecida pela sigla em inglês Ipbes, será responsável pela difícil tarefa de fazer com que o conhecimento científico produzido sobre a biodiversidade em todo o mundo seja reunido e sistematizado com o objetivo de subsidiar decisões políticas e econômicas em nível internacional, “nos mesmos moldes do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas, o IPCC”, completou.

As mudanças na percepção dos agentes políticos sobre a importância da conservação ambiental, contudo, se deram de forma lenta, a partir do século XIX, segundo a bióloga Rozely Ferreira dos Santos, do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP), começando a ganhar corpo com os estudos que procuraram valorizar as funções ecossistêmicas sob a premissa de que as atividades econômicas e o bem-estar humano seriam dependentes dos serviços naturais por elas geradas, como a produção de oxigênio, alimento e água potável. Por décadas essas ideias foram discutidas, reformuladas e criticadas – “os animais, as plantas e os ecossistemas têm um valor em si mesmos, independentemente da utilidade que possam representar para o homem”, diria o ambientalista norte-americano Aldo Leopold. De qualquer forma, até a década de 1990, “os processos de produção econômica sempre superavam a discussão da conservação ambiental”, disse Rozely durante sua palestra, em que apresentou um apanhado histórico de estudos conduzidos por economistas e ambientalistas na busca por definições objetivas e integradas sobre o tema.

© LÉO RAMOS

Rozely Ferreira dos Santos e Alexander Turra

Segundo ela, por anos esses grupos discordaram em relação a conceitos como o de funções ambientais e serviços naturais, entre outros, sendo incapazes de entendê-los como princípios unificadores dos interesses de ambas as partes. Esse conflito foi se amenizando à medida que se passou a entender os bens e serviços ecossistêmicos como sistemas de suporte não só à vida, mas também à economia. Estudos publicados em meados de 1990, por exemplo, estimaram o valor dos serviços ecossistêmicos no mundo em US$ 33 trilhões, dos quais US$ 20,9 trilhões são  bens e serviços associados aos ambientes marinhos e costeiros. “Percebemos que os processos oceanográficos estavam atrelados a serviços que precisávamos começar a entender”, disse o biólogo Alexander Turra, do Instituto Oceanográfico da USP e um dos palestrantes convidados.

Baía do Araçá

Desde 2012, Turra participa da coordenação de um projeto temático no âmbito do programa Biota-FAPESP com o objetivo de compilar – ainda que preliminarmente – e descrever a biodiversidade da baía do Araçá, no município de São Sebastião, litoral de São Paulo, também apresentando alternativas à intervenção do ser humano no funcionamento desse ambiente e, inclusive, estimulando iniciativas que tentem reverter o atual quadro de degradação ambiental. “Queremos integrar diferentes áreas do conhecimento ambiental, físico, biológico e social para estudos em biodiversidade, conservação e gestão marinha”, explicou. Segundo ele, a ideia é tentar conciliar o estilo de vida local com a conservação ambiental. Um desafio e tanto, ele reconhece, “que requer mudanças culturais profundas na sociedade”.

A enseada do Araçá é uma área limitada por flancos rochosos que abrange quatro praias – Deodato, Pernambuco, Germano e Topo – e duas ilhas – Pernambuco e Pedroso – entre Ilhabela e São Sebastião. Devido à proximidade com a malha urbana, esse conjunto de pequenas praias, costões rochosos, bancos arenosos e lamosos vem há anos sendo exposto a diferentes tipos de ações antrópicas, como ocupações irregulares, efluentes de esgoto doméstico e vazamentos de óleo, por conta da proximidade do porto de São Sebastião e do terminal aquaviário da Petrobras.

© GABRIEL MONTEIRO

Alga comum no Araçá lembra um pequeno cacho de uva

Mesmo assim, o ambiente parece resistir à interferência humana. A baía do Araçá mantém hoje um dos últimos remanescentes de manguezal do litoral de São Sebastião. Segundo Turra, esses ecossistemas são importantes para a manutenção da vida marinha. Além disso, a capacidade dos manguezais de absorverem carbono da atmosfera e estocá-lo aumentou sua importância diante das alterações climáticas (ver Pesquisa FAPESP nº 216). O Araçá abriga uma alta diversidade biológica. Por lá, a biodiversidade conhecida alcança 733 espécies, das quais 34 foram descritas como novas para a ciência, além de ser reduto de pescadores artesanais, que usam pequenas canoas caiçaras para capturar peixes e crustáceos. “Mas tão importante quanto identificar essa riqueza biológica é entender a importância dessa diversidade e quais serviços estão associados a ela”, disse o biólogo.

