O impacto de metais tóxicos na produtividade agrícola

01 de fevereiro de 2016

José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – A contaminação do solo e da água por metais tóxicos constitui um grave problema para a agricultura, prejudicando os produtores, com a perda de produtividade das plantas afetadas; e os consumidores, com efeitos danosos que o consumo dessas plantas pode acarretar para a saúde.
As várias facetas do problema foram estudadas em profundidade pelo projeto temático “Estresse oxidativo induzido por metais: novas abordagens”. Desenvolvida ao longo de cinco anos, de 2010 a 2015, a pesquisa teve o apoio da FAPESP.
“Os dois metais que estudamos foram o alumínio e o cádmio. E a planta eleita para a nossa investigação foi o tomateiro”, disse à Agência FAPESP o pesquisador responsável pelo projeto, Ricardo Antunes de Azevedo, professor titular da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP).
“Diferentemente do que ocorre com o zinco, o níquel e outros metais, o alumínio e o cádmio não são utilizados pelos seres vivos como nutrientes”, afirmou o pesquisador. “Ao contrário, sua toxicidade prejudica as plantas de várias maneiras – por exemplo, inibindo o desenvolvimento radicular e, assim, rebaixando a absorção de água e nutrientes pelas raízes. As consequências podem ir da diminuição da produtividade da lavoura até a morte das plantas.”
A grande quantidade de alumínio é uma característica natural da crosta terrestre. Ele é, de fato, o elemento metálico mais abundante da crosta. Como a hidrólise do alumínio produz íons de hidrogênio, a forte presença desse metal constitui um dos principais fatores de acidificação do solo. “Em pH neutro, o alumínio é geralmente inofensivo, mas, em solos ácidos, pode ter um impacto muito negativo no desenvolvimento das plantas”, informou Azevedo.

O cádmio também é encontrado, porém, em quantidade muito menor. Nesse caso, sua presença se deve principalmente à poluição ambiental decorrente de fatores antrópicos, como, por exemplo, a mineração desse metal e a fabricação e descarte de produtos derivados, como pilhas de níquel-cádmio, pigmentos etc.
“O grande problema em relação ao cádmio, que pode estar presente no solo ou na água de irrigação, decorre do fato de que ele é facilmente absorvido e acumulado pela planta mesmo quando em concentrações muito baixas no ambiente. E, se essa planta vier a ser utilizada por animais ou seres humanos, o metal tóxico poderá eventualmente chegar ao organismo do consumidor”, informou o pesquisador.
Um aspecto muitas vezes negligenciado da questão e apontado pelo estudioso é que a contaminação por cádmio pode ocorrer mesmo quando a planta não é diretamente ingerida. É o caso, por exemplo, do tabaco. As folhas da planta acumulam cádmio e, durante a queima, o metal é eventualmente transferido ao consumidor por meio do sistema respiratório. Pesquisas demonstraram que a concentração de cádmio tende a ser maior em fumantes do que em não fumantes.

Produtividade da lavoura

Além dos danos potenciais à saúde dos consumidores, a contaminação por cádmio pode comprometer também a produtividade da lavoura, devido principalmente ao estresse causado nas plantas. “As plantas sofrem dois tipos de estresses: abióticos, provocados por metais, falta de água, excesso de temperatura etc.; e bióticos, provocados por patógenos. Faz parte do metabolismo celular normal a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). Mas há um mecanismo de autorregulação que mantém essa produção abaixo do patamar crítico. Em situação de estresse, porém, ocorre um desbalanceamento e a produção de EROs torna-se muito maior. Dependendo do nível, isso pode levar até mesmo à morte da planta” explicou Azevedo.

