Pesquisadores apresentam seus estudos em que a diversidade biológica é fonte de conhecimento e inovação
Estudar a biodiversidade é uma forma de entender o mundo, as relações ecológicas e as ferramentas que a natureza desenvolve para sobreviver, mesmo diante de mudanças. Durante o XI Simpósio de Integração e Reunião de Avaliação do Programa Biota/Fapesp, realizado no início de setembro, o painel baseado nos eixos Descobertas e Coleções do Plano Estratégico do Biota se debruçou sobre a importância destes estudos para a produção de conhecimento e para a inovação.
A professora Anne Magurran, da Universidade de St. Andrews, na Escócia, apresentou os resultados de diversos trabalhos em que busca conhecer, de maneira aprofundada, a biodiversidade de diferentes ecossistemas e compreender as relações presentes ali. Ao estudar regiões tão diversas quanto a China, a Amazônia, o Cerrado e o Reino Unido, a pesquisadora analisa as características de cada população em diferentes ambientes, e os elementos que afetam quantitativa e/ou qualitativamente a distribuição das espécies observadas.
Representação das diversidades alfa, beta e gama. Fonte: Anne Magurran.
Para desenvolver seus estudos, a pesquisadora e sua equipe observam a dimensão espacial da biodiversidade em três diferentes escalas: a distribuição de espécies em uma área local, chamada de diversidade alfa; as diferenças de distribuição entre áreas locais distintas, conhecida como diversidade beta, e a biodiversidade regional, mais ampla, definida como diversidade gama.
A partir desta classificação, e combinando essas informações a outros parâmetros – como o número de espécies, a variabilidade dentro de um determinado período de tempo ou a dominância de certas populações – é possível abordar a diversidade biológica de uma região de maneira abrangente e aprofundada.
Um exemplo disso é o trabalho desenvolvido pela pesquisadora brasileira Alessandra Kortz sob orientação de Magurran, que avaliou o impacto de pinheiros invasores sobre a flora nativa do Cerrado. Ao avaliar cerca de 400 espécies em uma área do interior de São Paulo, Kortz observou uma redução significativa na riqueza da biodiversidade da região. O resultado indica que o estabelecimento de espécies invasoras pode trazer consequências para a flora nativa local e contribui para a compreensão dos processos de coexistência.
Mudanças ambientais afetam a biodiversidade
Ainda no interior de São Paulo, na cidade de Assis, o professor Pitágoras da Conceição Bispo, da Universidade Estadual Paulista (Unesp), utiliza outra abordagem para compreender as consequências de mudanças ambientais para a biodiversidade. O pesquisador integra uma rede de colaboração com pesquisadores da China e dos Estados Unidos, que busca investigar como as mudanças no uso e na cobertura do solo afetam a diversidade funcional em riachos de diferentes regiões climáticas, utilizando insetos aquáticos da ordem Trichoptera como modelo.
O projeto está inserido no programa Biodiversity on a Changing Planet, liderado pela National Science Foundation (NSF), dos Estados Unidos, cujo objetivo principal é investigar como as mudanças ambientais reorganizam a biodiversidade e suas funções, integrando perspectivas ecológicas e evolutivas em diferentes escalas espaciais e temporais.
Para observar como a comunidade de insetos responde a diferentes formas de uso do solo, os pesquisadores selecionaram 40 riachos em cada um dos países integrantes da rede: o Brasil de clima tropical, a China de clima subtropical e os EUA de clima temperado. No Brasil, as coletas foram realizadas na Serra da Mantiqueira, região Sudeste do país.
Os animais coletados foram identificados e classificados funcionalmente, ou seja, de acordo com suas características morfológicas, fisiológicas ou ecológicas. As análises moleculares são realizadas por pesquisadores chineses. Segundo Bispo, a ideia é construir um grande banco de dados das espécies de Trichoptera dos diferentes locais analisados, com informações de identificação taxonômica, classificação funcional e informações genéticas, buscando agrupar os insetos com base em características semelhantes.
