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Plants outweigh all other life on Earth

As plantas superam todas as outras formas de vida na Terra

By Elizabeth PennisiMay. 21, 2018 , 3:25 PM

Plants pack more heft than any other kingdom of life on the planet, making up 80% of all the carbon stored in living creatures. That’s just one surprise in a comprehensive new survey of Earth’s biomass, which finds that groups with the greatest number of species—such as arthropods—aren’t necessarily the heaviest.

Measured in terms of carbon content (to factor out variable components like water), all life on Earth weighs about 550 gigatons. Of that, plants make up 450 gigatons of carbon (GT C), followed by bacteria at 70 GT C and fungi at 12 GT C, scientists report today in the Proceedings of the National Academy of Sciences. Animals comprise a mere 2 GT C, of which half are arthropods—including insects, spiders, and crustaceans. And although humans weigh in at just 0.06 GT C—on par with krill and termites—our impact on biomass since the beginning of civilization has been huge, scientists say. Humans and their cattle, pigs, and other livestock outweigh wild mammals by more than 20-fold; similarly, domesticated fowl surpass all other birds. Humans have also had an impact on plant biomass, which has been cut in half in the past 10,000 years.

To figure out the biomass of each creature, quantitative biologists spent 3 years combing the scientific literature. But their ultimate goal wasn’t to figure out how much life weighs—it was to discover the most abundant protein on the planet. They’re still working on that question (subsurface microbes presented them with a particular challenge), but they hope to answer it within the coming year.


Medida em termos de conteúdo de carbono (para fatorar componentes variáveis ​​como água), toda a vida na Terra pesa cerca de 550 gigatoneladas. Dessas, as plantas compõem 450 gigatoneladas de carbono (GT C), seguidas de bactérias a 70 GT C e fungos a 12 GT C, relatam cientistas na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências. 

Os animais compreendem apenas 2 GT C, dos quais metade são artrópodes - incluindo insetos, aranhas e crustáceos. E, embora os seres humanos pesem apenas 0,06 GT C - a par com o krill e cupins - o nosso impacto na biomassa desde o início da civilização tem sido enorme, dizem os cientistas. Os seres humanos e seu gado, porcos e outros animais superam os mamíferos selvagens em mais de 20 vezes; da mesma forma, aves domésticas superam todas as outras aves. Os seres humanos também tiveram um impacto na biomassa vegetal, que foi reduzida pela metade nos últimos 10.000 anos.


Para descobrir a biomassa de cada criatura, os biólogos quantitativos passaram três anos vasculhando a literatura científica. Mas seu objetivo final não era descobrir o quanto a vida pesa - era descobrir a proteína mais abundante do planeta. Eles ainda estão trabalhando nessa questão (micróbios subsuperficiais apresentaram-lhes um desafio particular), mas esperam respondê-lo no próximo ano.

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doi:10.1126/science.aau2463

Elizabeth Pennisi

Liz is a senior correspondent covering many aspects of biology for Science.

Estudo reabilita teoria sobre diversidade de plantas

Grupo internacional mediu relação entre variedade de espécies e biomassa de ecossistemas

RAFAEL GARCIA | Edição Online 10:00 18 de julho de 2015

© EDUARDO CESAR

Diversidade de plantas tende a ser maior em lugares nem tão hostis nem tão hospitaleiros.

Um grupo internacional de pesquisadores, entre eles brasileiros das universidades Estadual Paulista (Unesp) e Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), começa a responder uma questão que há muito intriga os biólogos: em um ecossistema, qual a relação entre a quantidade de material vivo (biomassa) e a variedade de espécies? Em um estudo publicado na edição da Science desta sexta-feira, 17, eles reforçam uma teoria que liga um fator ao outro, mas nem sempre de forma diretamente proporcional.