A pesquisa abordou a questão por vários ângulos. Especialmente interessante foi o estudo feito com a técnica de enxertia. “Trata-se de uma técnica bastante antiga e muito disseminada na agricultura. Utilizamos a enxertia para entender como uma parte da planta, contaminada por cádmio, sinaliza para a outra parte, não contaminada, que está sendo estressada”, disse o pesquisador.
Na enxertia, o porta-enxerto é constituído pela raiz e base do caule; a ele é acoplado o enxerto, composto pela parte aérea da planta. O procedimento adotado no estudo foi cultivar plantas em presença do metal e plantas sem presença do metal e, depois, fazer a enxertia recíproca. “Em outras palavras, trocamos as partes de cima das plantas, conectando ao porta-enxerto contaminado o enxerto não contaminado e ao porta-enxerto não contaminado o enxerto contaminado. A ideia é simples, mas sua realização prática exigiu um grande número de controles, pois o próprio processo da enxertia já constitui um estresse para a planta, mesmo que temporário”, afirmou Azevedo.

O resultado foi publicado no artigo “Cadmium stress antioxidant responses and root-to-shoot communication in grafted tomato plants”, na revista Biometals .
A conclusão foi que ocorre a sinalização do estresse tanto em um sentido como no outro. Não apenas o metal da raiz é transportado para a parte aérea (o que era de esperar, apesar da quantidade transportada variar), mas também o metal da parte aérea é transportado para a raiz (e este não era um resultado intuitivo).

Outro tópico importante explorado pela pesquisa foi a genotoxicidade. No caso específico, tratou-se de investigar o efeito do metal tóxico na estrutura dos ácidos nucleicos da planta. Isto é, se o cádmio se ligava ou não ao DNA, e, caso a resposta fosse positiva, que consequências resultariam disso. “Verificamos que, sim, o cádmio altera bastante a taxa de divisão celular e provoca uma série de aberrações cromossômicas. Entre elas, a formação de quebras e pontes cromossômicas durante a mitose – o processo de divisão celular. Isso ocorre mesmo em concentrações muito baixas do metal. Estas não provocam nenhuma manifestação visível de que a planta esteja estressada. Mas as alterações intracelulares são muito expressivas”, declarou o pesquisador.
As consequências do efeito dos metais dependem de uma série de variáveis. Uma delas é o tipo de cultivar exposto ao metal. Há cultivares mais tolerantes e cultivares menos tolerantes. Ou seja, existe uma diversidade de mecanismos envolvidos, que podem modificar a taxa de absorção do cádmio pela planta ou reduzir o efeito do metal uma vez absorvido. Por isso, o projeto também envolveu a mutagênese e a seleção de mutantes mais tolerantes. Para o produtor, a compreensão de tais mecanismos possibilita que estes sejam explorados em programas de melhoramento, com vistas a obter plantas mais resistentes. Mas, para o consumidor, o consumo de uma planta mais resistente pode até mesmo significar, eventualmente, a absorção ainda maior do metal tóxico.

“Para um consumo totalmente seguro, seria preciso saber se o solo ou água utilizados no cultivo estavam ou não contaminados, e, estando, em que parte da planta se acumulou o metal, se naquela que será consumida ou naquela que será descartada. Há uma grande quantidade de fatores, o que torna o estudo bastante complexo”, ponderou Azevedo.

Por isso, outra vertente do projeto temático foi exatamente estudar o processo de fitorremediação, isto é, de recuperação de solos contaminados mediante o plantio de espécies vegetais altamente resistentes capazes de absorver e, assim, retirar os metais pesados do ambiente. São plantas como a Dolichos lablab, que acumulam grande quantidade de cádmio sem ter seu desenvolvimento afetado, podendo ser utilizadas como fitoestabilizadoras de cádmio.

Artigo a respeito foi submetido para publicação no Journal of Soils and Sediments e encontra-se atualmente no prelo: “Physiological and biochemical responses of Dolichos lablab L. to cadmium support its potential as a cadmium phytoremediator”.

No total, o projeto temático já ensejou mais de 50 artigos em publicações especializadas e há vários outros em processo de elaboração. Toda a experimentação foi realizada em estufa, em plantios no solo ou em sistema hidropônico. O tomateiro foi escolhido por ser uma planta-modelo em genética, com grande quantidade de cultivares e grande quantidade de mutantes. Além disso, uma das cultivares dessa espécie, a Micro-Tom (tomate-cereja miniatura), que produz uma planta de pequeno porte e frutos pequenos, tem um ciclo de vida muito curto, ao redor de 90 dias, o que constitui uma grande vantagem para a prática experimental. Finalmente, o tomate é um produto economicamente importante, consumido em larga escala no mundo inteiro, tanto in natura como por meio de derivados.

