Hormese é um termo usado para descrever um fenômeno associado a compostos tóxicos que, em baixas doses, mostram efeito estimulatório ou benéfico ao organismo exposto e em altas doses mostram efeito inibitório ou tóxico. Esta inversão de resposta é dita bifásica, ao contrário da resposta monofásica usual (i.e., aumentando-se a dose, aumenta-se o efeito tóxico). Este fenômeno foi anunciado inicialmente já em 1943 por Southam e Ehrlich, no periódico Phytopathology, quando relataram a relação dose-resposta bifásica de extratos de cedro vermelho em diferentes linhagens de fungos e referiram-se ao fenômeno como hormese, que em grego seria ‘para excitar’. A partir daí vários outros trabalhos demonstrando o efeito hormético foram publicados, principalmente na área médica, mostrando que existem evidências de que baixos níveis de esforço físico diminuem o estresse oxidativo, baixos níveis de álcool podem reduzir doenças cardíacas e derrames, e que a exposição ao estresse leve e repetitivo tem efeitos anti-envelhecimento. Um dos pesquisadores de destaque na área é o toxicologista Edward Calabrese, que observou o efeito hormético de muitos compostos químicos em microorganismos, plantas e animais. No entanto houve poucas tentativas de se aproveitar esta resposta adaptativa em outros organismos com um objetivo prático.

Há ampla evidência de que hormese ocorre em insetos agrícolas expostos a baixos níveis de estresse. Grande parte desta investigação concentrou-se em insetos-praga e como a exposição a baixas doses de pesticidas pode aumentar a reprodução e causar problemas de erupção e ressurgimento pragas ou mesmo resistência a inseticidas. Contudo, alguns estudos têm demonstrado que processos biológicos em insetos benéficos também podem ser favorecidos pela exposição a baixos níveis de estresse. Existem evidências mostrando que o estresse hormético pode ser aplicado a modelos biológicos, a fim de aumentar a sua reprodução ou longevidade, aparentemente sem comprometer a aptidão biológica global. Isto sugere que os mesmos princípios podem ser aplicados para aumentar a eficiência de criação massal de inimigos naturais para o controle biológico.

Hormese induzida por inseticidas tem sido relatada em espécies de pragas e inimigos naturais de artrópodes. Pragas como mosca das frutas, mosca doméstica, caruncho do milho, ácaros vermelho e rajado, e inimigos naturais como percevejos predadores (Podisus, Supputius e Geocorys), e bicho-lixeiro (Chrysopa) têm sido relatados na literatura como exibindo hormese induzida por pesticidas. Mesmo assim os estudos feitos com inimigos naturais têm sido realizados em um número bem menor de espécies, inferior aos com pragas agrícolas. Além dos efeitos importantes para o manejo de pragas, a hormese pode exibir ainda efeito positivo em plantas cultivadas já que pode favorecer o rendimento e, consequentemente, o aumento de produção mediante a exposição destas a baixas doses de pesticidas usados no controle de pragas. Contudo, esta possibilidade ainda não foi explorada.

N.M.P. GUEDES

30/01/2018

Espécies invasoras são espécies exóticas, existentes em todos os reinos, que de tão bem sucedidas no novo ambiente em que habitam, passam ao causar impactos econômicos e ambientais. Isto acontece devido as altas taxas de crescimento e reprodução destas espécies no local em que foram introduzidas ou em áreas adjacentes onde houve a sua dispersão.

A Arunda donax, comumente chamada no Brasil de cana-do-reino, é uma espécie de gramínea de aproximadamente 6-8m de altura e extremamente agressiva por se reproduzir e desenvolver rapidamente suprimindo, ameaçando e deslocando a vegetação nativa. Assim, consequentemente a cana-do-reino acaba por alterar a flora e a fauna no ambiente em que foi introduzida. A origem de A. donax não está bem definida na literatura (se a Austrália, Índia, região ao redor do Mediterrâneo), mas de qualquer forma atualmente se dispersou pelo mundo e tem sido introduzida de forma intencional ou não em diferentes locais. Está incluída na lista das 100 espécies invasoras mais agressivas do mundo porque apresenta características excepcionais de adaptação, tais como: crescimento e desenvolvimento rápidos, a partir do seu rizoma, e em diferentes tipos de solos e climas; e alta competitividade por nutrientes, luz e água usando mais água em relação a plantas nativas. Além destas características a cana-do-reino aumenta o risco de incêndio já que é altamente inflamável e pode causar mudanças no fluxo de água em córregos e rios comprometendo a região em que foi introduzida.