“Definidos os grupos e os traços funcionais mais importantes, a ideia é tentar entender a resposta desses grupos ao gradiente de uso de solo e, a partir disso, prever o que pode acontecer com as espécies em função das mudanças ambientais”, explica o pesquisador.
Biodiversidade como fonte de fármacos
Além da relevância para a melhor compreensão das interações ecológicas, o estudo da biodiversidade também possibilita a descoberta de novas substâncias potencialmente úteis para os seres humanos. Neste contexto, o professor João Lago, da Universidade Federal do ABC, investiga metabólitos oriundos da diversidade florística brasileira na busca por novos fármacos para Doenças Tropicais Negligenciadas (DTNs).
De acordo com a Organização Mundial da Saúde, as DTNs são causadas por uma variedade de patógenos (incluindo vírus, bactérias, parasitas, fungos e toxinas) e associadas a sérias consequências para a saúde, além de causar impactos sociais e econômicos. São prevalentes principalmente entre comunidades carentes em regiões tropicais, embora algumas apresentem uma distribuição geográfica muito mais ampla: estima-se que as DTNs afetem cerca de 1 bilhão de pessoas ao redor do mundo.
Apesar disso, são poucas as iniciativas de pesquisa voltadas para o tratamento eficaz dessas doenças: em números concretos, apenas 37 (cerca de 4%) dos 850 novos remédios registrados entre 2000 e 2011 eram indicados para doenças tropicais negligenciadas. “Precisamos, portanto, pensar como podemos usar a nossa biodiversidade para colaborar com a busca de substâncias ativas para essas doenças”, afirma Lago, que desenvolve sua pesquisa no âmbito da Rede Biota de Bioprospecção e Bioensaios (Rede BIOprospecTA).
O pesquisador conta que seu grupo trabalha, há mais de 20 anos, no estabelecimento de um banco de extratos de plantas originárias do Cerrado e da Mata Atlântica. Hoje a coleção conta com 150 espécies distintas, que já resultam em mais de 1.200 extratos. É a partir desse material que os pesquisadores realizam a prospecção de novas substâncias ativas.
O processo é longo e trabalhoso: seleção de espécies, coleta e extração, seguida de uma sequência de experimentos biológicos e químicos para testar a atividade e tentar desvendar quais substâncias ali presentes poderiam ser responsáveis pela ação. A etapa seguinte é chamada de isolamento bioguiado, quando o pesquisador fraciona o extrato e testa essas frações separadamente, repetindo esse processo até obter a substância ativa isolada. Em seguida, essa substância é estudada até que sua estrutura química seja elucidada.
A partir daí, são realizados estudos para compreender a relação entre a estrutura química e sua atividade, além da determinação dos mecanismos de ação da substância e de drug delivery, ou seja, sistemas que otimizem o transporte e libração dos fármacos nos lugares ideais dentro do organismo. Todas essas etapas acontecem in vitro, antes dos testes em animais (in vivo). Até que um fármaco seja testado em humanos, são anos de pesquisa e dedicação.
Entre os projetos do professor João Lago, algumas substâncias têm se mostrado promissoras como candidatas a fármacos. Um dos compostos estudados é o ácido cóstico, ativo contra o Trypanosoma cruzi, causador da Doença de Chagas, e isolado a partir da espécie Nectandra barbellata, uma árvore endêmica no sudeste brasileiro de nome popular canela-amarela. Substâncias do grupo químico das neolignanas isoladas da espécie Nectandra leucantha, árvore conhecida como canela-branca ou canela-seca, também tiveram resultados positivos sobre o mesmo parasita. Estudos in vivo desses compostos serão iniciados em breve.
O pesquisador ressalta que, após o isolamento, elucidação estrutural e confirmação da estrutura ativa, o ideal é sintetizar a substância em laboratório para seguir com os estudos. “Eu quero a síntese porque não dá mais para explorar a natureza, no sentido de obter maiores quantidades dos compostos. Eu já fiz a prospecção, agora eu preciso ter a substância em grande quantidade”, explica. Essa é uma das saídas que a ciência encontrou para explorar a biodiversidade de maneira sustentável.