Segundo o “modelo da corcova”, desenvolvido em 1973 pelo biólogo britânico John Philip Grime, a diversidade de plantas tende a ser maior em lugares que não sejam nem tão hostis nem tão hospitaleiros. Em um ambiente com altas temperaturas e onde faltam recursos, por exemplo, poucas espécies de plantas sobrevivem. Se as condições melhoram, o número de espécies tende a aumentar. Já quando há muita abundância de nutrientes, a tendência se reverte e o ambiente é dominado por poucas espécies que captam recursos de modo mais eficaz. Essas espécies crescem mais rápido e tendem a vencer as outras na competição por espaço. Em um gráfico que distribui a diversidade de espécies de acordo com a biomassa de cada ecossistema, a curva a representar esse fenômeno ganha o formato de uma corcova.
Esse modelo seguiu relativamente inabalado até 2011, quando o biólogo Peter Adler, da Universidade do Estado de Utah, nos Estados Unidos, analisou amostras de ambientes campestres dos seis continentes e não encontrou evidências de que essa seria uma regra geral da ecologia. Intrigado, o biólogo Lauchlan Fraser, da Universidade Thompson Rivers, no Canadá, organizou um sistema de coleta de novas amostras que permitisse reavaliar o modelo de Grime.

Biólogos de 19 países recolheram amostras de 30 ecossistemas campestres distintos. No Brasil, os grupos dos ecólogos Alessandra Fidélis, da Unesp de Rio Claro, e Valério Pillar, da UFRGS, coletaram amostras de plantas dos campos sulinos, de áreas campestres do Cerrado goiano e de vegetações de arbustos e ervas que ocorrem pontuados por afloramentos rochosos de baixa fertilidade do interior de São Paulo.
Ao tabular todos os dados, verificaram que a curva que caracterizava o modelo da corcova tinha voltado a aparecer nos gráficos. Segundo eles, havia para esses ecossistemas um ponto médio de quantidade de biomassa que favorecia uma maior biodiversidade. “O estudo usou protocolos padronizados que projetamos especificamente para testar o modelo, e isso ainda não havia sido feito”, diz Fraser. Muito da evidência contrária ao modelo da corcova saíra de meta-análises, que reuniam experimentos não projetados com metodologia uniforme.

A divergência de resultados com relação ao trabalho de Adler, segundo Fraser, deu-se por conta de um maior detalhamento das amostras, da inclusão de matéria vegetal morta e do uso de áreas mais amplas — o trabalho de 2011 avaliava apenas retalhos de terra com 1 metro quadrado (m²), contra 64 m² do novo estudo. Peter Adler, cujos resultados foram agora contestados, diz ainda não estar convencido de que o modelo da corcova tenha potencial para explicar a variação de biodiversidade, mesmo tendo em vista os novos resultados apresentados pela equipe de Fraser. “A biomassa explica apenas uma fração dessa variabilidade”, diz. De acordo com o pesquisador, a disparidade entre os dois estudos se deve mais a uma diferença de abordagem da estatística.

Tanto Fraser quando Adler, porém, reconhecem que é difícil saber quais mecanismos ecológicos estão por trás dos padrões observados. Independentemente de o modelo da corcova ser ou não adequado, ainda não se sabe quais fatores determinam a relação entre biomassa e biodiversidade. Embora o grupo de Fraser tenha reabilitado a teoria de Grume, ainda são necessários mais estudos.

Artigo científico

FRASER, L. H. et al. Worldwide evidence of a unimodal relationship between productivity and plant species richness. Science. v. 349, n. 6245, p. 302 305, 17 jul. 2015.

Pastagem adapta-se a mudanças climáticas

27/06/2014

Por Elton Alisson
Agência FAPESP – O aumento de 2 °C na temperatura global até 2050, conforme um dos cenários previstos pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), poderá beneficiar a fisiologia e os processos bioquímicos e biofísicos envolvidos no crescimento de plantas forrageiras como a Stylosanthes capitata Vogel, leguminosa utilizada para pastagem de gado em países tropicais como o Brasil.
A conclusão é de um estudo realizado por pesquisadores do Departamento de Biologia da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo (USP), campus de Ribeirão Preto.