Com pouco mais de dois anos de projeto, Turra e seus colaboradores ainda tentam entender como os habitantes dessa região enxergam o Araçá. Com base em entrevistas, eles observaram que a população parece compreender a importância desse ambiente para o suporte à vida, à economia e também à manutenção de sua identidade e herança cultural. Com base nessas entrevistas e outros dados, os pesquisadores sistematizaram os bens e serviços marinhos providos pela biodiversidade marinha daquela região. “A baía do Araçá oferece ao homem serviços ambientais, culturais e econômicos importantes, que variam da provisão de alimento e matéria-prima à regulação climática – via sequestro de dióxido de carbono (CO₂) – e ciclagem de nutrientes”, sintetizou.

O grupo de Turra também vem desenvolvendo iniciativas a fim de aproximar diferentes atores sociais para uma discussão em vários setores, “como professores de ensino fundamental e médio, que podem trabalhar a lógica dos serviços ecossistêmicos e da valoração dos benefícios ambientais com seus alunos”, disse. Segundo ele, os serviços ecossistêmicos normalmente não são reconhecidos nas tomadas de decisões. Daí a importância de mostrar quão valiosos eles são e formular mecanismos que possam capturar de fato seus valores.

Uma tarefa não muito fácil, a julgar pela própria dificuldade em estabelecer um conceito único para o termo “serviços ecossistêmicos”. Para Rozely Ferreira dos Santos, à medida que diferentes autores foram ao longo dos anos trabalhando separadamente, foi-se ampliando o conjunto de definições atribuídas a esses serviços. “Ora os serviços são condições e processos, ora são funções ecossistêmicas, em outras situações são produtos de funções ecológicas”, disse. Para ela, a definição é simples: as paisagens abrigam estruturas e processos ligados a funções (como as populações de peixes) que fornecem serviços (estoques de peixes), os quais devem ser trabalhados dentro de um contexto sociocultural, a partir de seus benefícios. Segundo a bióloga, a valoração desses serviços deve começar nas estruturas e nos processos que determinam as funções.

© GABRIEL MONTEIRO

Anêmonas-do-mar (Anemonia sulcata) em poça d’água formada pela maré no Araçá

Conceito indefinido

Em 2010, um projeto de lei que dispõe sobre a Política Estadual de Mudanças Climáticas no estado de São Paulo foi além e definiu os serviços ecossistêmicos como benefícios que as pessoas obtêm dos ecossistemas e os serviços ambientais como os serviços ecossistêmicos que resultam em impactos positivos para além da área onde são gerados. Para Rosely, a lei acrescentou ao debate um conceito de serviços ambientais que poucos autores usam. “O problema é que mal se consolidou um conceito e já estão criando outros, aplicando-os na forma de lei. Isso pode comprometer uma abordagem de valoração integrada, em que tanto aspectos ecológicos quanto sociais e econômicos são considerados na avaliação das interfaces existentes entre serviços ecossistêmicos, sistema econômico e bem-estar social.

O Ciclo de Conferências Biota-FAPESP Educação é uma iniciativa do programa Biota-FAPESP, em parceria com a revista Pesquisa FAPESP. Em 2014, as palestras terão como foco os serviços ecossistêmicos (ver programação), complementando as palestras de 2013 sobre os principais ecossistemas brasileiros. De acordo com Carlos Joly, os conceitos desse debate ainda não estão completamente definidos, mas em evolução, “se fazendo cada vez mais presentes nas discussões sobre conservação, estratégias e políticas”, concluiu.

Estruturas promissoras

Base de dados de compostos químicos da biodiversidade brasileira ganha reconhecimento

FABRÍCIO MARQUES | Edição 217 - Março de 2014

© LUANA GEIGER

A primeira base de dados sobre compostos químicos naturais extraídos da biodiversidade brasileira começa a despertar a atenção de pesquisadores de várias partes do mundo. Batizada de NuBBE Database, ela oferece informações sobre 640 substâncias, desde as principais propriedades  físico-químicas e biológicas até a estrutura tridimensional dos compostos, informações essenciais para pesquisadores e empresas que atuam em química medicinal. O acervo, disponível na internet, reúne o conhecimento gerado em 15 anos de pesquisas do Núcleo de Bioensaios, Biossíntese e Ecofisiologia de Produtos Naturais (NuBBE) da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Araraquara. “O nível de detalhes das informações diferencia a nossa base de produtos naturais de outras existentes no mundo”, diz Vanderlan Bolzani, professora do Instituto de Química (IQ) da Unesp em Araraquara e coordenadora do núcleo, referindo-se a grandes bases como a Napralert, que tem mais de 200 mil compostos, ou a NPact, com cerca de 1.500 compostos naturais com alguma atividade anticâncer.
 