Novidade contra o envenenamento por peixes

Pesquisadora do Tocantins descobre um caminho para a imunização contra o veneno da raia-maçã, espécie venenosa de água doce. 

 

Por: Everton Lopes

Publicado em 12/09/2015 | Atualizado em 12/09/2015

A raia-maçã é responsável por diversos casos de envenenamento nas regiões Norte e Centro-Oeste do Brasil. (foto: Gabriela Ortega Coelho Thomazi.

 

Um perigo escondido e negligenciado mergulha pelas águas brasileiras. Peixes peçonhentos podem ser encontrados em todas as regiões do país, e entre eles estão as várias espécies de raias de água doce – ou peixes batoides –, portadoras de um espinho venenoso na cauda (ferrão) e um muco tóxico que as cobre por inteiro. Uma pesquisa em andamento no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, em parceria com o Instituto Tocantinense Presidente Antônio Carlos Porto e a Universidade Federal do Tocantins, está desvendando o veneno das raias e pretende encontrar um alívio mais rápido para as vítimas de envenenamento por esses animais.

As raias são responsáveis por uma série de acidentes, principalmente em lugares mais quentes, onde a população se refresca com os banhos de rio – um hábito especialmente frequente nas regiões Norte e Centro-Oeste. Para esses casos de envenenamento, ainda não existe a soroterapia, solução eficaz contra picadas de cobras como a cascavel, por exemplo. As vítimas das raias recebem tratamento apenas para aliviar os sintomas: dores angustiantes, que percorrem todo o membro atingido, e inchaço.

A biomédica Gabriela Ortega Coelho Thomazi vive no Tocantins há mais de 25 anos e é a responsável pela pesquisa que investiga a imunologia do veneno da raia de água doce da espécie Paratrygon aireba, popularmente conhecida como raia-maçã. “Durante a época da estiagem, formam-se bancos de areia e partes dos rios Araguaia e Tocantins viram praias de água doce. Nesse período, há um aumento das ocorrências de envenenamento por raias, que se camuflam em águas rasas”, conta.

O ferrão da raia-maçã guarda toxinas perigosas para os humanos. (foto: Gabriela Ortega Coelho Thomazi)

Após coletar as amostras do veneno de raias-maçã do rio Tocantins, a biomédica aplicou em coelhos uma versão diluída do veneno, o suficiente para detectar a produção de anticorpos pelos animais. O composto tóxico também foi irradiado, em um procedimento que atenua a toxicidade do veneno sem perda na capacidade imunogênica – isto é, na capacidade de estimular o sistema imunológico. O processo otimiza a produção de anticorpos e reduz o sofrimento do animal usado no experimento.

Após uma sequência de ‘vacinas’ compostas pelas substâncias extraídas da raia, a pesquisadora realizou a medição dos anticorpos dos coelhos. “Os resultados demonstraram que tanto o muco quanto o veneno contido no ferrão da raia-maçã são capazes de induzir a formação de anticorpos”, relata Thomazi. Mas sua pesquisa vai além: “Embora ainda no começo de nossos estudos, agora temos os anticorpos para realizarmos novos testes que poderão resultar na soroterapia para tratar o envenenamento por raias”. A soroterapia, neste caso, terá como objetivo reduzir o sofrimento dos feridos, aliviando as dores e acelerando o processo de recuperação.

Os primeiros e promissores resultados da pesquisa foram apresentados na Reunião Anual da Federação de Sociedades de Biologia Experimental (Fesbe), que termina neste sábado (12/9) em São Paulo. Em sua apresentação, a pesquisadora chamou atenção para a falta de conhecimento em relação aos envenenamentos por peixes. “Todo acidente com animal peçonhento deve ser informado pelo profissional de saúde que realiza o atendimento através do preenchimento de uma ficha de notificação por acidente de animal peçonhento, porém, não há ainda um campo específico para peixes venenosos. Assim, esses casos são subnotificados, o que gera falta de informação e até pesquisas na área”, encerra.