Com 2 ºC a mais na temperatura, a planta Stylosanthes capitata Vogel teve suas folhas e a biomassa aumentadas em um estudo realizado na USP de Ribeirão Preto (foto: C.A.Martinez) 

Resultado de um Projeto Temático, realizado no âmbito do Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG), o estudo acaba de ser publicado na revista Environmental and Experimental Botany.
“O aumento de 2 °C na temperatura do ambiente em que a Stylosanthes capitata Vogel foi cultivada experimentalmente favoreceu a fotossíntese, além do aumento das folhas e da biomassa da planta”, disse Carlos Alberto Martinez, coordenador do projeto e primeiro autor do estudo, durante palestra no Workshop on Impacts of Global Climate Change on Agriculture and Livestock, realizado no dia 27 de maio, na FAPESP.
De acordo com Martinez, a Stylosanthes capitata Vogel é uma importante leguminosa forrageira em regiões tropicais e subtropicais no mundo. A espécie de planta pode crescer em ambientes arenosos e é muito resistente à seca.

Com as mudanças climáticas globais, estimava-se que um aumento moderado de pouco mais de 2 °C na temperatura poderia ter efeitos prejudiciais sobre o desempenho fisiológico e o crescimento da planta quando cultivada em um ambiente tropical, como no Brasil.
A fim de testar essas hipóteses, os pesquisadores realizaram um experimento em que cultivaram plantas em campo aberto, em um ambiente com temperatura normal, e em uma área com temperatura controlada, por meio de um sistema chamado T-FACE.

O sistema conta com um equipamento que permite controlar a irradiação de calor sobre a copa das plantas, por meio de aquecedores de infravermelho, de modo a permitir que a temperatura do ambiente de cultivo esteja sempre 2 °C acima da temperatura normal.
Após cultivar as plantas com essas diferenças de temperatura durante 30 dias, os pesquisadores realizaram medições de conversão de energia fotossintética, além de análises bioquímicas e da biomassa acima do solo.
Os resultados das medições e análises indicaram que o aumento de cerca de 2 °C na temperatura foi capaz de melhorar a atividade fotossintética e a proteção antioxidante das plantas.
Além disso, resultou em um incremento de 32% no índice de área foliar e de 16% na produção de biomassa acima do solo em comparação com as plantas cultivadas sob temperatura normal, segundo Martinez.
“O aumento da temperatura durante o período experimental foi favorável para o desenvolvimento dos processos bioquímicos e biofísicos envolvidos no crescimento da planta”, afirmou.
Adaptação climática
Segundo Martinez, algumas das possíveis explicações para o aumento da atividade fotossintética, além do índice de área foliar e da produção de biomassa de exemplares de Stylosanthes capitata Vogel submetidas ao aumento da temperatura foram a aclimatação térmica e fotossintética da planta.
A planta promoveu ajustes em sua fisiologia de modo a não só lidar com um aumento potencialmente estressante na temperatura durante sua fase de crescimento, mas também para realizar fotossíntese com maior eficiência e manter ou até mesmo aumentar seu crescimento sob essa nova condição climática.
“Os resultados do estudo indicaram que um aumento de até por volta de 2 °C na temperatura pode ser vantajoso para o crescimento de algumas espécies de plantas tropicais, como a Stylosanthes capitata Vogel”, afirmou Martinez.
“É necessário elucidar, no entanto, os efeitos do aquecimento na fase reprodutiva para detectar possíveis impactos do aumento da temperatura sobre a floração, fecundação, rendimento de sementes e outros processos do desenvolvimento dessas plantas”, disse.
Em outro experimento, os pesquisadores cultivaram a planta forrageira Panicum maximum em temperatura 2 °C acima da normal e com uma concentração de carbono de 600 partes por milhão (ppm) – equivalente a 50% a mais do que a existente hoje e que deve ser atingida até 2050, conforme um dos cenários projetados pelo IPCC.
Os pesquisadores constataram que houve uma menor partição de biomassa para as folhas em relação ao caule das plantas cultivadas sob essas condições.
“Essa mudança na relação folha-caule é ruim porque o gado se alimenta da folha e não do caule, que é muito duro e o animal não consegue digerir”, disse Martinez.

