Peixe da espécie Baryancistrus xanthellus em rocha submersa na bacia do rio Xingu (foto: Oliver Lucanus)

Rochas ricas em ferro que abrigam peixes endêmicos do Xingu têm origem microbiana, indica estudo

16 de setembro de 2022

André Julião | Agência FAPESP – Pesquisadores das universidades de São Paulo (USP) e Federal do Pará (UFPA) desvendaram a origem dos mocororôs, um tipo de formação rochosa rica em ferro que ocorre na bacia do rio Xingu, no Pará, e que pode estar ameaçada pela barragem de Belo Monte.

Em estudo publicado na revista Quaternary Research, os pesquisadores mostraram que essas rochas, formadas desde 1,2 milhão de anos atrás, têm origem biológica.

É o primeiro registro de formações ferruginosas microbianas desse tipo tão jovens na América Latina. As que existem aqui não possuem origem biológica e têm de centenas de milhões a bilhões de anos.

“Encontramos nessas rochas moldes de bactérias, bem como várias células mineralizadas, em formato de nanobastões. Sabe-se que as chamadas ferrobactérias metabolizam o ferro em águas bastante oxigenadas e de acidez quase neutra, mesmo quando há baixas concentrações do metal, o que é o caso na Volta Grande do Xingu”, afirma Marília Prado Freire, primeira autora do estudo, realizado como parte de seu doutorado no Instituto de Geociências (IGc) da USP.

Os pesquisadores suspeitam que a mudança no regime de cheias e secas na Volta Grande, como é chamado o trecho do rio mais afetado pela barragem da hidrelétrica de Belo Monte, interfira na formação dessas rochas, que abrigam espécies endêmicas de peixes.

É mais um impacto da construção, que se soma aos sociais e às emissões de gases de efeito estufa, entre outros. A usina encheu os reservatórios pela primeira vez em 2016 e foi inaugurada oficialmente em 2019 (leia mais em: agencia.fapesp.br/31374/ e agencia.fapesp.br/36391/).

“As comunidades de micróbios que ajudam a formar os mocororôs crescem em trechos onde não se acumula muita areia e lama. Mas, para isso acontecer, é preciso ter corredeiras no rio. A barragem de Belo Monte acabou com elas nesse trecho”, conta André Sawakuchi, professor do IGc-USP apoiado pela FAPESP e coordenador do estudo.

O pesquisador explica que, durante as cheias, o rio corre rápido e mantém áreas de pedrais livres de areia e lama ou recobertos apenas por seixos. Criam-se, portanto, pavimentos de rocha ou seixos expostos, onde crescem as comunidades microbianas que precipitam minerais de ferro, principalmente goethita. Com o fim das corredeiras, o ambiente de vida desses micróbios é perdido e as bactérias não podem formar novas camadas de mocororô.

“Um trecho de dezenas de quilômetros da Volta Grande ficou com água quase parada, com os pedrais recobertos por areia e lama. À jusante [abaixo] da barragem, há um trecho de mais de 100 quilômetros que ficou com a vazão reduzida. Houve perda desses ambientes de corredeiras”, lista o pesquisador.

Abrigo para peixes endêmicos

É impossível dissociar os mocororôs das corredeiras do Xingu e de tributários como o Iriri e o Bacajá, outros rios onde as formações estão presentes. Há pelo menos um milhão de anos, o sedimento que vem da erosão de solos das áreas de floresta é transportado pelo rio durante a estação chuvosa, mas as fortes corredeiras da Volta Grande levam o sedimento rio abaixo, moldando o ambiente e as espécies que vivem nele.

Enquanto a área da Volta Grande era dominada por corredeiras em leitos rochosos e cascalhosos antes da construção da barragem, abaixo dela as águas são historicamente mais calmas e formam ilhas pela acumulação de sedimentos arenosos e lamosos.

“No período de cheia do rio, as rochas podem quebrar e se empilhar, outras pedras que vêm com a correnteza podem se aderir a elas; podem ainda ser escavadas por redemoinhos, formando uma infinidade de hábitats para peixes e outros organismos”, explica Leandro Melo de Sousa, professor da UFPA, em Altamira, e pesquisador associado ao projeto.