Apesar de tudo isso, a A. donax apresenta muitas características desejáveis o que a torna uma planta economicamente atrativa. Ela é considerada uma planta ornamental e serve para diferentes usos como a produção de combustível, fibras e polpas, além de ser utilizada no controle de erosão.  Por essa razão deve ser considerado a relação custo-benefício frente a sua introdução ou não em uma área, pois a sua erradicação é extremamente difícil e dispendiosa envolvendo o controle mecânico. Esta tática de controle tende a ser muito difícil porque o rizoma da planta fica enterrado numa profundidade entre 1-3m e rebrota facilmente requerendo seu controle químico com a aplicação de herbicidas como o glifosato. Existe ainda o controle biológico feito por insetos para auxiliar no manejo da Arunda a longo prazo.

A cana-do-reino atualmente colocou a Nova Zelândia frente a um dilema. Mais ao norte do país houve a invasão pela A. donax e a erradicação da planta está extremamente complexa. A Nova Zelândia é conhecida como um país em que as leis de proteção ao ambiente são levadas extremamente a sério. Contudo, a erradicação da A. donax está causando tanto problema que a agência de proteção ambiental do país relaxou as normas ambientais aprovando a introdução de duas espécies de insetos, originárias do Mediterrâneo, para combater a cana-do-reino. Isto porque esta espécie vegetal está incorrendo em processo destrutivo na região provocando o desalojamento de plantas nativas e a ocorrência de alagamentos.  Decisões como esta não são fáceis de serem tomadas por um país considerado extremamente exigente quando se trata de proteger o meio ambiente. Contudo, para a agência de proteção ambiental do país esse é um risco calculado porque os insetos introduzidos não correm o risco de hibridizar com espécies nativas e nem estabelecer populações no país. Além disto, estes agentes de controle biológico já foram utilizados com sucesso contra a cana-do-reino nos EUA e Ilhas Canárias.

No Brasil foi feito o mapeamento de A. donax no Distrito Federal como uma forma de monitoramento da expansão da espécie, chamando a atenção para a presença da planta em áreas próximas a locais com obras como rodovias, aterros e depósitos de entulhos. Ao que parece a A. donax ainda não causa grandes problemas no Brasil, mas como a cana-do-reino é parente do bambu pertencente à mesma família, Poaceae, vale a pena ficar de olho.

N.M.P. Guedes

06/12/2017

Espécies introduzidas são aquelas que não sofreram processos evolutivos naturais em um determinado local e que, de alguma forma, foram introduzidas em um ambiente distinto do seu local de origem. Tais espécies são frequentemente conhecidas como espécies exóticas e abrangem diversas ordens de insetos (Classe Insecta).

A forma pelos quais os insetos são introduzidos num novo ambiente são diversas. Porém seja de forma legal para auxiliar no controle de pragas ou, muitas vezes, de maneira ilegal para beneficiar terceiros, a vasta maioria deles são introduzidos pelo homem de forma mais intencional do que acidental. O melhor exemplo disto é o uso desses insetos no controle biológico de plantas daninhas e insetos pragas da agricultura como moscas, besouros, mariposas, percevejos e tripes.

Uma forma interessante do uso de espécie introduzida no controle biológico foi a introdução na Colômbia de uma formiga de origem brasileira, a Paratrechina fulva, para controlar cobras venenosas em vez de insetos pragas. Mesmo quando usadas como agentes de controle biológico aplicado, a maioria dessas espécies introduzidas de insetos não sobrevivem, pois falham em se estabelecer como populações num ambiente diferente do seu habitat natural. Entre as espécies introduzidas de parasitóides apenas 30% delas conseguem estabelecer populações para controlar insetos pragas.

O impacto causado por essas espécies é difícil de quantificar pois algumas são benéficas ao ambiente em que são introduzidas. Por isto alguns recomendam que é mais seguro dizer que a maioria das espécies introduzidas não causam maiores impactos já que a maioria delas não causa problemas e poucas conseguem estabelecer populações de insetos. Mesmo assim, algumas causam danos enormes gerando grande impacto ecológico e econômico, ainda mais quando se trata de uma praga exótica invasora como a traça-do-tomateiro Tuta absoluta (assunto a ser relato em outra notícia), que causou vultuosos prejuízos econômicos aos horticultores brasileiros envolvidos principalmente com o plantio de tomate.

Uma resposta a introdução dessas espécies exóticas problemáticas pode ser a erradicação, particularmente para aqueles insetos que não se dispersaram para áreas adjacentes à invadida. Muitos insetos introduzidos têm sido erradicados. Talvez uma das mais expressivas erradicações feitas foi a erradicação química do mosquito da malária de origem africana Anopheles gambiae, que foi conseguida no nordeste brasileiro entre 1939 e 1940. Contudo, tem havido falhas desastrosas de erradicação. Os métodos de controles químicos e biológicos são os mais comumente usados para o manejo das espécies exóticas. Existem sucessos e falhas no uso de ambos métodos. Antigamente o DDT foi muito utilizado na erradicação de insetos introduzidos, contudo devido as suas características nada ecologicamente correta (alta persistência no ambiente, não seletivo e lipofilicidade) ele foi banido e outros inseticidas com características químicas mais favoráveis passaram a ser utilizados, sendo considerados formas eficazes de controle na erradicação de pragas introduzidas. Mesmo assim o uso frequente de inseticidas é problemático pois os insetos podem desenvolver resistência a estes compostos e seu custo pode ser elevado por requerer aplicações frequentes, o que acaba por favorecer ainda mais o desenvolvimento de resistência a inseticidas. Outra alternativa para a erradicação de insetos introduzidos é o uso do controle biológico, principalmente considerando-se que em muitas áreas naturais a aplicação continuada de inseticidas é particularmente indesejável.

