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Amazônia: manejo e domesticação começaram com os povos pré-colombianos

Quando pensamos na Floresta Amazônica, lembramos sempre do desmatamento desenfreado que ela vem sofrendo ao longo das décadas, mas raramente pensamos nos impactos que as populações locais causaram neste ecossistema. Pensamos na subsistência, na caça e coleta, mas sequer pensamos que essas populações possam ter realizado o manejo das áreas que ocuparam conforme seus desejos e necessidades.

Um estudo publicado recentemente na revista Science nos mostra que a biodiversidade amazônica está fortemente relacionada à ocupação humana desde tempos pré-colombianos. A equipe multidisciplinar, composta por 152 pesquisadores de todo o mundo, utilizou dados botânicos e arqueológicos levantados ao longo de décadas para determinar se a Amazônia é uma floresta intocada ou se foi modificada por seus habitantes.

Liderado pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), a pesquisa cruzou informações sobre sítios arqueológicos e inventários botânicos da Bacia Amazônica. O resultado encontrado é que existe uma relação entre a maior presença de espécies domesticadas e a proximidade com sítios arqueológicos.

A domesticação de plantas acontece quando o esforço humano é capaz de se sobrepor às pressões ecológicas do ambiente, com o intuito de usufruir dos recursos naturais conforme sua necessidade, causando assim grandes alterações em ecossistemas, nas escalas local e global. Alguns indivíduos de cada espécie são escolhidos para a domesticação e geralmente são aqueles que possuem características desejáveis, como frutos de maior tamanho ou frutos mais saborosos, por exemplo. Essa escolha representa apenas uma pequena parte da diversidade genética encontrada naturalmente na espécie e gera o que conhecemos como “efeito fundador”. Com o passar do tempo, a população domesticada é transportada pelos povos da região estudada para outros locais, aumentando a sua ocorrência de maneira artificial.

Os pesquisadores constataram que 85 espécies de árvores da região amazônica foram completa ou parcialmente domesticadas, sendo que 20 delas são encontradas até cinco vezes mais do que o esperado para espécies hiperdominantes. Além disso, a riqueza e abundância dessas espécies estão relacionadas a sítios arqueológicos e também margens de rios, sendo ainda maiores quanto maior a proximidade aos locais habitados. Outro dado interessante é o fato de que os maiores esforços de manejo foram direcionados às espécies que já se apresentavam em condições de hiperdominância, aumentando ainda mais sua presença, com um esforço menor direcionado à domesticação de espécies mais raras, mas que eram importantes para os povoados, fosse para alimentação ou uso medicinal.

Você pode se perguntar como é possível saber que humanos causaram esse tipo de impacto na floresta. Os pesquisadores deste estudo fizeram a mesma pergunta, e utilizaram a composição arbórea e as necessidades ecológicas de cada espécie para chegar a uma conclusão. Por exigirem condições ambientais diferentes, é muito improvável que aquelas 20 espécies hiperdominantes ocorressem em locais tão diferentes da floresta amazônica de maneira aleatória. Assim, a explicação que sobra é a de que tenham sido introduzidas e cultivadas pelos povos da região estudada ao longo do tempo. Esses resultados modificam a ideia de que a Amazônia é em grande parte uma floresta intocada. Neste sentido, ela foi e continua sendo manejada e moldada conforme as necessidades das pessoas que vivem naquele ambiente, mostrando que o ecossistema é bastante dinâmico.

O legado desse estudo é evidenciar que embora saibamos muito sobre a Amazônia, ainda há muito que ser estudado. Estima-se que existam 16 mil espécies arbóreas, mas apenas cinco mil delas foram identificadas, e pouco se sabe sobre a história humana nessas florestas. Há locais ainda inexplorados, que certamente guardam muitas descobertas que nos ajudarão a compreender melhor de que maneira a ocupação humana aconteceu e como isso impactou este ecossistema.

Para saber mais:

Artigo original (em inglês) Persistent effects of pre-Columbian plant domestication on Amazonian forest composition. C. Levis et al, 2017 http://science.sciencemag.org/content/355/6328/925.full

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Dois é pouco, três é bom: Para líquens, quanto mais parceiros, melhor.