Braquiária

Resultados similares também foram obtidos por pesquisadores do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Cena), da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da USP, campus de Piracicaba, em um experimento realizado com Brachiaria decumbens – mato comum em lavouras de café e principal planta forrageira no Brasil, conhecida popularmente como capim-mombaça.
Ao cultivar a planta em um ambiente com 200 ppm de carbono acima do nível atual também em um sistema FACE, instalado na Embrapa Meio Ambiente em Jaguariúna, no interior de São Paulo, os pesquisadores observaram um aumento na produção de caule e diminuição de biomassa nas folhas da planta.
“Isso pode ter uma série de implicações para o uso dessa planta como forrageira, utilizada em mais de 80 milhões de hectares de pasto no Brasil”, disse Raquel Ghini, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente e uma das autoras do estudo, durante sua palestra no evento.

Segurança alimentar

Na avaliação de Martinez, é preciso investigar os possíveis impactos das mudanças climáticas globais sobre plantas utilizadas como pastagem, porque elas representam a principal fonte de alimento para o gado em países como o Brasil – um dos únicos no mundo que produz carne e leite por meio da pecuária extensiva, ou seja, por meio da criação de gado em pasto.
Se o rendimento de culturas tropicais e pastagens for afetado pelas mudanças climáticas, trará consequências econômicas importantes para o país e para a produção mundial de alimentos, avaliou.
“Os impactos das mudanças climáticas sobre as áreas de pastagem são muito sérios e já estão ocorrendo”, afirmou Martinez. “A solução para cultivar pasto em áreas suscetíveis à seca poderá ser a irrigação ou a utilização de espécies resistentes à deficiência hídrica e adaptadas às mudanças climáticas”, disse o
pesquisador à Agência FAPESP.

O Projeto Temático coordenado por Martinez conta com a participação de pesquisadores da University of Illinois, da Columbia University e do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA, na sigla em inglês), além do Consiglio Nazionale delle Ricerche, da Itália, da Universitat de Barcelona, na Espanha, e no Brasil das Universidades Federal de São Carlos (UFSCar), Estadual Paulista (Unesp) e Estadual do Norte Fluminense (UENF), além do Cena da USP, do Instituto de Botânica e da Embrapa.

O artigo Moderate warming increases PSII performance, antioxidant scavenging systems and biomass production in Stylosanthes capitata Vogel (doi: 10.1016/j.envexpbot.2014.02.001), de Martinez e outros, pode ser lido por assinantes da revista Environmental and Experimental Botany em www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009884721400029X.

E o artigo Biomass production, elemental and fibre composition of Brachiaria produced under free air carbon dioxide enrichment conditions, de Ghini e outros, pode ser lido em www.alice.cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/981745/1/2013RA011.pdf.

Impacto das queimadas no efeito estufa

13/10/2011

Por Fábio de Castro
Agência FAPESP – Um grupo de pesquisadores de diversas instituições brasileiras realizou, na última semana de setembro, uma queimada controlada para análise científica em quatro hectares de floresta na região de Rio Branco (Acre).

O estudo, que faz parte do Projeto Temático “Combustão da biomassa em florestas Tropicais”, financiado pela FAPESP, tem o objetivo de avaliar o impacto das queimadas na atmosfera, na regeneração da floresta e no solo da Amazônia.
O projeto é coordenado por João Andrade de Carvalho Junior, professor da Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Guaratinguetá (SP). O estudo foi feito em parceria com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), a Universidade Federal do Acre (Ufac), a Universidade de Brasília (UnB), a Universidade de São Paulo (USP) e a Universidade de Washington, entre outras instituições.

Cientistas realizam queimada controlada em quatro hectares de floresta no Acre para estudar combustão da biomassa. Primeiros resultados mostram que 50% do material queimado é convertido em gases de efeito estufa. Estudo integra Projeto Temático da FAPESP (foto:Embrapa)