Everton Lopes
Instituto Ciência Hoje/ RJ

Pelas abelhas

Publicado em 17/07/2014

Campanha internacional criada por brasileiros chama atenção para o desaparecimento de colmeias e seu impacto sobre o ambiente e a segurança alimentar dos humanos. 

 

A maior parte dos cultivos agrícolas depende da polinização feita por abelhas. (foto: Bob Peterson/ Flickr – CC BY-SA 2.0) 

 

A notícia de que a população mundial de abelhas tem se reduzido pode até ser novidade para alguns, mas não aqui na CH On-line. Esses insetos vêm desaparecendo nos últimos 60 anos e 13 espécies foram extintas do planeta – das cerca de 20 mil existentes. O que parece uma boa notícia para os alérgicos é, no entanto, preocupante para o futuro da humanidade. Por isso, pesquisadores brasileiros lançaram uma campanha global para divulgar o sumiço de abelhas batizada de Bee or not to be? – um trocadilho em inglês com o verbo ‘ser’ (to be) e a palavra ‘abelha’ (bee) baseado na famosa frase de William Shakespeare: “Ser ou não ser, eis a questão.”

Ao tentar polinizar vegetais tratados com certos tipos de pesticidas, as abelhas desenvolvem um problema no sistema nervoso que faz com que ‘esqueçam’ o caminho de volta para sua colmeia e morram ao relento

Os pesquisadores chamam a atenção para um fenômeno mundial denominado ‘síndrome do desaparecimento das abelhas’, decorrente de um problema no sistema nervoso desses insetos que faz com que eles ‘esqueçam’ o caminho de volta para sua colmeia e morram ao relento. Essa alteração está relacionada principalmente ao uso na agricultura de uma classe de pesticidas à base de nicotina, os neonicotinoides. Ao tentar polinizar os vegetais tratados com esses pesticidas, as abelhas se contaminam e desenvolvem o problema.

Em sua página, o projeto pretende alertar a população sobre esse fenômeno e reunir assinaturas em todo o mundo para pressionar autoridades a regulamentar o uso dos pesticidas nocivos para as abelhas. “O uso de pesticidas no Brasil hoje é pouco regulamentado e produz muitos efeitos adversos ao ambiente e às espécies”, aponta o idealizador da campanha, o geneticista Lionel Segui Gonçalves, professor da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (Ufersa) em Mossoró (RN) e diretor do Centro Tecnológico de Apicultura e Meliponicultura do Rio Grande do Norte (Cetapis).

Mapeamento colaborativo

Embora as abelhas ainda não tenham desenvolvido a capacidade de ler mapas e encontrar o caminho de volta para suas colmeias, é exatamente nos mapas que o site aposta para preservar esses insetos. Na página, é possível baixar o aplicativo Bee Alert, disponível para computadores, tablets e smartphones. O programa, voltado para apicultores, meliponicultores, agricultores e pesquisadores da área, permite aos usuários registrar on-line em um mapa a ocorrência, o desaparecimento local ou a morte de espécies de abelhas e assim contribuir para o monitoramento da população desses insetos.

A página do projeto disponibiliza um aplicativo em que os usuários podem registrar em um mapa a ocorrência, o desaparecimento local ou a morte de espécies de abelhas para ajudar no seu monitoramento. (imagem: reprodução)

“O usuário precisa indicar, por exemplo, o nome do apicultor responsável pela colmeia e do proprietário do apiário, além de informações sobre o local, a quantidade de colmeias e a causa das mortes das abelhas”, diz Gonçalves. “Também pedimos, quando possível, dados sobre a perda financeira associada ao desaparecimento, para estimar o impacto econômico da síndrome.”