N.M.P. Guedes

21/11/2017

Os percevejos de cama (Cimex lectularius) são considerados pragas urbanas por proliferar nas cidades e oferecer risco à saúde da população. De coloração marrom, possuem forma achatada e tamanho similar a um carrapato. Eles não voam e nem pulam, mas se alojam e se escondem facilmente em qualquer lugar da sua casa sendo difícil a sua erradicação. São insetos sugadores e, geralmente, são mais ativos a noite, picando e sugando o sangue do indivíduo enquanto ele está dormindo.

Nem todo mundo reage a picada do percevejo de cama da mesma forma. Normalmente a picada gera sintomas como vermelhidão, inchaço e, o pior de tudo, coceira. Se a coceira for severa, tratamentos com anti-histamínicos podem aliviar os sintomas. Contudo, apesar de não se ter o conhecimento de que o percevejo de cama dissemina doenças, ele tem causado, além da coceira, problemas psicológicos (pânico) e perda de sono nas pessoas picadas. Por esta razão, em algumas cidades, o aumento de infestação pelo percevejo de cama tem despertado a atenção dos órgãos públicos de saúde.

Atualmente ele tem se dispersado e multiplicado imensamente em diversas cidades do mundo. A infestação por percevejos de cama tem ocorrido não apenas em residências, mas também em locais públicos como escolas, lojas, hotéis, etc. Alojar-se em locais públicos tem facilitado a dispersão do Cimex sp. A mídia tem alertado que devido ao aumento do número de viagens, o trânsito de pessoas e bagagens pelo mundo tem aumentado bastante tendo como consequência a maior dispersão do inseto. O percevejo de cama tem trazido também grandes transtornos a hotéis e a companhias aéreas. A notícia mais recente se deu pela denúncia de uma família que durante um vôo pela British Airways, indo de Vancouver para a Inglaterra, foi vitimada por percevejos de cama que estavam alojados na poltrona do avião. O caso é que o problema tem sido tão grande e tão recorrente que sites foram criados para denunciar locais públicos onde o percevejo ataca e essa atitude do consumidor tem causado má reputação e prejuízo a algumas empresas, já que ninguém quer ir a locais contaminados por estes insetos.

Uma outra forma, até bem interessante, que tem facilitado a dispersão do inseto tem sido o comportamento das pessoas quando ocorre a infestação do inseto em seu domicílio. Por medo das consequências, as pessoas não noticiam o fato. Por exemplo, se o seu apartamento está infestado com o percevejo de cama, ninguém vem visitá-lo e muito menos o convida para uma visita justamente com o receio que você traga algum inseto e possa infestar a sua residência. Na realidade, esse tipo de comportamento acaba facilitando a disseminação do inseto, pois a pessoa não alerta os vizinhos sobre o problema permitindo que o percevejo, sem ser detectado, se espalhe. Imagine a ocorrência disso em prédios com apartamentos. Pois é! Esse problema ocorreu em 2010, quando Nova Iorque foi invadida não pelo Godzilla (como brincaram alguns jornais), mais sim pelo percevejo de cama gerando verdadeiros transtornos à população.

Controlar a infestação do percevejo de cama não é fácil e toma tempo, paciência e dinheiro. A biologia do inseto permite o transtorno, pois ele consegue sobreviver até um ano sem se alimentar, se reproduz rapidamente e seus ovos são resistentes a muitos métodos de controle. Além disso, são difíceis de serem encontrados e identificados, devido ao seu hábito críptico (i.e., hábito de ficar escondido) e devido ao seu tamanho diminuto. A melhor maneira de controlar o percevejo de cama é utilizar táticas de controle adotadas pelo manejo integrado de pragas, que utiliza informações sobre o ciclo de vida da praga e a sua interação com as pessoas e o ambiente em que vive. Iniciativas dentro deste contexto permitirão um melhor manejo da praga, utilizando meios mais econômicos e seguros. Porém, apesar de diferentes métodos de controle serem utilizados, o meio mais efetivo no controle do percevejo de cama é através do uso de inseticidas.