De acordo com Carvalho, as queimadas controladas têm sido realizadas pelo projeto no Acre e em Mato Grosso. Estudos sobre o tema têm sido financiados pela FAPESP desde 1993 em diversos projetos sucessivos. O atual Temático, iniciado em 2009, prevê a realização de três queimadas. A primeira havia sido realizada na região de Cruzeiro do Sul (Acre), em setembro de 2010. A terceira deverá ser realizada em 2013.
“Os dados da pesquisa permitirão quantificar os teores de carbono equivalente emitidos durante a queima, avaliar como os nutrientes do solo reagem às altas temperaturas, entender a dinâmica de regeneração natural da vegetação e medir os níveis de partículas no ar que podem causar danos ao sistema respiratório humano, entre vários outros aspectos”, disse Carvalho à Agência FAPESP.
O controle da queimada realizada pelos cientistas é rigoroso, segundo Carvalho. A pesquisa conta com a autorização da Justiça Federal e Estadual e dos Ministérios Públicos Federal e Estadual e as ações obedecem a exigências legais estabelecidas pelos órgãos de controle ambiental. O corte da vegetação foi autorizada pelo Instituto de Meio Ambiente do Acre (Imac) e pela Secretaria de Meio Ambiente do estado.
Os resultados do projeto indicam até agora que a eficiência de combustão é de 50% na área onde foi realizada a queimada. Isto é, metade do estoque de carbono armazenado em um hectare de floresta se transforma, com a queimada, em gases de efeito estufa. Na queimada anterior, realizada também quatro hectares, mas em Cruzeiro do Sul, foram emitidas cerca de 305 toneladas de gás carbônico.
“Constatamos que aproximadamente metade do material que é queimado se transforma em gases de efeito estufa como CO2 e metano. Antes de realizar a queimada, fazemos uma caracterização de toda a biomassa do local. O sítio de Cruzeiro do Sul tinha 582 árvores acima de 10 centímetros de diâmetro”, disse Carvalho.
Uma das árvores tinha entre 95 e 100 centímetros e uma delas tinha mais de um metro de diâmetro. Só essa árvore maior tinha de 8 a 9% do total da biomassa dos quatro hectares. Verificamos que o metano corresponde a cerca de 13% do total das emissões”, disse.
Se o dado obtido em Cruzeiro do Sul pudesse ser extrapolado para toda a floresta amazônica, os níveis atuais de desmatamento, da ordem de 7 mil quilômetros quadrados anuais, provocariam uma emissão de CO2 equivalente comparável às emissões de cerca de 50 milhões de automóveis.
“Felizmente, o desmatamento caiu muito, mas já tivemos anos em que a devastação chegou a atingir 27,5 mil quilômetros quadrados. Se os dados fossem extrapolados para toda a Amazônia em um ano com desmatamento dessa magnitude, a emissão de CO2 seria comparável à poluição produzida por quase 200 milhões de automóveis”, afirmou.
O estudo é realizado em diversas fases e inclui uma série de avaliações antes, durante e depois da queima. Em Rio Branco, diversos equipamentos instalados em uma torre de 15 metros de altura, na área de pesquisa, ajudam na coleta de informações.
Dois meses antes da queima, foi realizado o inventário florestal, para identificação e medicão das árvores e a coleta de amostras de solos. A etapa seguinte foi o corte da floresta.
Os resultados das análises serão comparados e servirão para aferir a quantidade de carbono, nutrientes e microorganismos permanecem no solo após a queima. Além disso, será avaliado o que ocorre com a qualidade do ar.

Dados para o IPCC

Os resultados do Projeto Temático terão grande importância para a elaboração e estruturação de políticas públicas voltadas para o tema, de acordo com Carvalho. Segundo ele, os dados já levantados em outras etapas já são aproveitados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) para calcular as emissões de gases de efeito estufa de queimadas na Amazônia.
“As queimadas controladas têm resultados diferentes em cada região. Em Cruzeiro do Sul, por exemplo, a densidade da floresta é maior. Unindo aqueles dados aos de Rio Branco, poderemos refinar os índices e definir uma média que possibilite calcular as emissões de todo o estado. Considerar as características locais é importante para reduzir as incertezas relacionadas às emissões provenientes das diferentes regiões da Amazônia e traçar políticas públicas”, disse.
Carvalho afirma que o experimento inclui medições de emissões de dióxido de carbono e de metano. “O principal gás de efeito estufa é o dióxido de carbono. Mas o metano é importante porque, embora seja emitido em menor quantidade, tem um poder de aquecimento 21 vezes maior que o CO2”, explicou.
Os pesquisadores também medem a concentração de partículas, em especial as mais finas, que têm mais impactos negativos sobre a saúde humana.