Em outro estudo, publicado na revista PLOS ONE, Sousa e outros pesquisadores realizaram a primeira análise genética das populações de Baryancistrus xanthellus, uma das cerca de 200 espécies de peixes que só ocorrem nas corredeiras da bacia do Xingu.

Na fase juvenil, cascudinhos como o B. xanthellus se abrigam nas inúmeras tocas formadas nos mocororôs e se alimentam de pequenos organismos presos nas pedras ou vindos na correnteza. Tanto essas formações rochosas como o ciclo de cheias e secas são essenciais para a existência dessa e de outras espécies.

O grupo dos cascudos tem a peculiaridade de aderir às pedras com a boca, uma adaptação necessária para viver em corredeiras.

“Uma parte importante do Xingu foi modificada pela usina de Belo Monte e mudou o padrão de sedimentação desse e de rios tributários. Hoje, os sedimentos se acumulam e não são mais levados pela correnteza, transformando regiões antes muito ricas em biodiversidade em pura lama”, aponta o pesquisador.

Sousa conta que, normalmente, durante o período de chuvas, mais ou menos entre dezembro e maio, o nível dos rios se eleva, invadindo ambientes das margens e mudando a velocidade e a temperatura da água. Muitos organismos se reproduzem justamente nessa época, aproveitando a matéria orgânica e os invertebrados que vêm da floresta para se alimentar.

“Na Amazônia, no período seco [mais ou menos entre junho e novembro] há menos água e a temperatura, a oxigenação e a transparência dos rios mudam. Mas, quando há ambientes de corredeira como os do Xingu, mesmo na seca a água flui e fica oxigenada, levando sedimentos embora. Quando esse ciclo é interrompido, como ocorre agora, muitos processos biológicos e geológicos se extinguem, diminuindo a diversidade”, explana.

Além da pesca, a perda de diversidade de peixes afeta inclusive uma das atividades econômicas da região. A coleta dos cascudinhos, que têm em média de 5 a 8 centímetros e uma enorme variação de padrões de cor, alimenta o mercado internacional de aquarismo desde os anos 1980.

Na época, garimpeiros passaram a usar os equipamentos rudimentares de mergulho empregados na busca por ouro para capturar os pequenos peixes. Algumas das espécies hoje estão ameaçadas de extinção, como o cascudo-zebra-imperial (Hypancistrus zebra).

Como forma de manter o modo de vida dos moradores locais ao mesmo tempo em que protege a fauna local, pesquisadores e ativistas buscam regularizar a criação dos cascudinhos em cativeiro. Por serem espécies ameaçadas, a prática é proibida no Brasil. No entanto, é legal em vários países, que inclusive exportam.

O que as rochas contam

Além de aliados dos peixes, os mocororôs podem ajudar a contar a história do clima e dos rios da Amazônia no último milhão de anos. Uma vez que a Volta Grande do Xingu não acumulou sedimentos ao longo desse tempo, por conta das corredeiras, não é possível determinar as variações climáticas do passado como se faz em rios que acumulam sedimentos ou mesmo em outros trechos desse mesmo rio.

A esperança é que os mocororôs desempenhem esse papel. Uma próxima etapa da pesquisa, portanto, é estimar quanto tempo demora para se formar cada lâmina que forma as camadas dessas formações rochosas, bem aparentes em um corte lateral.

Atualmente, estima-se que uma camada de cerca de um metro seja formada em até dezenas de milhares de anos, mas ainda não existe o que os especialistas chamam de método geocronológico para determinar idades com precisão suficiente para reconhecer mudanças do clima.

O primeiro passo foi dado com a determinação da idade dos mocororôs formados recentemente, com idades próximas de três mil anos, durante o projeto de doutorado de Pontien Niyonzima no IGc-USP, com bolsa da FAPESP. Os resultados foram publicados na revista Quaternary Geochronology.