Finalizando, esta notícia é mais para servir como um alerta, pois já há notícias de que a incidência do percevejo de cama tem aumentado no Brasil. Isto tem ocorrido principalmente devido a inúmeras viagens feitas ao exterior pelos brasileiros nos últimos anos, ou pelo menos até 2014… Antes de viajar procure obter informação sobre o histórico da companhia aérea e de hotéis a serem utilizados. Cuidado com locais públicos, principalmente lojas de roupas em que há relatos de ocorrência do inseto – grandes lojas em Manhattan (Nova Iorque, EUA) já foram infestadas pelo percevejo de cama. Todo cuidado é pouco quando se trata de prevenir a infestação de um inseto como o percevejo de cama em sua residência. Afinal, ninguém merece ter esse transtorno, menos ainda em período de crise econômica, pois invariavelmente ele incorre em gastos financeiros elevados para lidar com o problema. O melhor é prevenir a amolação.

 

N.M.P. GUEDES

07/11/2017

A luz liberada por um organismo, através de reações químicas, é chamada bioluminescência. É uma forma de quimioluminescência em que o organismo pode brilhar em pleno escuro. A emissão de luz (luminescência) por tais organismos é mais comumente produzida dentro de tecidos ou órgãos e ocorre porque eles produzem moléculas do pigmento luciferina e da enzima luciferase. A reação química que produz a luminescência, a maioria das vezes, ocorre quando a enzima luciferase intermedia a ligação entre o oxigênio e a luciferina resultando em uma nova molécula, altamente energética, que libera energia em forma de luz.

A bioluminescência ocorre em organismos de diferentes espécies aparecendo nos reinos Monera, Fungi, Plantae e Animalia (i.e., bactérias, fungos, plantas e animais, respectivamente). Dentre os animais, os artrópodes mostram luminescência em famílias de colêmbolas, moscas e besouros. No caso de besouros, os padrões de emissão de luz são variados com destaque para a família Lampyridae com mais de duas mil espécies distribuídas pelo mundo. Nesta família, os exemplos mais conhecidos são os vaga-lumes onde os seus órgãos luminescentes localizam-se na parte inferior do abdômen. Dependendo do estádio de desenvolvimento do vaga-lume a bioluminescência tem finalidades diferentes. Quando adultos, a luz emitida é usada para atrair parceiros para o acasalamento; quando imaturos (larvas) os vaga-lumes utilizam a bioluminescência como um sinal de aviso a predadores alertando-os sobre o sabor desagradável ou a presença de substâncias tóxicas no seu corpo.

A atração entre machos e fêmeas para fins de acasalamento através da emissão de luz é um dos exemplos mais comuns de luminescência. Esta serve também como proteção para alertar, distrair ou ludibriar predadores – sendo a camuflagem um exemplo. Na alimentação é possível atrair presas para os organismos emissores ou mesmo iluminar áreas que contenham alimento. Um exemplo interessante ocorre em fêmeas de vaga-lumes do gênero Photuris que mimetizam a luminescência de fêmeas do gênero Photinus com o único propósito de atrair os machos, mas não para o acasalamento e sim, para comê-los. Por esta razão, fêmeas de várias espécies carnívoras de Photuris receberam a denominação de femme fatale.

Atualmente a bioluminescência tem um mercado de bilhões de dólares devido a sua importância em diversas áreas, como ecologia, comportamento, biologia celular e molecular, e medicina. Insetos bioluminescentes têm sido utilizados para analisar adaptações ecológicas e reprodutivas de alguns fenótipos no campo e em laboratórios. Organismos marinhos bioluminescentes têm sido usados para estudar processos biológicos e a poluição dos oceanos. No setor agrícola, plantas têm sido modificadas para emitir luz quando ocorrer a necessidade de água e nutrientes e para indicar o ataque de pragas e doenças. Muitos outros exemplos poderiam ser citados, contudo o que chama mais atenção é o estudo biológico desses organismos e a sua aplicação prática na medicina, principalmente, para o diagnóstico de doenças. Essa grande contribuição ao setor foi dada, inicialmente, pelo Professor Anthony Campbell da Universidade de Cardiff (Reino Unido) que estudando a combinação entre luciferase e anticorpos possibilitou a substituição de marcadores radioativos por marcadores luminescentes. Essa descoberta revolucionou o diagnóstico médico e a partir daí (1970-1980) novos caminhos e perspectivas surgiram para o estudo da bioluminescência em seres vivos.

N.M.P. GUEDES

25/10/2017

A tradução literal para o português do Project Premonition é Projeto Premonição e, por si só, já dá uma ideia de advertência e previsão. O projeto é inovador e tecnologicamente avançado consistindo na detecção, coleta e identificação de mosquitos causadores de Zika, Dengue, Chikungunya etc, assim como os patógenos que eles carregam. O Zika assusta principalmente por causar danos neurológicos no feto de mulheres grávidas e por causa de um possível surto da doença na Flórida (EUA) a Microsoft Research (MSR), financiadora do projeto e em colaboração com universidades americanas e órgãos de saúde pública, decidiu antecipar alguns testes. Drones serão inicialmente usados para a detecção de focos de mosquitos, seguido do uso de armadilhas para a captura destes e finalmente a identificação deles e do patógeno que eles possivelmente estarão transmitindo. Tudo isso, claro, usando uma tecnologia eficiente, limpa e avançada.