“Também estudamos a regeneração da floresta. Utilizamos um sítio de queimada controlada em Alta Floresta desde 1997, o que permite estudar como a biomassa se recupera. Estamos começando a fazer isso no Acre também”, explicou.
Segundo Carvalho, a biomassa de maior porte, como grandes troncos, queima de duas formas diferentes: o estágio de chama e o estágio de incandescência. A combustão no estágio de incandescência é muito mais lenta, mas também emite gases. “Procuramos medir a diferença de concentração das emissões nos dois tipos de queima”, afirmou.
Os cientistas também estudam a propagação de incêndio rasteiro. Dependendo do grau em que a floresta é recortada, as bordas podem ser mais secas, permitindo que qualquer chama pequena se propague rapidamente para dentro da floresta.
“Outro aspecto que procuramos estudar é a transformação de carvão em emissões. Conforme a madeira queima, parte do carvão gerado fica no chão e não colabora com o efeito estufa, podendo até ajudar a acelerar a regeneração da floresta”, disse.
A equipe, segundo Carvalho – que é engenheiro aeronáutico –, conta com engenheiros químicos, engenheiros mecânicos, biólogos, engenheiros florestais e um médico. “Algumas frentes do projeto estão se dedicando a estudar os impactos da queimada na saúde humana e suas consequências sobre as diversas espécies, como anfíbios e insetos”, disse.
“Todos os cuidados são tomados. Em primeiro lugar é construído um acero: um caminho que deixa um espaço de cerca de 25 metros em relação ao resto da mata, a fim de evitar a propagação do fogo. Além disso, a operação requer a presença de um carro tanque e de uma guarnição do corpo de bombeiro, que acompanha todo o processo”, explicou.

Dinâmica de cianobactérias

19/10/2010

Por Fábio de Castro

Agência FAPESP – Formado pela junção de dois rios altamente poluídos – o Piracicaba e o Tietê –, o Reservatório de Barra Bonita, no interior paulista, tem seus 384 quilômetros quadrados repletos de cianobactérias, algo recorrente nesse tipo de ambiente em todo o mundo.

Por meio de diferentes processos, esses microrganismos – também conhecidos como algas azuis – liberam nas águas imensas quantidades de matéria orgânica dissolvida (MOD), que podem causar eventos indesejáveis como o assoreamento, agravando ainda mais as condições ambientais do reservatório. Por outro lado, podem também promover eventos ecológicos de interesse científico.

Com o objetivo de fundamentar a busca de soluções para esse problema, um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) estudou, durante os últimos cinco anos, o destino da MOD e os processos envolvidos com sua liberação por cianobactérias naquele reservatório.

Pesquisadores da UFSCar estudam processos de liberação de matéria orgânica por cianobactérias que pode causar assoreamento. Resultados poderão ajudar a selecionar soluções para casos semelhantes (Foto: Instituto de Biociências - USP)

O estudo, realizado no âmbito de um Projeto Temático apoiado pela FAPESP, foi coordenado por Armando Augusto Henriques Vieira, do Centro de Ciências Biológicas e da Saúde da UFSCar. Segundo ele, as pesquisas geraram várias publicações e suas conclusões poderão ser extrapoladas para outros reservatórios no país.

“Conhecendo o comportamento da MOD liberada pelas cianobactérias poderemos selecionar prováveis soluções para esse tipo de problema. Os resultados podem ser transpostos para outros casos, porque quase todos os reservatórios no Brasil estão poluídos e eutrofizados – isto é, têm excesso de nutrientes – e em quase todos as cianobactérias predominam”, disse Vieira à Agência FAPESP.

Segundo o pesquisador, os dois rios que formam o Reservatório de Barra Bonita estão altamente poluídos, com uma carga de esgoto industrial e doméstico que leva à eutrofização, facilitando a proliferação das cianobactérias e, consequentemente, de MOD. O aumento da biomassa presente na água leva a uma diminuição do oxigênio, provocando a morte de inúmeros organismos.

“Quando as cianobactérias morrem, elas se decompõem e liberam imensas quantidades de MOD. Descobrimos que parte dessa biomassa pode ser modificada pela radiação ultravioleta do Sol, gerando novos compostos diferentes dos que foram excretados pelos microrganismos”, disse Vieira.

