O sequenciamento de DNA identifica espécies eficientemente e assim possibilita maior compreensão dos ecossistemas
O sequenciamento de DNA é uma técnica promissora em destaque mundial para monitorar a biodiversidade de ecossistemas, inclusive na Amazônia. Essa técnica identifica as espécies presentes em amostras, como água, solo e ar, por meio do sequenciamento de DNA encontrado nelas.
Segundo Fabiana Prado, bióloga e coordenadora do LIRA – Legado Integrado da Região Amazônica, do IPÊ – Instituto de Pesquisas Ecológicas, o sequenciamento ambiental tem sido uma ferramenta valiosa para conservar a biodiversidade. “A técnica permite o monitoramento de espécies raras e pouco conhecidas em áreas remotas e de difícil acesso. É possível identificar espécies ameaçadas e avaliar a diversidade biológica em diferentes habitats, o que possibilita uma melhor compreensão dos ecossistemas e as ações mais efetivas para sua proteção”, afirma.
Um exemplo de uso do sequenciamento de DNA na Amazônia é o estudo da diversidade de Collembolas, pequenos artrópodes que habitam o solo e serrapilheiras em muitos ecossistemas terrestres. A Amazônia é uma região com grande diversidade de Collembolas, e a identificação desses organismos é fundamental para entender os ecossistemas terrestres da região e avaliar o impacto das atividades humanas na sua saúde ecológica.
Contudo, a técnica de sequenciamento de DNA ainda enfrenta desafios, como a acessibilidade em países em desenvolvimento, incluindo o Brasil. “A implementação de projetos de sequenciamento de DNA ambiental convencionais requer investimentos em equipamentos e treinamento de pessoal especializado. Além disso, a interpretação dos dados gerados pelo sequenciamento ambiental requer conhecimento especializado em bioinformática”, explica Fabiana Prado.
Apesar desses desafios, o sequenciamento de DNA tem um enorme potencial para a conservação da biodiversidade, especialmente na Amazônia. Investimentos em infraestrutura e treinamento podem permitir a implementação de projetos de sequenciamento de DNA em países em desenvolvimento, permitindo um melhor monitoramento da biodiversidade e uma proteção mais efetiva dos ecossistemas. Neste sentido, o projeto tenta sempre manter um balanço entre um custo de pesquisa mínimo e a produção de resultados úteis e cientificamente válidos. Assim estamos explorando um novo nicho na geração de dados ecológicos: o desenho de protocolos de pequena e média escalas que respondem perguntas relevantes do órgão gestor das unidades de conservação (ICMBio) e na sociedade em geral, sem um investimento substancial de recursos ou treinamento.
Biomonitoramento em queimadas prescritas
Atualmente, o LIRA/IPÊ desenvolve um projeto de pesquisa de biomonitoramento usando DNA, no Parque Nacional Chapada dos Guimarães, no Mato Grosso, em parceria com o Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio), por meio do Centro Nacional de Pesquisa e Conservação de Mamíferos Carnívoros (CENAP).
O objetivo do projeto é avaliar o impacto do uso do fogo, quando utilizado em queimas prescritas, no ecossistema da Unidade de Conservação. “Queremos entender como o fogo afeta a saúde ecológica do local, tanto no âmbito micro quanto macro do ambiente, e por quanto tempo o fogo impacta o ecossistema,” explica o pesquisador do LIRA, Pedro M. Pedro.
Luanne H. A. Lima, pesquisadora a do CENAP / ICMBio, reforça que de acordo com a literatura sobre o assunto, quase todos os estudos no Brasil e no mundo são de impactos de incêndios, que ao contrário das queimas prescritas, não são programados. “Neste trabalho pretendemos focar em queimadas prescritas, que já vem sendo utilizadas pelo Parque Nacional desde 2017 e que é uma ferramenta de manejo,” esclarece.
A pesquisa, iniciada em 2022, tem dois grupos como biomarcadores, os artrópodes e os vertebrados. Ou seja, a ideia é analisar áreas que foram queimadas e locais não atingidos pelo fogo, a fim de fazer a comparação, tendo os bichos como indicadores, sejam os micro como as Collembolas ou os macro, como mamíferos de grande porte, como onças e antas, por exemplo. Desta forma, é possível informar quais espécies desaparecem após as queimadas e por quanto tempo.
A coleta de Collembolas é realizada por meio de uma armadilha de queda feita com um simples tubo de plástico de 50-ml. “É um material extremamente barato e pode-se extrair o DNA de dentro do próprio tubo que foi colocado ao solo, poupando tempo e dinheiro”, explica Pedro, que é doutor em genética.
Para acompanhar as mudanças na comunidade de vertebrados, os pesquisadores do ICMBio utilizam duas técnicas: o já conhecido armadilhamento fotográfico e o DNA Ambiental, por meio da coleta de amostras ambientais, onde são encontrados vestígios dos animais como pelos, fezes e urina e outras células deixadas no solo e na água, por exemplo, o que permite a verificar a sequência de DNA e dizer quais animais passaram no local nas últimas semanas. “As câmeras foram instaladas 90 dias antes das queimas e ficarão registrando os animais até três meses após a queima. Com este tempo pretendemos observar a dinâmica de reocupação da área após a ocorrência do fogo. Para o DNA Ambiental, coletaremos solo e água antes e 90 dias após a queima”, explica a responsável pela pesquisa no CENAP, Luanne H. A. Lima.
Os primeiros materiais e registros já foram colhidos e agora os pesquisadores desenvolvem a metodologia e protocolo para que o estudo contribua para o planejamento do Manejo Integrado do Fogo do Parque Nacional da Chapada dos Guimarães, definindo parâmetros para que o uso de queimas prescritas não prejudique a biodiversidade.
A pretensão é que a ferramenta desenvolvida também possa ser utilizada em mais contextos ambientais, além da Amazônia. “A ferramenta poderá ser útil em outras regiões e em diferentes contextos e não somente em estudos sobre o impacto do fogo”, explica Pedro, trazendo como exemplo a verificação da saúde do solo após o uso de herbicidas.
Ciência cidadã
A intenção do LIRA/IPÊ é, além de contribuir com o planejamento do manejo do fogo na Amazônia, aumentar a acessibilidade, disponibilizando o poder da tecnologia do DNA para mais pessoas. “Queremos diminuir a distância entre pesquisadores, estudantes e o desenvolvimento da pesquisa, a qual, muitas vezes ocorre por conta de altos custos de estrutura, equipamentos, laboratório”, diz Pedro.
A tecnologia de baixo custo por meio de DNA através da coleta de dejetos, pelos e outras partículas deixadas nas pegadas dos animais, assim como a de armadilha de invertebrados, além de menor custo, é de propor maior facilidade de coleta em qualquer ambiente, uma vez que as coletas podem ser feitas independentemente de ter uma estrutura adequada, como o apoio de uma árvore para a instalação das câmeras, por exemplo.
Segundo Pedro, o propósito é baratear os custos a fim de permitir que a tecnologia do DNA esteja acessível a todos com mínima capacidade técnica. E a adaptação de tecnologias para usá-las em áreas protegidas, assim como potencializar iniciativas que já existem e que podem ser ampliadas são estratégias de atuação do LIRA/IPÊ. “A parceria com o IPÊ é imprescindível para a realização do projeto e é uma grande oportunidade para consolidar a metodologia de DNA Ambiental para monitoramento da biodiversidade”, conclui Luanne.
Pesquisadores do LIRA e do CENAP em coleta de DNA ambiental no Parque Nacional Chapada dos Guimarães.