Líquens são organismos formados a partir da associação entre um fungo ascomiceto e uma alga ou uma cianobactéria. Eles podem ser encontrados nos mais diversos ambientes, do nível do mar a altas montanhas e em praticamente todo tipo de ecossistema. Nessa simbiose, cada organismo tem sua função. O fungo, ou micobionte, forma uma rede de filamentos que abriga a alga ou a cianobactéria, que é chamada de fotobionte. O micobionte fornece proteção, pois mantém o microambiente com condições excelentes para que o fotobionte possa crescer, fazer fotossíntese e assim, fornecer carboidratos e outros compostos orgânicos para o fungo.

Por muito tempo, acreditou-se que o paradigma “um fungo-uma alga” era verdadeiro, mas recentemente o pesquisador Toby Spribille, da Universidade de Graz, e seus colaboradores encontraram um terceiro participante nessa simbiose. Tudo começou quando decidiram por estudar em maiores detalhes o que causava a diferença de coloração entre duas espécies de líquens formadas pelas mesmas espécies de fungo e de alga, Bryoria fremontii e B. tortuosa. Essa diferença de coloração entre as espécies se deve à presença de grandes quantidades de ácido vulpínico em B. tortuosa.

b fremontii e b tortuosa

Variação fenotípica entre Byoria fremontii (à esquerda) e B. tortuosa (à direita).

A princípio, verificaram se essa diferença fenotípica teria origem na variação da expressão gênica, com resultados negativos. Com análises genéticas mais detalhadas, observaram então a presença de uma levedura (fungo basidiomiceto) no córtex das duas espécies, sendo mais abundante na espécie com elevado nível de ácido vulpínico. A partir daí verificaram a presença desse terceiro integrante também em outras espécies de líquens ao redor do mundo. Essa descoberta, além de explicar as variações fenotípicas encontradas em uma mesma espécie, mostrou que existe alto grau de especificidade entre a linhagem de fungo basidiomiceto e as espécies de líquens.

E então você se pergunta qual a importância dessa descoberta. Bem, líquens fazem parte do seleto grupo de organismos pioneiros na colonização de novos substratos, permitindo que outros organismos possam ocupar aquele espaço. Também produzem metabólitos com poder antibiótico. São bastante sensíveis a alterações ambientais, respondendo de maneira bastante rápida à presença de poluentes no ar e no substrato. Assim, funcionam como bioindicadores da saúde do ecossistema. Além disso, muitos líquens vivem por longos períodos e podem ser uma ferramenta na datação de eventos, chamada de liquenometria.

Todos os estudos com líquens até hoje, foram baseados em amostras coletadas diretamente de seu hábitat, pois nunca foi possível crescer líquens em condições axênicas de laboratório. O talo, que é a estrutura formada na simbiose, é bastante complexo, mostrando o alto nível de organização entre os simbiontes. Os talos crescidos em laboratório formam apenas estruturas simples e rudimentares, que em nada se parecem com os talos naturais. Até então, era amplamente aceita a existência de uma diversidade de micro-organismos, especialmente bactérias, necessários à formação dessa estrutura mais complexa, mas a dificuldade de acompanhar essa formação in vitro não permitiu que grandes descobertas fossem feitas.

O conhecimento desse terceiro participante na simbiose abre o leque de possibilidades para que novas tentativas da síntese em laboratório sejam realizadas, a fim de melhorar o que sabemos sobre esses seres complexos e tão importantes na natureza.

Referência: Spribille et al., Science 10.1126/science.aaf8287 (2016) “Basidiomycete yeasts in the cortex of ascomycete macrolichens

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Por que a Ciência Básica importa? Um olhar especial para a Biologia

Earthrise. Fonte: Nasa

Earthrise. Fonte: Nasa

Temos mania de dividir tudo em caixinhas didáticas, e na ciência não é diferente. Uma das discussões ainda bastante relevantes atualmente ocorre entre ciência “básica” e ciência “aplicada”. De forma geral e bastante intuitiva, entendemos por ciência “básica” (ou ciência pura, ou hard science) aquelas pesquisas que buscam entender como é o mundo e como tudo funciona, em sua essência. Já pesquisas que visam resolver questões práticas e cotidianas são classificadas como ciência “aplicada”, ou como alguns preferem dizer: aplicações da ciência.

No mundo acelerado em que vivemos, é fácil conseguir e justificar investimento em quase todo tipo de ciência aplicada, mas o incentivo pode ser extremamente difícil quando nos dedicamos à ciência básica – e com isso quero dizer tanto no aspecto financeiro quanto pessoal. Poucos entendem quando contamos que nos dedicamos a entender a história evolutiva dos peixes, ou como os hormônios de um sapo funcionam, ou como ocorreu uma formação geológica, ou ao desenvolvimento de equações matemáticas complexas.