“As bases de produtos naturais trazem informações sobre ocorrência de espécies, hábitat, algumas propriedades físico-químicas e estrutura dos compostos, mas nem sempre disponibilizam outros descritores moleculares que correlacionam a estrutura molecular à atividade biológica e que são essenciais para a pesquisa em química medicinal. A nossa acrescenta, além das propriedades físico-químicas usuais sobre cada molécula, dados importantes como solubilidade, ligações de hidrogênio, volume molecular, cálculo teórico de coeficiente de partição, violação da regra de Lipinski, entre outras, fundamentais para que que uma substância natural alcance o estágio de protótipo”, diz. Esse conjunto de propriedades ajuda a definir o uso do composto em etapas mais avançadas do planejamento de novos fármacos. São informadas, ainda, a espécie a partir da qual a substância foi isolada e o local onde ela ocorre. “Os dados são importantes também para a pesquisa acadêmica em biodiversidade. Se eu consigo correlacionar uma distribuição fitogeográfica em alguma região de mata atlântica ou do cerrado com as classes de substâncias que um conjunto de espécies produzem, temos um dado muito valioso para o avanço do conhecimento, por exemplo, de quimiotaxonomia, ecofisiologia, ecologia química ou de políticas públicas, como a preservação de espécies ricas em constituintes químicos de valor agregado”, afirma Vanderlan.
A base de dados do NuBBE é integrada por 80% de compostos isolados de plantas, 6% de fungos ou microrganismos, 7% de compostos sintéticos inspirados em produtos naturais, 5% de compostos semissintéticos e 2% de produtos de biotransformação (modificados por enzimas).

O lançamento da base foi divulgado em 2013 no Journal of Natural Products, um dos mais importantes da área, ligado à American Chemical Society. O artigo foi mencionado na webpage dos National Institutes of Health dos Estados Unidos como uma das publicações mais relevantes sobre produtos naturais de 2013. Em novembro, a base foi apresentada com destaque num artigo sobre bases de dados de produtos químicos na revista Drug Discovery Today, periódico consagrado na área de descoberta de fármacos. A base Zinc, a maior do mundo em química medicinal, com mais de 35 milhões de compostos, sediada no Departamento de Química Farmacêutica da Universidade da Califórnia em São Francisco, agora tem um cruzamento (cross link) com a base do NuBBE, em outro sinal de reconhecimento. “Recentemente, fomos contatados pela Royal Society of Chemistry, do Reino Unido, que sedia  a Chem-Spider, base de dados químicos mundialmente conhecida, com 30 milhões de estruturas de centenas de fontes diferentes”, diz Vanderlan. “A RSC tem interesse em produtos naturais das regiões tropicais e equatoriais e quer inserir nosso acervo na plataforma da Chem-Spider.”

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A criação da base de dados foi um dos objetivos do projeto de doutorado da bolsista da FAPESP Marilia Valli, sob orientação de Vanderlan, no âmbito do programa Biota-FAPESP (ver Pesquisa FAPESP nº 200). Em 2013 incorporou-se ao Centro de Pesquisa e Inovação em Biodiversidade e Fármacos (CIBFar), um dos 17 Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid) da FAPESP, que tem como pesquisador responsável Glaucius Oliva, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo e presidente do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), e Vanderlan Bolzani como vice-diretora e um dos pesquisadores principais.

O CIBFar é o sucessor de um Cepid coordenado por Oliva que funcionou entre 2000 e 2011, o Centro de Biotecnologia Molecular Estrutural, voltado para estudos da estrutura e da função de moléculas de interesse biotecnológico.
O novo Cepid busca aproveitar a experiência do anterior e associá-la ao conhecimento acumulado pelo Nubbe a fim de desenvolver fármacos com base em compostos encontrados na biodiversidade brasileira e também de substâncias sintéticas. “Há estruturas muito interessantes para desenvolver como candidatos a fármacos. A questão agora é associar a informação da base de dados de pesquisa CIBFar com outros projetos afins do programa”, diz Adriano D. Andricopulo, professor do IFSC da USP, coordenador de transferência de tecnologia e um dos pesquisadores principais do CIBFar. “Já realizamos diversos ensaios biológicos contra parasitas e células de câncer, e recentemente com substâncias pesquisadas pelo NuBBE. Buscamos agora caracterizar moléculas de origem natural para servir como modelos alternativos e, depois disso, dar continuidade à pesquisa por meio de colaborações internacionais e no Brasil. Temos essa perspectiva, pois o programa Cepid nos garante investimento de longa duração para fazer pesquisa bem estruturada e de alta qualidade”, diz Andricopulo. A parceria está ajudando a aperfeiçoar as informações da base de dados. “Algumas das propriedades dos compostos são identificadas por meio de cálculos matemáticos.