Segundo o pesquisador, nos Estados Unidos a população de abelhas passou de 5 milhões há sete anos para 2,5 milhões atualmente – uma queda que levou à falência inúmeros apicultores.

O aplicativo já conta com o registro de 40 ocorrências em oito estados brasileiros, contabilizando mais de 120 milhões de abelhas mortas.

 

E não são só os apicultores que sofrem com o sumiço das abelhas. Mais de 70% das culturas agrícolas dependem da polinização feita por elas. “Sempre lembro a previsão feita por Albert Einstein quando afirmou que, caso as abelhas viessem a desaparecer, a humanidade desapareceria logo em seguida”, comenta Gonçalves.
O aplicativo, lançado em abril deste ano, já conta com o registro de 40 ocorrências em oito estados brasileiros, contabilizando mais de 120 milhões de abelhas mortas – fato bastante preocupante, segundo os coordenadores da campanha. “Desejamos entregar, além das assinaturas por uma regulamentação, dados documentados do impacto dos pesticidas nas colônias das abelhas”, diz o pesquisador. “Assim, o material servirá de apoio para a fiscalização dos pesticidas nas áreas apontadas.”

Além dos dados e assinaturas que estão sendo recolhidos, a página do projeto conta com dicas de medidas que podem ser tomadas pela população para reverter essa situação, como o consumo de alimentos orgânicos (sem pesticidas) e o cultivo de espécies de abelhas sem ferrão em casa.

Sobre ratos, transgênicos e queimas de arquivo

Em sua coluna de dezembro, Jean Remy Guimarães comenta a decisão de uma revista científica de retirar estudo já publicado que apontou riscos da exposição a milho geneticamente modificado e pesticida para a saúde em testes com ratos. 

 

Por: Jean Remy Guimarães

Publicado em 27/12/2013 | Atualizado em 27/12/2013

Estudo mostrando que ratos expostos a um tipo de milho transgênico e seu herbicida associado desenvolviam problemas de saúde foi retirado um ano após a publicação por “não ser conclusivo”. (foto: Agência de Notícias do Acre/ Flickr – CC BY 2.0) 

 

Em coluna de setembro de 2012, comentei o artigo do professor Gilles-Eric Séralini, publicado na Food and Chemical Toxicology. Esse estudo, realizado ao longo de dois anos, mostrava que ratos expostos ao milho transgênico NK603 e ao Roundup, seu herbicida associado, desenvolviam diversos tumores, além de problemas renais e hepáticos.

Pois, acredite se quiser, o estudo foi retirado pela própria revista, pouco mais de um ano após sua publicação.
Segundo as normas dessa revista (e da esmagadora maioria delas), os únicos critérios que podem levar à decisão de retirar um trabalho publicado na mesma são: falha ética, plágio, publicação anterior em outro veículo ou ainda conclusões não confiáveis, seja por fraude ou erro de boa-fé (erro de cálculo, erro experimental).

No entanto, o editor-chefe da revista, Wallace Hayes, em carta de 19/11/2013 ao primeiro autor, informa a intenção de retirar o estudo da revista, esclarecendo que o fato não se deve a fraude ou sinais de deformação intencional dos dados.
O motivo alegado seriam as “legítimas preocupações relativas ao reduzido número de animais em cada grupo (dez ratos), assim como à escolha da linhagem de ratos utilizada nos testes”. O estudo teria sido ainda retirado devido a seu caráter “não conclusivo”.

A acusação de não conclusividade é parte do cinto de utilidades de todos os lobbies
corporativos incomodados por estudos que ousem duvidar da inocuidade de seus produtos

Note que nenhum dos motivos apresentados se enquadra nos critérios de exclusão explicitados nas normas da revista, o que motivou ríspidos protestos do professor Séralini e equipe, além de promessas de medidas legais. Lembre também que os testes toxicológicos realizados pelas próprias indústrias para licenciar seus produtos, transgênicos ou não, duram apenas três meses (contra os 24 do estudo do professor Séralini), e seus grupos experimentais contêm tipicamente… dez ratos.
A acusação de não conclusividade é parte do cinto de utilidades de todos os lobbies corporativos incomodados por estudos científicos que ousem duvidar da inocuidade de seus produtos. Se dependêssemos de estudos que provem com 100% de certeza que a exposição a chumbo, benzeno, amianto ou produtos de combustão é prejudicial à saúde, estaríamos todos respirando um ar pior que o de Londres no pico da revolução industrial e fumando em elevadores, ônibus, cinemas, escritórios e consultórios. Mas as corporações são assim: quando lhes convém, aceitam 95% de certeza, quando não, nem 100% são o bastante.