“A precipitação de goethita cimenta os grãos de areia transportados pelo rio. A idade de aprisionamento desses grãos no mocororô pode ser determinada por um método de datação baseado na luminescência opticamente estimulada, que permite inferir a última vez que um grão de quartzo foi exposto à luz do sol. Esse método geocronológico foi aplicado pela primeira vez nos mocororôs”, explica Niyonzima, pesquisador nascido em Ruanda e que, atualmente, realiza estágio de pós-doutorado na Universidade de Lausanne, na Suíça.

“Procuramos agora determinar as espécies de bactérias que contribuíram para essas formações e se elas ainda existem no local. Além disso, apesar de sabermos que o que predomina no mocororô é a goethita, há a necessidade de fazer um estudo geoquímico detalhado para diferenciar a composição das suas diferentes laminações”, encerra Freire, que vai realizar parte dessa investigação durante estágio na Universidade de Grenoble Alpes, na França.

O trabalho foi apoiado pela FAPESP ainda por meio de outros seis projetos (16/02656-9, 18/15613-1, 19/24977-0, 18/15123-4, 19/24349-9 e 16/11141-2).

O artigo Quaternary ironstones in the Xingu River, eastern Amazonia (Brazil) pode ser lido em: www.cambridge.org/core/journals/quaternary-research/article/abs/quaternary-ironstones-in-the-xingu-river-eastern-amazonia-brazil/A2B5A9C7D052900AB177A74D96D33CA0.

Já o trabalho Phylogeography of Baryancistrus xanthellus (Siluriformes: Loricariidae), a rheophilic catfish endemic to the Xingu River basin in eastern Amazonia está disponível em: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0256677.

E a publicação Luminescence dating of quartz from ironstones of the Xingu River, Eastern Amazonia pode ser acessada em: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1871101421000911.
 

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Reflorestar, sim. Mas é preciso saber onde e como

17 de outubro de 2019

Grupo internacional de ecólogos contesta artigo publicado na revista Science que, entre outras afirmações controversas, propôs o “reflorestamento” do Cerrado brasileiro (Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros, no Cerrado brasileiro; foto: Aline Marcele Ghilardi / Wikimedia Commons)

 

José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – A revista Science publicou recentemente o artigo The global tree restoration potential. Tendo como primeiro autor o ecólogo Jean-François Bastin, do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, na Suíça, o texto apresentou o que afirmou ser “a solução mais efetiva para as mudanças climáticas até o momento”.

O artigo teve enorme repercussão na mídia e suscitou até uma nota na revista Pesquisa FAPESP. Nele, Bastin e colaboradores usaram técnicas de sensoriamento remoto e modelagem para estimar que a “restauração florestal” em 900 milhões de hectares em diferentes regiões do planeta poderia sequestrar 205 gigatoneladas de carbono.

Esse estudo foi contestado por um grupo internacional de ecólogos liderado por Joseph Veldman, da Texas A&M University, nos Estados Unidos. A convite dos editores da Science, o grupo elaborou uma resposta, que foi agora publicada na revista com o título Comment on “The global tree restoration potential”.

Entre os signatários do texto, destaca-se William Bond, professor emérito da University of Cape Town, na África do Sul, e considerado a maior referência mundial em ecologia de savanas. Vários pesquisadores brasileiros também participaram da redação da resposta – dentre eles, Giselda Durigan, do Laboratório de Ecologia e Hidrologia do Instituto Florestal do Estado de São Paulo.

“Além de basear-se em cálculos equivocados, a proposta de Bastin e colaboradores é uma ameaça às savanas e campos e aos recursos hídricos do planeta”, disse Durigan à Agência FAPESP.

Segundo a pesquisadora, Bastin e colaboradores cometeram “erros de um primarismo grosseiro”, ao ponto de incluírem entre as áreas reflorestáveis o Parque Nacional de Yellowstone, nos Estados Unidos; a região dos Llanos, na Venezuela, considerada um dos ecossistemas mais importantes do planeta; e o Cerrado, no Brasil, que constitui a savana mais biodiversa do mundo e a região onde nascem alguns dos principais rios do país – o Xingu, o Tocantins, o Araguaia, o São Francisco, o Parnaíba, o Gurupi, o Jequitinhonha, o Paraná e o Paraguai, entre outros.

