A praga que devora a lavoura e o plástico

Praga de soja, algodão e milho, a lagarta-helicoverpa sobre um bloco de poliestireno em laboratório — o mesmo intestino que devasta lavouras abriga fungos capazes de degradar o isopor - Foto: (LBM-UFSCar )

POR - OSCAR LOPES*, PUBLISHER DO NEO MONDO

Estudo publicado em maio na BMC Microbiology por pesquisadores da UFSCar e da Unesp isolou quatro fungos do intestino da Helicoverpa armigera e mostrou que eles usam o poliestireno expandido como alimento

A Helicoverpa armigera é conhecida pelo estrago. Ataca soja, algodão e milho, e o agronegócio brasileiro a trata como uma das lagartas mais vorazes que caem sobre a lavoura. Pesquisadores de duas universidades públicas paulistas viraram o problema do avesso: em vez de olhar para o que a praga destrói no campo, foram ver o que ela carrega no intestino. Encontraram fungos capazes de degradar isopor.

Leia também: Poluição plástica nos oceanos quadruplicará até 2050

Leia também: O plástico não é um problema de lixo. É um problema de petróleo

O artigo saiu em maio na revista BMC Microbiology, assinado por cientistas do Laboratório de Biologia Molecular da Universidade Federal de São Carlos, em colaboração com a Universidade Estadual Paulista de Rio Claro. A equipe identificou quatro fungos na microbiota intestinal da lagarta e demonstrou, para cada um, o potencial de decompor o poliestireno expandido — nome técnico do isopor, um polímero derivado do petróleo que não se degrada sozinho no ambiente e por isso se acumula como poluição.

"Os estudos publicados por nosso grupo são provavelmente os primeiros do Brasil sobre fungos da microbiota intestinal de insetos envolvidos na degradação de poliestireno", afirma o biólogo Flavio Henrique Silva, professor do Departamento de Genética e Evolução da UFSCar e autor correspondente do artigo. O trabalho nasceu de uma iniciação científica de Gabrieli Seiscentos Cardenas, com apoio da FAPESP, dentro de um projeto que investiga insetos como fontes de microrganismos degradadores de plástico.

A escolha do isopor tem uma lógica prática. Entre os plásticos, é dos menos estudados — a literatura sobre biodegradação se concentrou por anos em polietileno e poliuretano, e em microrganismos do solo ou de aterros. O poliestireno ficou de lado, em parte por um detalhe que também trava sua reciclagem: um bloco de isopor tem apenas 2% de plástico, o resto é ar. Reciclar exige transportar volume enorme para recuperar pouca matéria, o que raramente compensa. O material vira lixo com facilidade e some do radar da pesquisa com a mesma facilidade.

O experimento separou as lagartas em três grupos, cada um com uma dieta. O primeiro comeu só blocos de poliestireno. O segundo, uma dieta mista com até 50% do polímero. O terceiro seguiu a alimentação convencional. Depois, a microbiota intestinal de cada grupo foi lida por metabarcoding, técnica que identifica espécies pelo DNA. A dieta mudou tudo: a levedura do gênero Diutina, presente em todos os grupos, despencou nos que comeram isopor, e essa retração abriu espaço para uma comunidade mais diversa, com o aparecimento de gêneros como Aspergillus, Talaromyces, Metarhizium e Trematosphaeria. O intestino da lagarta se reorganizou para lidar com o plástico.

Na etapa seguinte, os pesquisadores isolaram quatro fungos — Aspergillus sp., Talaromyces sp. e duas espécies de Penicillium — e depositaram seus esporos sobre uma película finíssima de poliestireno por 60 dias. A microscopia eletrônica de varredura mostrou que os fungos cresceram sobre o filme, interagiram com ele e alteraram sua superfície. "Se o fungo foi capaz de crescer sobre esse filme, é porque ele usou essa película como fonte de carbono, ou seja, fonte de alimento", explica Silva. Aspergillus e Talaromyces se mostraram os mais eficientes; os outros dois fizeram modificações mais discretas.

A aposta nos fungos tem fundamento bioquímico. Eles são bons produtores e secretores de enzimas, muitas delas afiadas para quebrar celulose e polímeros complexos. A ciência internacional vem apontando na mesma direção: a enzima lacase, produzida com eficiência por fungos, tem papel específico na degradação de plásticos com anéis aromáticos como o poliestireno, oxidando e rompendo a cadeia do polímero. O gargalo global nunca foi provar que a biodegradação existe, e sim encontrar os microrganismos e as enzimas certas, potentes o bastante para sair da placa de laboratório. Poliestireno e polietileno respondem por cerca de 40% de toda a produção mundial de plástico, e são justamente os que mais resistem à decomposição, porque sua estrutura é feita de ligações de carbono sem pontos fáceis de ataque.

A lagarta-do-algodão não trabalha sozinha nessa frente. O mesmo grupo da UFSCar publicou em março, na Frontiers in Microbiology, um estudo com a microbiota do besouro Sphenophorus levis, o bicudo-da-cana, praga das monoculturas de cana-de-açúcar. Nele, a bactéria Paenibacillus lautus se mostrou capaz de alterar o poliestireno. O trabalho, de doutorado de Eduardo Pereira de Souza, também com apoio da FAPESP, foi além da observação: sequenciou o genoma da bactéria e identificou genes que codificam proteínas já associadas à degradação de plástico. É o tipo de dado que aproxima a pesquisa de uma aplicação, porque abre caminho para desenhar enzimas mais eficientes a partir do que a natureza já montou.

O terceiro personagem do laboratório é o besouro Zophobas morio, cuja larva, o tenébrio gigante, come com uma voracidade que impressiona os pesquisadores. "Ele tem uma característica interessante, porque é muito mais resistente, por exemplo, do que a larva do Sphenophorus levis, da cana, que morre com facilidade em laboratório. O Z. morio é capaz de ficar semanas se alimentando apenas de isopor ou outros polímeros", diz Silva. A resistência do tenébrio já chamou atenção de grupos de vários países — estudos comparativos internacionais colocam essa larva entre as de maior capacidade de consumo de poliestireno.

O plano de longo prazo do grupo tem contornos de engenharia biológica. A ideia é montar uma coleção de bactérias e fungos eficientes na degradação do poliestireno e, com eles, povoar o intestino de um inseto robusto como o tenébrio gigante. "Aí teríamos uma larva poderosa e muito eficiente para a degradação, um tipo de cavalo de Troia", resume Silva. Antes disso, resta identificar quais microrganismos são mais eficientes, se cooperam entre si e por quais genes e proteínas o processo passa.

Uma pergunta ainda em aberto pesa sobre tudo: os pesquisadores agora analisam as fezes dos insetos para saber se eles apenas fragmentam o polímero em micro e nanoplástico — o que só transferiria o problema de escala — ou se a digestão é completa, com a quebra das cadeias de carbono que sustentam o material. A diferença entre uma coisa e outra separa uma curiosidade de laboratório de uma solução real para o resíduo. Enquanto a resposta não vem, um trabalho de iniciação científica do mesmo laboratório, de Leticia Garcia Beghini, com larvas de Zophobas morio e degradação de poliestireno, foi premiado na 55ª Reunião da Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular.

*Com informações da Agência Fapesp.