Parte da MOD liberada pelas cianobactérias é reabsorvida não só por outras bactérias, mas também por diferentes organismos eucarióticos. Nessa MOD encontram-se grandes quantidades dos chamados polissacarídeos extracelulares, que podem ser utilizados como fonte de carbono e nitrogênio – já que sempre existe uma porcentagem de proteína associada aos polissacarídeos extracelulares – por populações de algumas espécies de zooplânctons.

“Medimos e quantificamos essas transformações que a matéria orgânica sofre ao longo do tempo. Avaliamos também a atividade enzimática das bactérias, identificando a quantidade e o tipo de enzimas liberadas pelas bactérias no reservatório. Atualmente estamos estudando a diversidade das bactérias que se associam à MOD de cada uma das principais espécies de cianobactérias do reservatório”, disse Vieira.

A maior parte dos dados, de acordo com o cientista, já foi publicada em revistas nacionais e internacionais. O estudo também gerou diversas teses e dissertações com abordagens específicas sobre a atividade das cianobactérias.

“Surgiram diversos problemas interessantes e agora vamos partir para a análise de todos os compostos identificados. Com os dados que reunimos até o momento vamos publicar um livro de divulgação, que será uma síntese de todas as pesquisas”, adiantou Vieira.

Estudando as enzimas e os açúcares presentes na água, os pesquisadores aprofundaram o conhecimento sobre a dinâmica do fluxo de matéria orgânica.

“Alguns polissacarídeos são liberados pelas cianobactérias em estado coloidal, transformando-se em agregados gelatinosos que se grudam continuamente com detritos e outras espécies, formando uma espécie de biofilme flutuante que se torna cada vez maior e no qual há crescimento de bactérias”, afirmou.

Esse processo, segundo o professor, interfere no fluxo vertical da MOD em direção ao fundo do reservatório. "Certas espécies, como algumas diatomáceas, utilizam esse processo como uma maneira para afundar, mantendo-se em ambientes onde o tempo de residência das águas é baixo  – como ocorre em pequenos reservatórios  –, evitando que elas sejam 'lavadas' para fora do reservatório", disse.

Reações solares

A ação da radiação solar sobre o processo de formação da MOD, segundo Vieira, foi um dos aspectos mais surpreendentes do estudo. “Achávamos que a radiação solar aumentaria o ataque bacteriológico sobre a MOD. Mas descobrimos que o processo de radiação e o processo bacteriológico competem entre si”, disse.

Os pesquisadores achavam inicialmente que a MOD acumulada em grandes quantidades seria prontamente atacada por bactérias e transformada em CO2 e que, portanto, apenas uma pequena parcela dessa matéria orgânica dissolvida seria transportada.

“Como o ambiente é turbulento, há uma intensa mistura das águas, fazendo com que a MOD na superfície seja constantemente renovada e exposta à radiação ultravioleta do Sol. Achávamos que essa radiação facilitaria a quebra de moléculas e a decomposição da matéria orgânica. Mas o que ocorre é o contrário: grande parte dessas moléculas se transforma em compostos refratários ao ataque bacteriológico  – ou seja, inibe o ataque de bactérias. A síntese desses compostos se daria por condensação em moléculas maiores e por transformações diretas em compostos refratários por degradação”, explicou.

O impacto ambiental causado pelo acúmulo de cianobactérias é muito grande, de acordo com Vieira. Em torno das barragens, acumulam-se as chamadas manchas verdes, formadas pela exposição das bactérias ao Sol. Nesses locais e nessas condições, as cianobactérias envelhecidas morrem, liberando então grande quantidade de MOD, acompanhada de toxinas que, devido à proximidade dos vertedouros, são exportadas a jusante do reservatório.

"Além disso, o acúmulo de cianobactérias diminui a diversidade de peixes. Até há poucos anos era possível encontrar em grande quantidade, na região de Barra Bonita, peixes como trairão, piranha, lambari e outros. Hoje, eles não são encontrados com facilidade e alguns nem existem mais. Apenas as tilápias predominam”, disse Vieira.