“Infelizmente, as principais premissas e cálculos realizados pelos autores do estudo estão incorretos, resultando em uma superestimativa, em cinco vezes, do potencial de plantações florestais para capturar carbono e mitigar as mudanças climáticas. Além disso, Bastin e colaboradores incluíram no mapa de regiões potenciais para reflorestamento muitas áreas em que as árvores reduziriam o albedo e aumentariam o aquecimento global. E propuseram plantações florestais em quase todas as regiões de campos e savanas tropicais e subtropicais do planeta”, disse a pesquisadora.

O albedo é a quantidade de energia solar que a superfície da Terra reflete. Quanto mais escura a superfície, menor a reflexão e maior a absorção da luz, que se transforma em calor. Uma floresta absorve muito mais calor do que um campo aberto. Quando se transforma um campo aberto em floresta, isso faz com que a região passe a absorver mais energia, podendo contribuir para o aquecimento global.

Além disso, a ciência já demonstrou que, quando se aumenta a biomassa de árvores, isso compromete a produção de água nas bacias hidrográficas. Porque as árvores retêm nas copas boa parte da chuva e usam muita água para viver.

Enfim, reflorestar é uma excelente ideia. Mas é preciso saber onde e como fazê-lo. O tema é complexo e envolve múltiplos parâmetros e variáveis – coisa que quem publica um artigo na Science deveria saber. “Bastin e colaboradores fecharam o foco no balanço do carbono. E, ainda por cima, erraram as contas, subestimando o carbono aprisionado no solo sob vegetação campestre e superestimando a capacidade das árvores de acumular carbono”, afirmou Durigan.

“Pela afoiteza e pela grandiosidade, esse artigo acabou comprometendo uma boa ideia, pois várias regiões em que existiam florestas e se encontram agora degradadas poderiam de fato ser reflorestadas, com resultados muito positivos. Mas, para isso, seria necessária uma escolha muito mais criteriosa das áreas, levando em conta conhecimentos já consolidados, que vão muito além daqueles proporcionados pelo sensoriamento remoto e a modelagem”, disse.

De acordo com a pesquisadora, os campos e savanas, que são formações naturais, foram tratados como áreas degradadas. “Eles ignoraram que o clima não é o único fator natural que regula a biomassa dos ecossistemas. E ignoraram também estudos recentes que mostram que o plantio de árvores em larga escala sobre campos e savanas pode trazer consequências muito negativas para a biodiversidade e os serviços desses ecossistemas abertos, que são mantidos por regimes naturais de fogo e herbivoria há milhões de anos”, disse.

Durigan acredita que o artigo de Bastin e colaboradores alcançou uma repercussão excepcional porque agradou a todas as grandes empresas e países que se beneficiam da queima de combustíveis fósseis para alimentar as suas economias. “Se o mundo acreditar nos argumentos apresentados no artigo, a pressão para que as empresas reduzam as emissões decorrentes de queima de combustíveis fósseis vai diminuir muito”, disse.

O texto Comment on “The global tree restoration potential”, de Joseph W. Veldman et. al., pode ser acessado em science.sciencemag.org/content/366/6463/eaay7976.

Uma vez degradado, o Cerrado não se regenera naturalmente

20 de fevereiro de 2018

José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Alguns dos mais importantes rios do Brasil – Xingu, Tocantins, Araguaia, São Francisco, Parnaíba, Gurupi, Jequitinhonha, Paraná e Paraguai, entre outros – nascem no Cerrado. Trata-se da única savana do planeta dotada de rios perenes. A rápida conversão do Cerrado em pastagens e lavouras e o manejo inadequado das áreas preservadas colocam em risco esse formidável recurso natural, em um país com o terceiro maior potencial hidrelétrico tecnicamente aproveitável do mundo, e em que 77,2% da matriz elétrica é suprida pela hidroeletricidade.