A detecção dos possíveis locais onde o mosquito habita será feita por drones. É importante que o mosquito seja detectado na zona rural antes que eles cheguem as cidades. Em áreas urbanas uma quadra pode ter milhares de mosquitos, enquanto que a próxima quadra pode não conter virtualmente nenhum. O uso de drones se torna mais eficiente e barato principalmente porque pode identificar focos de mosquitos em áreas de difícil acesso, como telhados e terrenos abandonados, e também porque ajuda a escolher as melhores áreas onde serão colocadas as armadilhas através do uso de imagens em alta resolução e a análise de computadores.

A coleta e a identificação de mosquitos através de armadilhas convencionais são trabalhosas e demoradas requerendo que entomologistas processem os insetos coletados em cada uma delas. No Project Premonition a coleta será feita por armadilhas inteligentes que funcionam como robôs. Essas armadilhas têm o formato de uma caixa e apresentam 64 células suportadas por um tripé, que atraem os mosquitos pela liberação de dióxido de carbono. Uma vez na armadilha, através do batimento das suas asas e do uso de luz infravermelha, o mosquito será identificado. Caso ele seja de interesse, a porta da célula se fecha capturando o inseto, caso contrário a célula fica aberta para que o inseto volte ao ambiente. Na hora da captura do mosquito serão registrados dados como hora, temperatura, umidade e intensidade luminosa para possibilitar aprender mais sobre o comportamento e o ambiente que ele habita. O funcionamento dessas armadilhas é feito através de microprocessadores que coletam dados e transmitem as informações através de um sistema wireless para outros sistemas inteligentes. Essa tecnologia ainda está sendo aprimorada para que a identificação dos mosquitos e a emissão de dados sejam feitas de maneira mais eficiente.

A última etapa do projeto será a análise do sangue adquirido pelo mosquito que fornecerá informações genéticas sobre o animal que foi picado e os patógenos que nele circulam. Para isso os pesquisadores da MSR estão desenvolvendo um sistema de sequenciamento genético nas nuvens e desenvolvendo algoritmos que analisem o material genético obtido dos mosquitos.

Doenças perigosas e imprevisíveis, como as transmitidas por mosquitos, causam muita preocupação aos órgãos de saúde que necessitam de informações para prever a disseminação e a melhor forma de controle dessas doenças com o objetivo de minimizar o sofrimento da população. Nesse aspecto, o sucesso do Project Premonition será importante para ser utilizado por países como o Brasil, que sofrem a anos com doenças transmitidas por mosquitos. É importante ainda lembrar que pesquisadores brasileiros aproveitem a oportunidade de aprender esse tipo de tecnologia de empresas como a Microsoft, que investe em filantropia e pretende desenvolver sistemas cada vez mais autônomos, a exemplo de drones que possam servir de armadilhas.

N.M.P. GUEDES

10/10/2017

Interferência de mudanças climáticas na resistência da lagarta da espiga do milho a plantas geneticamente modificadas

As mudanças climáticas ocorrem devido ao aumento da temperatura média da Terra. Desde que foi diagnosticado o aquecimento global inúmeros fóruns e pesquisas a nível mundial têm sidos realizados. As consequências desse fenômeno podem ser devastadoras não apenas para o homem, mas também para o meio ambiente como um todo. Em ecossistemas agrícolas foi verificado que o aumento de temperatura pode estar interferindo com a resistência de pragas em plantas geneticamente modificadas (GM).

O uso de plantas GMs, desde que foram lançadas no mercado em 1996, tem se espalhado pelo mundo. Em culturas como o milho e a soja, através da engenharia genética, foram introduzidos genes da bactéria Bacillus thuringiensis (Bt) que produzem uma proteína tóxica que matam insetos. Assim, viabilizou-se a produção de toxina inseticida pela planta, em cultivares comerciais, para controlar diferentes grupos de pragas de insetos.

A lagarta da espiga (Helicoverpa zea) é uma das principais pragas do milho e com o uso intensivo de milho transgênico no campo, esta paulatinamente começou a desenvolver resistência ao milho portador de toxina Bt (i.e., milho Bt). Recentemente entomologistas da Environmental Protection Agency (EPA EUA) e da Universidade de Maryland (EUA) publicaram um artigo na Royal Society Open Science que discute a relação entre a resistência da lagarta Helicoverpa zea e milho Bt sugerindo que temperaturas mais elevadas podem acelerar o desenvolvimento de resistência em insetos pragas, sendo a mudança climática uma das possíveis causas da resistência da lagarta da espiga a essa cultura.

