Projeto mapeia fauna marinha da Bahia por meio do DNA ambiental

Uma nova etapa do projeto Genômica da Biodiversidade Brasileira (GBB), desenvolvido pelo Instituto Tecnológico da Vale (ITV), busca identificar espécies da fauna marinha a partir de amostras de água que são coletadas em reservas extrativistas do sul da Bahia. 

Para esse trabalho, os pesquisadores utilizam uma nova técnica, mais moderna, chamada de DNA Ambiental metabarcoding, que permite a identificação de múltiplas espécies simultaneamente, a partir de amostras ambientais que são colhidas, por exemplo, na água.

A pesquisa está sendo coordenada pelo Centro Tamar/Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio), em parceria com as Reservas Extrativistas (RESEXs) de Corumbau e Cassurubá.

Segundo a coordenadora do GBB pelo ICMBio, Amely Branquinho Martins, a técnica de DNA Ambiental se baseia na coleta de amostras ambientais do solo, da água e do ar e na identificação de todas as espécies que passaram por aquele ambiente a partir do sequenciamento do DNA deixado na amostra.

“Todo animal que passa por um ambiente deixa pedacinhos de pelo, de escama, de fezes ou de urina que contém o seu DNA. Vários animais passando por aquele ambiente vão deixando rastros de sua passagem e, dentro desse rastro, temos as moléculas de DNA. Quando a gente pega essa amostra, sequenciamos todo o DNA [dessa amostra] e o comparamos com os bancos de dados de referência. E, a partir daí, conseguimos identificar as espécies”, detalhou a coordenadora do GBB.

Segundo Amely, essa técnica já vem sendo utilizada por outros países e agora o GBB pretende analisar a sua eficácia, em comparação aos métodos tradicionais, para o monitoramento de tipos da biodiversidade nas unidades de conservação federais.

No projeto-piloto que vem sendo desenvolvido no sul da Bahia foram coletadas amostras de água do mar em 20 pontos diferentes da Reserva Extrativista de Corumbau e em dez pontos nas porções estuarina e marinha da Reserva Extrativista de Cassurubá.

“A definição destes pontos pelas equipes envolvidas considerou as espécies de interesse e os locais de realização das atividades de pesca e extrativismo pelos beneficiários das RESEXs, as áreas relevantes para conservação das espécies ameaçadas, e a possível ocorrência de espécies exóticas invasoras”, explicou o analista ambiental do ICMBio Roberto Sforza. 

As amostras foram coletadas no mês de março e já passaram por um processo de filtragem e conservação até serem transportadas para o laboratório do ITV, em Belém (PA), onde o DNA será extraído, analisado e sequenciado.

Além de identificar os tipos da fauna marinha presentes nessa região, a iniciativa quer contribuir para a detecção de espécies ameaçadas, exóticas e invasoras presentes nessas áreas protegidas.

Entre os animais que se pretende mapear nesta região estão os peixes e invertebrados de interesse social e econômico das populações beneficiárias das RESEXs, com especial atenção para espécies ameaçadas de extinção, como os budiões.

Segundo Sforza, também devem ser mapeados animais que são os principais alvos de pescaria como peixes recifais, camarões, moluscos e caranguejo-uçá, como também espécies exóticas invasoras, como o peixe-leão e o coral sol.

Mapeamento da fauna marinha. Foto: Robert Sforza/Divulgação

DNA Ambiental

Uma das vantagens da utilização do DNA Ambiental é que ele permite a identificação de múltiplas espécies de forma simultânea, sem a necessidade da captura dos organismos.

“Por não necessitar isolar e capturar os organismos, essa abordagem é considerada uma alternativa não invasiva para estudos de biodiversidade. O eDNA metabarcoding também tem se mostrado complementar aos métodos tradicionais de identificação de espécies, em alguns casos superando limitações destes e permitindo o registro de espécies raras ou de hábitos elusivos, requerendo menos esforço e tempo para a obtenção das amostras”, disse Sforza.

Para isso, é preciso apenas amostras ambientais, que podem ser retiradas da água, do solo e do ar, por exemplo. “O DNA ambiental é muito variável. Praticamente, tudo que você vê num ambiente, como folha, solo, tronco e ar, tem como coletar [o DNA]”, afirmou o pesquisador e coordenador do GBB pelo Instituto Tecnológico Vale (ITV), Alexandre Aleixo. 

“Você não precisa ter nenhum conhecimento específico para coletar, além de realmente seguir um protocolo. A gente coloca luvas, máscaras e saímos com um tubo na mão, coletando água nos rios e igarapés, mas também no solo, com pinça. Também há equipamentos especiais que sugam o ar”, disse Aleixo.