Abandonadas, áreas do bioma convertidas em pastagens se transformam em cerradão, uma formação de vegetação adensada mas pobre em biodiversidade, indica pesquisa feita na Unesp (fotos: divulgação)

Além disso, a destruição do Cerrado constitui uma perda inestimável em termos de biodiversidade, pois, na microescala, esse bioma, que pode apresentar 35 espécies diferentes de plantas por metro quadrado, é mais rico em flora e fauna do que a floresta tropical (leia em: http://agencia.fapesp.br/25865).
Sabe-se que o Cerrado tem um potencial de regeneração natural muito alto. Mas até que ponto vai sua resiliência? O que é necessário para que, uma vez convertido em pastagens, o Cerrado recupere sua configuração natural? Quanto tempo seria necessário para isso?
Um novo estudo, feito na Universidade Estadual Paulista (Unesp) e com resultados publicados no Journal of Applied Ecology, procurou responder a essas perguntas.
“Nosso esforço inicial foi localizar, no Estado de São Paulo, as áreas de antigas pastagens que agora se encontram em regeneração natural na condição de ‘reserva legal’”, disse a coordenadora do estudo Giselda Durigan, professora da pós-graduação em Ciência Florestal da Unesp e pesquisadora do Instituto Florestal do Estado de São Paulo.

O trabalho foi realizado no âmbito do doutorado de Mário Guilherme de Biagi Cava, com Bolsa da FAPESP e orientação de Durigan, e também apoiado por meio de um Auxílio à Pesquisa concedido ao professor Milton Cezar Ribeiro e de uma Bolsa de Doutorado a Natashi Aparecida Lima Pilon.
“Foram encontradas mais de 80 áreas, o que pareceu de saída um dado bastante promissor. Mas o entusiasmo inicial de meu orientando foi arrefecido pela resistência dos proprietários em permitir o acesso às áreas para amostragem. E isso nos levou a uma primeira constatação: a de que o rigor das leis de preservação não tem sido acompanhado da necessária assistência que deveria ser prestada pelo poder público aos particulares para a restauração da vegetação”, disse.
Apesar do interesse social de uma pesquisa como essa, a oposição dos proprietários fez com que a amostragem fosse reduzida para 29 áreas, que haviam sido convertidas de Cerrado em pastagens, e foram posteriormente incorporadas como unidades de conservação ou reservas legais de empresas de reflorestamento, usinas e propriedades agropecuárias.
Nelas, foi feito o levantamento da vegetação, tanto das árvores quanto das plantas pequenas que compõem o estrato herbáceo-arbustivo e que constituem a maior riqueza da flora do Cerrado. Apesar de estarem localizadas em regiões diferentes, essas 29 áreas, com idades variando de quatro a 25 anos, puderam ser ordenadas em uma sequência cronológica no que se refere ao estágio de regeneração.
“Para resumir nossos resultados, de maneira bastante simplificada, descobrimos que o estrato arbóreo se recupera, até mesmo com muita facilidade. Mas, uma vez eliminada, a vegetação rasteira ou de pequeno porte, que compõe o estrato herbáceo-arbustivo e que contém a maior parte das espécies endêmicas, não se regenera. Então, quando a pastagem é simplesmente abandonada, ela se transforma, depois de algum tempo, em um cerradão, que é uma formação caracterizada por vegetação muito adensada, com grande predomínio de árvores e pobre em biodiversidade”, afirmou Durigan.

As árvores se recuperam por possuírem raízes muito profundas e terem evoluído, ao longo de milhões de anos, desenvolvendo a capacidade de rebrotar inúmeras vezes.
“Quem tenta implantar pastagens no Cerrado sabe que o custo maior de manutenção é a roçada. Sem que seja roçada pelo menos de dois em dois anos, a vegetação arbórea volta a se impor. Não é possível eliminá-la nem aplicando herbicida”, disse Durigan.
Porém o estrato herbáceo-arbustivo, que é removido para a implantação das pastagens, não se recompõe, devido à invasão dos terrenos por gramíneas exóticas muito resistentes e agressivas: as braquiárias.