Pesquisas em ciência básica não tem objetivo prático claro e definido com antecedência. No caso da ecologia, por exemplo, pesquisas básicas buscam entender a diversidade biológica, as interações entre organismos e entre os organismos e seu meio. Seu objetivo principal é o avanço do conhecimento, muitas vezes de forma exploratória, ou seja, sem saber ao certo os resultados que serão encontrados e quais suas possíveis aplicações – se é que existirão. Um dos objetivos centrais das pesquisas em ecologia básica envolve desenvolver, testar e aprimorar hipóteses e teorias, como a evolução através de seleção natural. Por outro lado, a ecologia aplicada é motivada por objetivos particulares bem definidos, e buscam resolver problemas ambientais como recuperação de áreas degradadas, invasão de espécies exóticas, desertificação… manejo de recursos naturais, de forma geral.

Entretanto, é preciso saber com clareza que um tipo de ciência não é mais ou menos relevante que outro. Mais que isso: a ciência aplicada não existe sem uma base sólida e um passado de exaustiva pesquisa básica. Eric Lander, neste vídeo, faz uma ótima analogia: a ciência básica pode ser entendida como troncos de árvores em uma floresta, enquanto as aplicações da ciência são como as folhas, nas pontas dos galhos. Se hoje é possível a fabricação de iPhones, que carregamos conosco o tempo todo, é devido a anos de pesquisa em diversos “troncos” da ciência – termodinâmica, química, geologia, estatística, inteligência artificial, física teórica, eletricidade, robótica… inclusive equações desenvolvidas por Einstein, sem que ele tivesse a menor ideia em que resultariam.

São incontáveis os exemplos de pesquisas básicas em Biologia que levaram a grandes desenvolvimentos e aplicações em áreas diferentes. Um exemplo clássico: ao estudar ervilhas, Mendel não imaginava que estava criando uma das grandes bases da genética. Mais recentemente, pesquisas que buscavam entender as causas da mortalidade do “rato-toupeira-pelado” (Heterocephalus glaber) levaram à  descoberta de mecanismos de defesa contra tumores. E a descoberta de um peptídeo com atividade antimicrobiana e antifúngica capaz de reduzir o crescimento dos principais agentes de infecções hospitalares foi possível através do estudo do pinguim-rei (Aptenodytes patagonicus), cujo macho preserva peixes em seu estômago por cerca de 3 semanas para alimentar o filhote.

Como qualquer outra área de desenvolvimento, as pesquisas em biologia básica precisam de muitos recursos financeiros e humanos. Mas por trabalhar na base do conhecimento e por não ter aplicação prática definida, esse tipo de ciência cada vez mais perde esses recursos para pesquisas aplicadas. É preciso que a sociedade entenda a importância da ciência básica e a incentive, pois não sabemos os desafios que enfrentaremos no futuro. Especialmente no cenário atual de mudanças ambientais globais e perda de diversidade, a compreensão profunda dos problemas é o melhor caminho para encontrar uma saída – e possivelmente o mais seguro e barato. Decisões políticas precisam de predições seguras de ecólogos, baseadas em trabalho exaustivo de pesquisa de campo, laboratório e modelagem. E isso não se faz sem investimento.

Apesar de todas as bases para aplicações fornecidas pela ciência básica, os autores deste artigo discutem que a principal justificativa para desenvolver e incentivar essas pesquisas deve ser satisfazer a curiosidade, adquirir conhecimento e alcançar a compreensão. Por trás do “tiro no escuro” que é a pesquisa em ciência básica, está a motivação baseada em curiosidade, criatividade, inteligência, perseverança… e até sorte. Mas a curiosidade é seu maior motor. Há um certo desejo inato na maioria dos biólogos em compreender como sistemas complexos naturais funcionam – sejam as interações entre moléculas ou indivíduos ou populações. Explorar o mundo que nos cerca e compreender a natureza das coisas apenas pelo conhecimento é possivelmente uma das aspirações humanas mais antigas. E há beleza nisso.

Fontes:

Courchamp, F. et al. Fundamental ecology is fundamental. Trends Ecol. Evol. 30, 177 (2015).