As más línguas juram que a decisão da revista se deve à recente inclusão, em seu comitê editorial, do biólogo Richard Goodman, professor da Universidade de Nebraska (EUA) e ex-funcionário da Monsanto. Pode até ser, mas nem precisava disso, pois breves buscas sobre o currículo dos demais membros do comitê revelam que vários deles têm ou tiveram estreitos laços com empresas de tabaco ou agroquímicas (sementes e pesticidas).

Inimigo infiltrado

Diante disso, a maior surpresa talvez não seja a retirada do artigo do professor Séralini dessa revista, mas sim a sua publicação inicial. Afinal, esses setores de atividade não se caracterizam por um histórico de relações harmoniosas com a ciência em geral e a toxicologia em particular.
Mas sabe como é: se você não pode vencer o inimigo, junte-se a ele. Ou infiltre-se. E é precisamente o que as corporações vêm se esmerando em fazer: nuclear todas as instâncias decisórias relevantes para seus interesses, sejam elas nacionais ou multilaterais, incluindo as próprias instituições científicas, como as revistas. Blogues, colunas ou matérias publicadas em qualquer meio de difusão que mencionem as palavras-chave sensíveis ao setor são também imediatamente detectadas, deflagrando uma blitzkrieg impiedosa visando à desmoralização e, portanto, eliminação da ameaça.

O congresso brasileiro se prepara para votar pela suspensão da obrigatoriedade da rotulagem de produtos contendo transgênicos. (foto: Vinicius Santana/ Wikimedia Commons)

Se você acha que isso é teoria da conspiração, experimente estudar efeitos sanitários ou ambientais de qualquer coisa que seja produzida por uma entidade com CNPJ e concluir, mesmo que com apenas 95% de certeza, que eles não são inócuos. Você poderá, como o professor Séralini, ser acusado na web de pertencer a um movimento sectário cristão, e entrevistarão suas ex-colegas de jardim de infância, que revelarão que, sim, você grudava suas melecas embaixo da mesa e não trocava de cueca todo dia.

Esta coluna é testemunha privilegiada desse estado de coisas. Embora pouco otimistas e frequentemente ácidos, os textos aqui publicados raramente suscitam comentários de leitores, a menos que tenham como foco temas sensíveis para setores corporativos, como efeitos de pesticidas, transgênicos, emissões de carbono. Colunas sobre esses temas geram invariavelmente reações iradas, repetitivas, mas sempre instrutivas. Mas quem sabe resolvem ficar quietos desta vez, só para me contradizer?

Cientificamente, a suspensão da rotulagem só faria sentido se tivéssemos 95% de certeza que os transgênicos são inócuos à saúde

E enquanto não vêm a público os dados de novos estudos de longa duração sobre os efeitos de transgênicos, recomendados pela Agência Europeia de Segurança Sanitária da Alimentação, do Ambiente e do Trabalho (ANSES), o congresso dos 'Estados Unidos do Brasil' se prepara para votar uma resolução suspendendo a obrigatoriedade de rotulagem de produtos contendo transgênicos.
Cientificamente, a suspensão da rotulagem só faria sentido se tivéssemos 95% de certeza que os transgênicos são inócuos à saúde.
Temos mesmo, ou seria só queima de arquivo?

P.S.: Feliz ano novo, de preferência com uma ceia orgânica. Você nunca vai conseguir, se não tentar.

Jean Remy Davée GuimarãesInstituto de Biofísica Carlos Chagas Filho
Universidade Federal do Rio de Janeiro