“Essas só desaparecem com o sombreamento, causado pelo adensamento das árvores. Mas, quando desaparecem as gramíneas exóticas, as plantas originais de pequeno porte, que foram completamente erradicadas pelos herbicidas, pelas roçadas e pela competição com as braquiárias e que não toleram a sombra, também não voltam mais”, continuou a pesquisadora.
Para fazer com que a área voltasse a abrigar um cerrado típico, seria necessário eliminar as gramíneas exóticas, com manejo por meio de fogo associado a herbicida, e, depois, reintroduzir as espécies nativas. Mas isso constitui uma operação difícil e cara, que, com os recursos atuais, não pode ser realizada em larga escala.
“Temos pesquisado diferentes técnicas para promover a recuperação. Com sementes, é necessária uma quantidade gigantesca, que não há nem de onde tirar. O que deu muito certo, em escala experimental, foi o transplante do estrato herbáceo-arbustivo: a camada superficial do solo, acompanhada das touceiras de capim e das pequenas plantas”, disse Durigan.
“O grande problema é que, no Estado de São Paulo, já não há mais áreas-fonte para isso. O que sobrou de Cerrado aberto está invadido por gramíneas exóticas. Então, quando se transplanta a camada superficial do solo, a braquiária vai junto. Isso acontece inclusive nas áreas protegidas”, acrescentou.

Floresta degradada

O estudo feito na Unesp permitiu fechar um diagnóstico e fazer predições. Espontaneamente, uma vez degradado, o cerrado típico não se recompõe totalmente. Para que uma área de pastagem volte a ser um cerrado típico, com riqueza de biodiversidade, com a flora característica, com habitats para fauna especializada em savana, é necessário manejo humano: não se pode deixar que o adensamento das árvores passe do limiar de 15 metros quadrados por hectare; é preciso erradicar o capim exótico; e deve-se reintroduzir o estrato herbáceo-arbustivo nativo.

Evoluindo espontaneamente, sem manejo, em 49 anos a vegetação arbórea nas antigas áreas de pastagem irá se transformar em cerradão. A cobertura esparsa de solo característica do cerradão é alcançada em quatro anos e a biodiversidade pobre do estrato herbáceo é obtida em 19 anos. “O processo é rápido, mas os resultados não são os que procuramos. O cerradão não se distingue de uma floresta degradada”, disse Durigan.

Dois anos depois do levantamento, já na segunda fase do doutorado de Cava, os pesquisadores vão voltar às mesmas áreas em fevereiro e março de 2018, e medir tudo novamente, para obter a taxa precisa de aumento de cobertura, densidade e biodiversidade.
“Esses valores precisos nos permitirão saber com exatidão qual é o potencial de regeneração das diferentes áreas e quais são os fatores favoráveis. É o tipo de solo? É a distância a uma fonte de sementes? É a proximidade de recursos hídricos? Todos esses parâmetros serão considerados”, disse Durigan.

Conforme afirmou, o artigo publicado por seu grupo é muito inovador porque não há ninguém em outros países tratando de recuperação de savanas.

“Isto porque ainda não ocorreu na África nem na Austrália um processo similar ao que estamos vivendo aqui, de conversão da savana em pastagens extensivas e em grandes lavouras de soja, cana ou milho. Na África, as savanas estão bem degradadas, mas devido ao sobrepastoreio, à exploração de lenha e a outras ações cujos impactos são menos visíveis no curto prazo. No Brasil, estamos presenciando transformações que ocorrem de um dia para o outro”, comentou a pesquisadora.
O artigo Abandoned pastures cannot spontaneously recover the attributes of old-growth savanas (doi: 10.1111/1365-2664.13046), de Mário G. B. Cava, Natashi A. L. Pilon, Milton Cezar Ribeiro e Giselda Durigan, está publicado em http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2664.13046/full.