Os pesquisadores da EPA verificaram que entre 1996 e 2016 áreas cultivadas com o milho Bt e temperaturas elevadas correlacionaram positivamente com o aumento da resistência da lagarta da espiga. Eles alertam que temperaturas mais altas, quando combinadas com o plantio intensivo de milho Bt, podem não apenas degradar proteínas Bt da cultura, mas também acelerar o desenvolvimento de insetos. Tal fato permite um maior número de gerações da lagarta da espiga a cada temporada de plantio, possibilitando que um número maior de lagartas sobreviva a um período de dormência e levando a expansão dos insetos resistentes em direção ao norte dos Estados Unidos. A consequência disto é um aumento ainda maior na pressão de seleção para resistência a proteínas Bt nesta praga favorecendo a evolução de sua resistência ao milho transgênico.

Em entrevista dada a Sociedade Entomológica Americana, os autores relatam que: 1) aproximadamente 80% do milho plantado nos Estados Unidos nos últimos anos tem sido o milho Bt, 2) medidas para controlar e retardar o desenvolvimento de resistência ao Bt entre as pragas de milho é crucial, e 3) que medidas para minimizar as alterações climáticas só se tornam mais urgentes. “Precisamos da expansão do monitoramento de resistência em todas as áreas de alta produção de milho”. Os autores também enfatizam a necessidade de incorporar os processos evolutivos afetados pelas alterações climáticas em programas de manejo de resistência.

 

N. M. P. Guedes

20-09-2017

A última notícia escrita por mim no site da ENTO+ foi sobre o balanço de água em insetos. Relatei perda e ganho de água em insetos terrestres. Contudo, volto a este assunto porque esta semana me deparei na internet com uma matéria que me chamou a atenção e que tem relação com a notícia por mim escrita anteriormente. A notícia trata sobre algumas espécies de besouros que inspiraram um designer a produzir um equipamento que permite a coleta de água para moradores do deserto da Namíbia.

O deserto da Namíbia, localizado no sudoeste da costa africana, é um dos locais mais quentes do mundo. Nele habita uma variedade enorme de besouros da família Tenebrionidae que, através da sua fisiologia e comportamento, conseguem explorar e sobreviver nesse ambiente inóspito. Espécies como Onymacris unguicularis e O. bicolor utilizam o seu corpo para coletar água através de uma combinação de áreas com reentrâncias ou cavidades que são recobertas com uma substância cerosa altamente hidrofóbica e áreas hidrofílicas que aumentam a captação de água através da transformação de vapor em água. Nesse ambiente seco, a captação de água é feita pelo inseto durante a manhã, quando o tempo está mais úmido e com a presença de nevoeiros. Quando a água precipita ela é coletada nas cavidades do corpo do inseto que daí, através da movimentação de sua cabeça e do élitro, vão para a boca do inseto.

Em período longo de ausência de chuva, ter todo esse aparato de coleta de água é vantajoso para esses insetos. Foi observado no deserto da Namíbia que os insetos que conseguem captar água e consequentemente bebê-la, conseguem sobreviver mais eficientemente tanto no período úmido quanto no período seco de poucas chuvas. Em contraste, os insetos que não apresentam essa adaptação desaparecem ou declinam a menos de 1% da população nesse ambiente.

Esse assunto tem inspirado não apenas cientistas interessados em estudar como o corpo do inseto, através da sua estrutura química e fisiológica, além do seu comportamento, conseguem capturar água do ar. Tal fenômeno veio também a inspirar o designer Kitae Pak, da Yanko Design (veja mais em yankodesign.com), a criar um dispositivo feito em forma de cúpula que recolhe, através do nevoeiro, gotas de água que precipitam em um reservatório para posterior consumo. Quem tiver interesse, vale a pena entrar no site da Yanko Design pois tem um pequeno vídeo feito pela BBC que mostra o besouro bebendo água. Este tipo de criação com certeza é bem-vinda não apenas para ser utilizada no deserto da Namíbia, mas também em regiões similares distribuídas pelo planeta. O fenômeno relatado pode servir também como inspiração aos nossos designers para projetar outro equipamento que possa ajudar a coleta de água em regiões brasileiras áridas, como o sertão nordestino.

 

Guedes, N. M. P.

A disponibilidade de água é fundamental para que qualquer organismo possa funcionar e sobreviver de forma adequada no ambiente em que habita. Além de ser um fator crucial para que o inseto tenha um ganho de água, a disponibilidade de água é ainda de extrema importância para a abundância e a distribuição desses organismos no ambiente. Em algumas situações é vantajoso para os insetos ter tamanho pequeno. Contudo com relação a perda de água, isso se torna uma desvantagem devido à superfície total do seu corpo ser bem maior do que o seu volume tornando a área de evaporação maior e, consequentemente, maior a perda de água.

