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| Lagarta de H. armigera em dieta mista: a padrão acrescida de isopor particulado (LBM-UFSCar ) |
Estudo liderado pela UFSCar mostra que intestino da larva abriga microrganismos com potencial para decompor o poliestireno expandid
Uma lagarta de
mariposa apontada pelo agronegócio como uma das pragas mais agressivas a
atingir plantações de soja, algodão e milho pode abrigar em seu intestino
fungos e bactérias capazes de degradar isopor. Artigo publicado em maio na
revista BMC Microbiology por pesquisadores de duas
universidades públicas paulistas apresentou os resultados do estudo que
investigou a microbiota intestinal da lagarta-helicoverpa (Helicoverpa
armigera), popularmente conhecida como lagarta-do-algodão, lagarta-da-espiga-do-milho
ou lagarta-da-vagem, e o seu papel na degradação desse tipo de plástico.
O estudo foi liderado por cientistas do Laboratório
de Biologia Molecular da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), que tem
uma linha de pesquisa já bem consolidada sobre bactérias presentes nos
intestinos de insetos, em colaboração com pesquisadores da Universidade
Estadual Paulista (Unesp) de Rio Claro. Eles identificaram quatro fungos
presentes no intestino de lagartas da espécie Helicoverpa armigera e
demonstraram o potencial de cada um deles de degradar o poliestireno expandido
(nome técnico do isopor), um polímero derivado do petróleo, que não se degrada
naturalmente no ambiente – e por isso é uma fonte de poluição plástica.
“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, autor
correspondente do artigo e orientador do trabalho de iniciação científica
de Gabrieli Seiscentos Cardenas, apoiado pela
FAPESP, que deu origem à publicação. A pesquisa foi realizada no âmbito do
projeto de Auxílio à Pesquisa Regular “Sphenophorus levis e Helicoverpa
armigera como fontes de
microrganismos degradadores de poliestireno”.
Segundo os pesquisadores, a ideia de focar no
isopor surgiu porque entre os plásticos o material era pouco estudado. Os
estudos de degradação de plástico anteriormente eram mais relacionados a
microrganismos do solo e também aos encontrados em depósitos de lixo. De acordo
com Silva, há mais estudos com polietileno e poliurietano, por exemplo. “O
isopor era mais negligenciado”, afirm. Além disso, como um bloco de isopor tem
apenas 2% de plástico e o resto é ar não é vantajoso reciclar, visto que é
necessário um grande volume.
Assim, embora haja muitos estudos sobre a
degradação do plástico por microrganismos encontrados no solo, não há tantos
trabalhos com microrganismos intestinais de insetos e em especial voltados ao
poliestireno expandido, explica Silva. O professor acredita ainda que os fungos
podem contribuir com esse processo. “Eles são excelentes produtores e
secretores de enzimas, muitas delas capazes de quebrar a celulose e polímeros
complexos.”
Para realizar os experimentos, os insetos foram
divididos em três grupos que receberam dietas diferentes. Um deles foi
alimentado apenas com blocos de poliestireno expandido (tecnicamente abreviado
como EPS, de “expanded polystyrene”). Um segundo grupo recebeu uma dieta mista,
chegando a 50% de EPS; e um terceiro foi alimentado com dieta convencional. A
análise da microbiota intestinal dos insetos por metabarcoding (técnica
que identifica espécies por meio de análises de DNA) revelou que a dieta exerce
um papel determinante na diversidade de fungos que habitam o intestino dessas
lagartas. Embora a levedura do gênero Diutina tenha se
mostrado onipresente, sua abundância diminuiu significativamente nos grupos
alimentados com poliestireno. Essa mudança permitiu uma maior diversificação da
comunidade microbiana, com o surgimento de gêneros como Aspergillus, Talaromyces, Metarhizium e Trematosphaeria,
sugerindo uma adaptação da microbiota ao consumo do polímero.
Na sequência, os pesquisadores isolaram quatro fungos da microbiota intestinal das lagartas: Aspergillus sp., Talaromyces sp. e duas espécies de Penicillium. Os cientistas então colocaram os esporos desses fungos sobre uma película superfina de poliestireno por 60 dias. Análise por microscopia eletrônica de varredura revelou que os fungos cresceram, interagiram e alteraram a superfície do polímero. “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. Dois deles são mais eficientes [Aspergillus e Talaromyces], enquanto os outros dois realizam modificações mais sutis nos filmes”, comenta Silva.
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| Lagarta e pupa de H. armigera pertencentes ao grupo em alimentação restrita a poliestireno expandido (EPS) após 7 dias do início do experimento. (A) larva em fase de pupa próxima dentro de galeria no bloco de EPS e (B) pupa de H. armigera (imagens: LBM-UFSCar ) |
Outros insetos
A lagarta-helicoverpa não é o único inseto que
abriga microrganismos interessantes em seu intestino, com potencial para
aplicações biotecnológicas.
Um outro artigo do mesmo grupo de pesquisa
da UFSCar, publicado em março na revista Frontiers in Microbiology,
descreve estudos com a microbiota da larva do besouro Sphenophorus
levis, conhecido como o bicudo-da-cana, inseto que ataca as monoculturas de
cana-de-açúcar. Nele, os pesquisadores apontam a eficácia da bactéria Paenibacillus
lautus em alterar o poliestireno. O trabalho é fruto da pesquisa de
doutorado do engenheiro de bioprocessos e biotecnologia Eduardo Pereira de Souza,
que também tem apoio da FAPESP,
além de ser coautor do artigo sobre a Helicoverpa.
Os pesquisadores agora estão analisando as fezes
dos insetos a fim de verificar se eles estão apenas transformando o polímero em
micro ou nanoplástico, ou se a digestão é completa, resultando na quebra das
cadeias de carbono que compõem o material.
Outro inseto estudado pelo grupo é o besouro Zophobas
morio, cuja larva, conhecida por sua voracidade, é popularmente chamada de
“tenébrio gigante”. “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”, diz Silva. “O Z.
morio é capaz de ficar semanas se alimentando apenas de isopor ou
outros polímeros.”
O pesquisador diz que há pela frente um trabalho
amplo de identificação dos microrganismos e dos genes e proteínas envolvidos no
processo de degradação do polímero. “Precisamos estabelecer quais
microrganismos são mais eficientes e se eles cooperam entre si. No trabalho
sobre Paenibacillus nós sequenciamos o genoma da bactéria e
identificamos genes que codificam proteínas sabidamente envolvidas na
degradação de plástico. Ao estudar esse mecanismo, esperamos conseguir também
enzimas mais eficientes”, afirma Silva.
A ideia dos pesquisadores é desenvolver uma coleção
de bactérias e fungos eficientes para a degradação do poliestireno e povoar com
eles o intestino de um inseto como o tenébrio gigante. “Aí teríamos uma larva
poderosa e muito eficiente para a degradação, um tipo de cavalo de Troia.”
Recentemente, o trabalho de uma outra orientada de
iniciação científica do laboratório, Leticia Garcia Beghini, bolsista da FAPESP,
envolvendo larvas de Zophobas morio e degradação de
poliestireno, foi premiado com o SBBq Award, na 55ª Reunião da Sociedade
Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular.
O artigo Helicoverpa armigera (Lepidoptera,
Noctuidae) as a reservoir of potential polystyrene-degrading fungi pode
ser lido em link.springer.com/article/10.1186/s12866-026-05021-8.
Frances Jones
Agência FAPESP
https://agencia.fapesp.br/lagarta-que-ataca-soja-e-algodao-abriga-fungos-capazes-de-degradar-isopor/58769
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