Uma lagarta que o agronegócio classifica entre as pragas mais agressivas de soja, algodão e milho guarda em seu intestino um trunfo inesperado: fungos e bactérias capazes de degradar o isopor. Pesquisadores de duas universidades públicas paulistas publicaram, em maio, na revista BMC Microbiology, os resultados de um estudo sobre a microbiota intestinal da lagarta-helicoverpa (Helicoverpa armigera), também conhecida como lagarta-do-algodão, lagarta-da-espiga-do-milho ou lagarta-da-vagem, e seu papel na decomposição desse tipo de plástico.
Cientistas do Laboratório de Biologia Molecular da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) lideraram o estudo, em colaboração com pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Rio Claro. A equipe já consolidou uma linha de pesquisa sobre bactérias presentes no intestino de insetos e, desta vez, identificou quatro fungos na microbiota da lagarta, todos com capacidade comprovada de degradar o poliestireno expandido, nome técnico do isopor, um polímero derivado do petróleo que não se decompõe naturalmente no ambiente e por isso representa uma importante fonte de poluição plástica.
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“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. Silva orientou o trabalho de iniciação científica de Gabrieli Seiscentos Cardenas, bolsista da FAPESP, que deu origem à publicação dentro do projeto “Sphenophorus levis e Helicoverpa armigera como fontes de microrganismos degradadores de poliestireno”.
Por que o isopor ficou de fora dos radares da ciência
Os pesquisadores explicam que a escolha pelo isopor partiu justamente da lacuna de estudos sobre o material. Até então, as pesquisas sobre degradação de plásticos concentravam-se em microrganismos do solo e de depósitos de lixo, com maior volume de trabalhos voltados ao polietileno e ao poliuretano. “O isopor era mais negligenciado”, diz Silva. Ele também aponta um obstáculo prático para a reciclagem: um bloco de isopor contém apenas 2% de plástico. O restante é ar, o que torna o processo pouco vantajoso, já que exige grandes volumes de material.
A equipe encontrou poucos trabalhos sobre microrganismos intestinais de insetos voltados especificamente ao poliestireno expandido, apesar da vasta literatura sobre degradação de plástico por microrganismos do solo. Silva aposta no papel dos fungos nesse processo.“Eles são excelentes produtores e secretores de enzimas, muitas delas capazes de quebrar a celulose e polímeros complexos.”
Como funcionou o experimento
Os pesquisadores dividiram as lagartas em três grupos, cada um submetido a uma dieta diferente. O primeiro grupo recebeu exclusivamente blocos de poliestireno expandido (EPS, sigla em inglês para expanded polystyrene). O segundo seguiu uma dieta mista, com até 50% de EPS; e o terceiro manteve uma alimentação convencional. Uma análise de metabarcoding, técnica que identifica espécies por meio de DNA, mostrou que a dieta influencia diretamente a diversidade de fungos presentes no intestino das lagartas.
A levedura do gênero Diutina apareceu em todos os grupos, mas sua abundância caiu significativamente entre os insetos alimentados com poliestireno. Essa redução abriu espaço para uma comunidade microbiana mais diversa, com o surgimento de gêneros como Aspergillus, Talaromyces, Metarhizium e Trematosphaeria. Um indício de que a microbiota se adapta ao consumo do polímero.
Na etapa seguinte, os cientistas isolaram quatro fungos da microbiota intestinal das lagartas: Aspergillus sp., Talaromyces sp. e duas espécies de Penicillium. Eles depositaram esporos desses fungos sobre uma película superfina de poliestireno e os observaram por 60 dias. A microscopia eletrônica de varredura revelou que os fungos cresceram sobre o material, 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. Dois deles são mais eficientes [Aspergillus e Talaromyces], enquanto os outros dois realizam modificações mais sutis nos filmes”, comenta Silva.
Outros insetos também guardam microrganismos promissores
A lagarta-helicoverpa não é o único inseto que desperta interesse biotecnológico. Em março, o mesmo grupo da UFSCar publicou na revista Frontiers in Microbiology outro estudo. Dessa vez sobre a microbiota da larva do besouro Sphenophorus levis, conhecido como bicudo-da-cana e responsável por atacar monoculturas de cana-de-açúcar. Os pesquisadores identificaram nesse inseto a bactéria Paenibacillus lautus, eficaz em alterar o poliestireno. O engenheiro de bioprocessos e biotecnologia Eduardo Pereira de Souza, também apoiado pela FAPESP, conduziu essa pesquisa como parte de seu doutorado e assina ainda o artigo sobre a Helicoverpa.
Agora os cientistas analisam as fezes dos insetos para verificar se eles apenas fragmentam o polímero em micro ou nanoplástico. Ou se promovem uma digestão completa, capaz de quebrar as cadeias de carbono que compõem o material.
O grupo também estuda o besouro Zophobas morio, cuja larva, conhecida como “tenébrio gigante”, chama atenção pela voracidade. “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.”
Próximos passos da pesquisa
Silva afirma que a equipe ainda precisa identificar com precisão os microrganismos, genes e proteínas envolvidos na 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.
Os pesquisadores planejam reunir uma coleção de bactérias e fungos eficientes na degradação do poliestireno e introduzi-los no intestino de insetos como o tenébrio gigante. “Aí teríamos uma larva poderosa e muito eficiente para a degradação, um tipo de cavalo de Troia”, projeta Silva.