Esse problema é exacerbado em condições de clima quente e seco, o que os torna particularmente susceptíveis a desidratação levando os insetos terrestres a enfrentarem a dessecação. Em ambiente quente e seco foi observado que os insetos exibem uma variedade de diferenças aparentemente adaptativas visando reduzir a perda de água, são elas: a baixa permeabilidade da cutícula, reduzida quantidade de água excretada e diferenças na quantidade e composição de lipídios da cutícula.

O conteúdo de água dos insetos varia grandemente entre 40 e 90% do seu peso e essa variação ocorre entre espécies, populações, indivíduos e mesmo estágios de desenvolvimento. Geralmente ela é baixa em insetos com grandes reservas de gorduras ou cutículas espessas. Para que o inseto possa sobreviver a falta de água ele precisa utilizar de um a três mecanismos fisiológicos, tais como exibir taxa reduzida de perda de água, armazenar maior quantidade de água na forma de reservatório ou fonte potencial de água metabólica e, por fim, tolerar a perda de uma fração de uma fração relativamente grande de água do corpo.

A tolerância à perda de água por artrópodes é bem conhecida, sendo a maioria dos insetos capazes de manipular uma perda modesta de 20-30% do conteúdo de água do seu corpo antes de morrer por dessecação. É interessante observar que alguns besouros apresentam valores extremos de perda de água entre 17% (baixo) e 89% (alto), valores estes letais à sua sobrevivência.

Os insetos adaptados a viver em ambientes secos são otimizados para a retenção de água e tem baixas taxas de perda de água, daí pode ser concluído que insetos que vivem em regiões de alta umidade apresentam uma alta taxa de perda de água. Alguns besouros, devido ao aumento de suas reservas metabólicas de gordura adicionado a sua cutícula espessa e impermeável, conseguem em condições de ar seco e sem nenhum alimento ou água, reter água durante o período de quiescência (baixa taxa de perda de água) e ter uma longevidade impressionante de quase três meses. Estas características sugerem baixas porcentagens de conteúdo de água no corpo do inseto, o que é ideal para a sua sobrevivência em ambientes secos por requerem menos água no corpo para funcionar. A retenção de água no corpo destes insetos se relaciona perfeitamente com a preferência deles por ambientes secos e áreas semidesérticas.

Outra forma de perda de água seria através do sistema respiratório; neste caso os insetos minimizam a perda de água pela menor liberação possível de água no estado vapor. Muitos insetos abrem e fecham os seus espiráculos num padrão claramente periódico. Quando os espiráculos estão fechados, níveis de dióxido de carbono (CO2) aumentam dentro do inseto e o vapor de água é retido. Quando os espiráculos subsequentemente abrem-se, o CO2 é liberado e uma perda relativa de vapor de água é maximizada.

Uma maneira eficiente de minimizar a perda de água no corpo dos insetos é a reabsorção de água pelo reto quando os insetos eliminam suas fezes. Muitos insetos que vivem em regiões áridas ou desérticas sobrevivem devido a este mecanismo que elimina fezes extremamente secas.

Além dos mecanismos fisiológicos, algumas espécies de insetos podem formar grupos de indivíduos com o objetivo de minimizar a perda de água. A agregação de coespecíficos serve para criar e manter um microclima local. Essa característica comportamental foi observada na joaninha Hippodamia convergens (Coleoptera: Coccinellidae), onde vários indivíduos agrupam-se debaixo de folhas durante a diapausa ou enquanto se alimentam de pulgões. A agregação em algumas espécies parece ser mais acentuada do que em outras, parecendo que quanto maior a densidade de besouros mais baixa é a taxa de perda de água de seus indivíduos.

A maneira mais simples de captar água no ambiente é através da ingestão de água livre. Para a maioria dos insetos, entretanto, a água encontra-se disponível de forma intermitente e a intervalos irregulares. Isto é um problema para insetos que vivem em habitats secos onde há pouca água livre disponível. Em contraste, os insetos que se alimentam de plantas suculentas conseguem obter água diretamente do alimento, enquanto os que se alimentam de grãos nem sempre, exigindo dessa forma que esses organismos busquem água em outro local ou de outra forma. Além da água livre os insetos que vivem em condições climáticas extremas como ambientes áridos conseguem um ganho de água significativo a partir da água gerada pela oxidação de materiais orgânicos (água de oxidação), bem como pela captação de água através da superfície do corpo, neste caso isto depende da umidade e varia entre as espécies.