“Outra técnica conhecida é a do filme Jurassic Park, [de retirar o] genoma do dinossauro dentro da barriga de um mosquito. A gente também faz isso, só que não com dinossauros”, brincou. “Pegamos mosquitos e, a partir do sangue que foi ingerido por eles, é possível identificar e saber se eles estão com o sangue de anta ou de capivara, por exemplo”, explica. 

Esse trabalho se torna possível porque todo ser vivo deixa rastros de DNA no ambiente. “Não são só os vírus que se espalham quando a gente espirra ou urina, mas também o DNA vai junto. A gente está o tempo todo emitindo partículas de DNA que vão para o ambiente. E estando no ambiente, podemos capturá-lo, isolá-lo e sequenciá-lo”, explicou o coordenador do GBB.

Nessas amostras coletadas nas águas do sul da Bahia, por exemplo, os pesquisadores poderão determinar quais espécies estão presentes nesse ambiente. Inclusive, animais que são de difícil detecção por terem hábitos noturnos ou serem raras. “O DNA ambiental encurta um pouco o caminho para a detecção dessas espécies”, completou Aleixo.

GBB

Em funcionamento desde 2023, o GBB é a maior iniciativa de sequenciamento genômico da biodiversidade já realizada no Brasil. O projeto tem o objetivo de gerar dados genéticos e genômicos de espécies de fauna e flora ameaçadas de extinção, exóticas, endêmicas ou de interesse econômico, com potencial para gerar renda para agricultores envolvidos com projetos de bioeconomia, por exemplo.

A ideia é realizar esse mapeamento para apoiar a conservação e o uso sustentável da biodiversidade brasileira.

“Ao conhecer todo o mapa genético de uma espécie, conseguimos, a partir dali, desenvolver aplicações seja para a conservação seja para [o desenvolvimento] de novos produtos”, explicou Aleixo.

Segundo Amely, o GBB trabalha atualmente com dois eixos principais, um de genômica para conservação de espécies e outro de código de barras, que trabalha com a geração de marcadores genéticos e com o DNA Ambiental metabarcoding. “Até o momento, mais de 40 genomas de referência foram gerados e esperamos que, até o final do projeto, tenhamos pelo menos 80 espécies da biodiversidade brasileira, com foco principal em espécies ameaçadas”, disse a coordenadora.

“Dentro dos genomas mais informativos, que são os de referência, a gente já gerou [o mapeamento] da onça, da arara-azul, da anta, da ararajuba, do queixada e do próprio açaí”, destacou Aleixo.

Além dos genomas de referência, explicou Amely, também já foram sequenciadas 613 espécies para o código de barras e 479 amostras ambientais por meio do DNA Ambiental, sendo que cada amostra ambiental pode identificar uma diversidade de animal.

“O foco principal é a utilização desses dados de genética e genômica para atender ou subsidiar processos institucionais do ICMBio voltados para a conservação da biodiversidade”, destacou Amely. Segundo ela, a utilização do DNA Ambiental pelo GBB busca também testar o uso dessa técnica para o Programa Nacional de Monitoramento da Biodiversidade (Programa Monitora).

Mudanças climáticas

Além da importância para a conservação das espécies, os genomas podem contribuir para o melhoramento genético.

“O genoma é uma cápsula do tempo. Então, a partir do genoma eu consigo saber de onde um determinado indivíduo veio e se ele veio de uma população que era geneticamente diversificada ou não”, afirmou Aleixo.

Com essa informação, esclareceu o pesquisador do ITV, seria possível, inclusive, entender como as espécies lidaram com as mudanças climáticas ocorridas ao longo da história. E, assim, oferecer bases para o futuro. 

“A gente sabe que, por exemplo, há 20 mil anos teve a Era do Gelo, que também aconteceu no Brasil, mas de outra forma. São mudanças climáticas bastante significativas que impactaram o planeta todo. Queremos entender, via genoma, sobre o que aconteceu, quais populações sofreram, quais populações se adaptaram e por que se adaptaram. Será que essa adaptação que aconteceu no passado poderia ser usada para adaptar para as mudanças climáticas futuras? Nosso único guia é a cápsula do tempo do genoma”, disse Aleixo.

Segundo ele, isso já vem sendo feito em outros países do mundo. Na Europa, por exemplo, eles desenvolvem uma iniciativa chamada de resgate evolutivo com plantas.

“Eles identificam partes dos genomas que são adaptativos e vão conferir, por exemplo, sobre uma resistência à seca e entender aonde que isso está no genoma. E daí pode-se até mesmo propiciar cruzamentos para que indivíduos que tenham essas características espalhem isso para a espécie como um todo.”

Depois de ser desenvolvido no bioma amazônico e estar centrado nos ecossistemas marinho-costeiros, no futuro os pesquisadores do GBB pretendem executar ações nos demais biomas brasileiros como Cerrado, Caatinga, Pampa e Pantanal. 

O resultado do projeto pode ser acessado por meio da plataforma GenRefBR.