Com o Cepid, compramos a licença de um software para automatizar esse processo e minimizar erros. Já fizemos várias correções dos dados que foram inseridos”, afirma Vanderlan Bolzani.
Os compostos descritos na base de dados foram identificados ao longo do tempo e publicados em mais de 170 artigos científicos. “A base organizou toda essa informação de certa forma dispersa”, diz Vanderlan. A intenção agora é incorporar novas substâncias identificadas por outros grupos de pesquisadores do país e criar uma base com maior número de substâncias isoladas da biodiversidade brasileira. “Já iniciamos o levantamento de  substâncias de plantas pesquisadas e publicadas por outros grupos do país, com duas bolsistas financiadas pelo CNPq e projeto de pesquisa do Edital Universal aprovado recentemente. Assim, pretendemos ampliar o número de substâncias e de informações para que possamos no futuro ter uma base de dados de produtos naturais do Brasil robusta, com informação organizada útil para todos os interessados nesta área fascinante de pesquisa”, diz a pesquisadora.

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Segundo Adriano Andricopulo, a expansão da base, com a inclusão de mais compostos da biodiversidade brasileira, é importante para ampliar as possibilidades de pesquisa. “A base de dados tem um caráter inovador de reunir informações e abrir a possibilidade de produzir novos conhecimentos. Se conseguirmos expandi-la, o país terá um papel proeminente nesse tipo de pesquisa”, afirma. “Há vários grupos dos Estados Unidos, da Europa e daqui do Brasil que já usam as informações da base de dados do Nubbe para fazer triagens virtuais de substâncias, usando programas computacionais, um tipo de tecnologia avançada de planejamento de novos fármacos. Creio que dentro de mais algum tempo começaremos a conhecer resultados dessas triagens”, afirma. Bruno Villoutreix, professor da Universidade Paris Diderot e autor principal do artigo na Drug Discovery Today que mencionou o NuBBE, ressalta que bases de dados de compostos químicos com informações fidedignas e precisas são fundamentais para gerar novos conhecimentos e desenhar novas moléculas com finalidades terapêuticas. “É sabido que muitos medicamentos disponíveis no mercado, cerca de 60% deles, são derivados de produtos naturais ou inspiraram-se em produtos naturais”, disse a Pesquisa FAPESP o professor, que há 10 anos acompanha a evolução de bases de dados desse tipo. “A coleção do NuBBE contém uma numerosa quantidade de informações valiosas que frequentemente não estão disponíveis em outras coleções. Disponibiliza moléculas novas e originais e é construída como um banco de dados no qual se pode buscar vários tipos de informação, enquanto em outras bases apenas um arquivo eletrônico é fornecido. Além disso, reflete a biodiversidade rica e única de espécies botânicas encontradas no Brasil e deve com certeza contribuir para a concepção de novos compostos terapêuticos para os próximos anos.” Ele observa que várias iniciativas parecidas estão sendo desenvolvidas em outras partes do mundo, compilando produtos naturais de plantas medicinais africanas, plantas usadas na medicina chinesa e também da Ayurveda, o conhecimento médico desenvolvido na Índia nos últimos 7 mil anos. “Esses projetos devem ser estimulados. É preciso garantir suporte financeiro para eles, pois vão ajudar os cientistas a projetar novos compostos terapêuticos, a adquirir novos conhecimentos e contribuir para muitas outras áreas”, afirma Villoutreix.

Projetos

1. CIBFar – Centro de Inovação em Biodiversidade e Fármacos (nº 2013/07600-3); Modalidade Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid); Pesquisador responsável Glaucius Oliva; Investimento R$ 18.219.303,58 para todo o Cepid (FAPESP).

2. Produtos Naturais do NuBBE, fonte de diversidade micromolecular para o planejamento racional de novos agentes antitumorais (nº 2010/17329-7); Modalidade Bolsa de Doutorado; Pesquisadora responsável Vanderlan da Silva Bolzani; Bolsista Marilia Valli; Investimento R$ 65.003,67 (FAPESP).