Estudos sobre comportamento e fisiologia são de grande importância para se obter sucesso no controle de insetos em qualquer ambiente. Haja visto a iniciativa de utilizar-se o balanço de água para o controle destes indivíduos privando-os de água. Recentemente, a busca por métodos de controle alternativos de pragas tem sido de grande importância. Novas pesquisas continuam a serem desenvolvidas e testadas como a utilização de pó inerte que age nos insetos praga removendo a camada de cera da cutícula do inseto levando-o a morte por dessecação. O uso de terra diatomácea (um exemplo de pó inerte), por exemplo, tem sido empregado como um método alternativo ao controle químico de pragas principalmente de pragas de grãos armazenados. Contra estas prevalece principalmente o uso de fumigantes, piretróides e fosforados que tem levado aos velhos problemas como impactos letal e subletal em organismos não-alvo e resistência a inseticidas, que consequentemente possibilitam a ressurgência dessas pragas.

Resumindo, a água não é apenas importante para a vida do ser humano, mas também para manter a vida, possibilitando o funcionamento e a manutenção dos outros seres vivos que habitam o nosso planeta. Apesar das limitações impostas aos insetos devido ao seu pequeno tamanho, habitat seco e fonte de alimento, o meio-ambiente tem sido explorado por eles com sucesso devido aos seus mecanismos reguladores de conservação de água. Para isso, através da seleção natural, os insetos tiveram que se adaptar não apenas minimizando a perda de água, mas também desenvolvendo mecanismos que possibilitassem a captação de água, eliminando desta forma aqueles indivíduos menos adaptados e selecionando aqueles mais adaptados a um ambiente específico. Por isso é importante conhecer como os insetos funcionam e comportam em ambiente com falta de água para que se aplique esse conhecimento em outras áreas de pesquisa, incluindo aí, neste caso, o manejo integrado de pragas. Isto porque o comprometimento do balanço de água possibilita controle efetivo de insetos, a exemplo do uso de terra diatomácea no controle de insetos de produtos armazenados.

 

Guedes, N. M. P.

Muitas questões estão sendo levantadas ultimamente sobre o mapa da fome no mundo, e esta talvez seja a principal preocupação nos dias de hoje. Desperdício de alimento, perdas em produtividade, poluição e deficiência nutricional são alguns dos aspectos questionados por todos aqueles que se preocupam com o próximo. Mas então, o que a entomologia tem a ver com isso?

Por serem o grupo de maior abundância sob a face da Terra, os insetos estão presentes em todos os ambientes onde se produz alimento. De uma maneira ou de outra, estes pequenos organismos estão envolvidos na produção de alimentos, vegetal ou animal.

Se por um lado os insetos diminuem a produção de alimento com a transmissão de doenças e pelo próprio consumo de vegetais, por outro lado a entomofagia (consumo destes organismos) pode ser uma alternativa viável para suprir algumas necessidades nutricionais. Mediante esta possibilidade a FAO já vem questionando a algum tempo o consumo de insetos, principalmente em países de baixa renda e com problemas de desnutrição.

O valor nutricional dos insetos chega a ser tão variado quanto à diversidade de espécies existentes nesta classe de organismos. Por este motivo é difícil se comparar os teores nutricionais entre insetos comestíveis com os alimentos comumente consumidos pelo ser humano. Mas, de uma forma geral, os insetos são consideravelmente mais nutritivos do que as outras fontes de alimento.

 

Além de excelente fonte de proteína, os insetos possuem também um elevado teor nutricional. Muitas espécies possuem uma quantidade de vitamina D elevada (aproximadamente 165 U.I. por 100g) bem como a vitamina B2 (0,66 miligramas /100 g), vitamina C (17,60 miligramas / 100 g) e Omega-3 (3,6 gramas / 100g). Como podemos observar, esta é uma excelente fonte nutricional, superando os alimentos convencionais como carne bovina, suína e até mesmo os peixes.

Acha que acabou? Não! Os benefícios vão além dos nutricionais. Outro ponto positivo para o consumo de insetos está em sua taxa de conversão alimentar. Esta taxa consiste na relação entre a quantidade de alimento consumido pela quantidade de alimento produzido. Os animais de sangue quente possuem uma taxa de conversão alimentar elevada. O gado de corte, por exemplo, consegue converter aproximadamente 8kg de alimento em 1kg de carne para consumo humano. Já os insetos são bem mais eficientes e conseguem converter entre 1,5 e 2 kg de ração em 1 kg de carne comestível, e fazem isso eliminando aproximadamente 100 vezes menos óxido nitroso (um agravante do efeito estufa).

Mesmo com os aspectos culturais e falta de divulgação, estes são uma boa fonte para a alimentação humana ao redor do globo. Só para se ter uma ideia, estima-se que cerca 1500 espécies ao redor do mundo já fazem parte da dieta do ser humano. Seja consumido vivo ou desidratado, os insetos podem ser uma alternativa viável, com elevado teor nutricional e ecologicamente correto para se incluir em nossos cardápios. Basta uma rápida busca na internet que nós encontramos diversas receitas de doces, salgados, pães e molhos com insetos como ingredientes principais.

Bon appétit.

 

Chediak, M.