Apresentação

Apresentação do projeto ADAPTA

   A expressiva diversidade biológica existente na Amazônia tem sido exaustivamente documentada e, ao que tudo indica, estamos muito longe de ter números definitivos para a sua dimensão. Talvez, nunca venhamos a tê-los, particularmente para algumas áreas vulneráveis, onde estão ocorrendo mudanças ambientais muito rápidas. Essa diversidade ocupa um conjunto de habitats igualmente diverso que se espalha por todo o norte da América do Sul.
   São plantas, mamíferos, aves, peixes, insetos e microrganismos que ao longo do processo evolutivo desenvolveram capacidades excepcionais para interagir, reduzir e até se favorecer dos efeitos das condições naturais extremas dos ambientes em que vivem. Esses ambientes são dinâmicos, com mudanças que ocorrerem diariamente, entre as quais as variações na disponibilidade de oxigênio dissolvido, e anualmente, como os pulsos de cheia e vazante. Essas variações envolvem diferentes tipos de água, como as águas pretas do Rio Negro e as águas brancas do rio Solimões; aquelas possuindo quantidades muito baixas de sais, com alta quantidade de carbono orgânico dissolvido e pH extremamente ácido, estas com uma alta quantidade de material em suspensão e pH próximo ao neutro.
           Em contraste com a expressiva diversidade biológica, a habilidade adaptativa descrita até aqui para poucas espécies e situações ambientais revela que há vários mecanismos similares, compartilhados por organismos de diferentes grupos. São convergências adaptativas a variações naturais do ambiente amazônico. Esses mecanismos adaptativos são extremamente úteis para estabelecer ações para conservação ambiental, para subsidiar processos decisórios acerca de intervenções ambientais e produzir produtos e processos para a melhoria da qualidade de vida do homem da Amazônia. Entre os exemplos interessantes estão a capacidade de detectar o início da enchente por várias espécies de plantas e insetos, a capacidade de diversas espécies de peixes em ajustar seus metabolismos para se haverem com a baixa disponibilidade de oxigênio nas várzeas e igapós e a capacidade de insetos e peixes de se desenvolverem nas águas ionicamente pobres do Rio Negro. Na literatura especializada aparecem as descrições isoladas dessas adaptações fantásticas, que ocorrem em todos os níveis biológicos, desde o comportamental até o molecular. A dinâmica desse processo adaptativo às variações naturais, isto é, como são e como funcionam os mecanismos sensores para as mudanças de parâmetros ambientais, como a maquinaria metabólica é ajustada e em que velocidade esses ajustes são feitos não são conhecidos, mas já se sabe que um conjunto de fatores de regulação gênica está envolvido, como é o caso do EIF-2a das células vermelhas do tambaqui. É possível que esses diferentes organismos em face de mudanças ambientais similares tenham suas respostas adaptativas calcadas em sistemas moleculares únicos.
           Contudo, nos últimos anos vimos crescer um conjunto significativo de intervenções na Amazônia com reflexos imediatos no ambiente aquático. São novas hidrelétricas, mudanças no uso do solo, mineração, estradas, desmatamento, impactos urbanos e, principalmente, as mudanças climáticas globais, que causam preocupações em todos os cantos do planeta e que na Amazônia têm papel central, pois a região interfere na manutenção da qualidade de vida da Terra e, principalmente, na economia regional e nacional. Não sabemos como os organismos da Amazônia, em particular os organismos aquáticos, respondem a essas mudanças ambientais causadas pelo homem, mas sabemos que muitas espécies são capazes de se adaptar a novas condições ambientais. É preciso aprender o que permite essa habilidade. É preciso aprender como funciona e como é ativada. Com exceção da fotossíntese, plantas e animais dependem de uma maquinaria metabólica essencialmente única que está codificada por um sistema de armazenamento de informação que é também único: o código genético. Contudo, um imenso conjunto de fatores de transcrição, de indução e de regulação transforma a paradoxal unicidade em sem número de possibilidades e de combinações. Usando como filtro essas mesmas combinações ocorrendo em diferentes grupos de espécies enfrentando condições similares, ou uma mesma espécie enfrentando distintas condições ambientais extremas, é possível diminuir drasticamente o número de variáveis a serem analisadas, valendo-se de ferramentas da biologia molecular. É possível, assim, estabelecer bioindicadores e biomarcadores que permitam acompanhar a qualidade de ambientes prístinos e, dessa forma, gerar parâmetros para políticas públicas, produtos e processos para melhorar a qualidade de vida do homem e reduzir as pressões sobre os ambientes naturais.
           As atividades do Centro de Estudos da Adaptação a Mudanças Ambientais na Amazônia estarão consignadas em três grandes linhas de pesquisas, a saber: Interações organismo-ambiente; Biomarcadores e Programas aplicados. A diversidade biológica existente na região, em parte conhecida ao nível de espécie, o sólido conjunto de informações acerca das características ambientais da região gerado por projetos de longa duração baseados no INPA e em outras Instituições com as quais o INPA mantém estreita colaboração (LBA, GEOMA, PPBio, TEAM, entre outros) e a existência de uma rede de laboratórios no Brasil e no Exterior (Colômbia, Peru, Canadá, Reino Unido, Estados Unidos, Austrália e Alemanha) que vem estudando adaptações ambientais contribuirão para o desenvolvimento das atividades previstas.
          A linha “Interações organismo-ambiente”, valendo-se de ferramentas modernas de observação, sensoriamento remoto, aspectos bioquímicos, fisiológicos e ecológicos, analisará porque e como diferentes grupos animais e vegetais conseguem sobreviver a extremos ambientais similares e, da mesma forma, como os que não conseguem, percebem as mudanças e emigram. Estes estudos deverão incluir espécies de peixes, plantas aquáticas, invertebrados (camarões, insetos e zooplâncton), microrganismos e mamíferos aquáticos em ambientes naturais, modificados pelo homem e sob condições experimentais (microcosmos). Os resultados dessa abordagem constituirão um Banco de Dados para a definição de potenciais biomarcadores, objeto central da segunda linha de pesquisas do Centro. Esses resultados servirão, também, para a definição de um conjunto de espécies diferentes que terão seus genomas analisados em busca dos genes comuns que estão sendo ativados ou desativados. Isso deverá ser feito por catalogação da expressão gênica, seqüenciamento do DNA e posterior análise por meio da bioinformática. A exploração de novos produtos e processos a partir das características funcionais de elementos da flora e da fauna tem maior probabilidade de sucesso do que a exploração ao acaso de elementos da biodiversidade amazônica. Isso será empreendido no âmbito dos Programas Aplicados, terceira linha de pesquisas do Centro. Nessa linha serão também gerados importantes subsídios para políticas públicas, decorrentes da análise de plantas e animais expostos, de forma crônica, a condições ambientais específicas, por meio de microcosmos especialmente construídos.
        Assim, o ADAPTA representa um conjunto de atividades de Biologia Aplicada. Por fim, a presente proposta busca um novo momento, o passo seguinte, no estudo das Adaptações de organismos aquáticos da Amazônia, por meio da incorporação de novos equipamentos, da estruturação de um serviço de bioinformática, da capacitação de pessoal em todos os níveis, desde a iniciação científica até o pós-doutorado, da formação de técnicos para a pesquisa científica e para o setor produtivo, da montagem de um robusto banco de dados biológicos, ambientais e moleculares, da dupla divulgação dos resultados (decodificados para o público em geral e em periódicos de grande circulação), de oficinas com potenciais usuários dos resultados, da produção de livros paradidáticos e da estruturação de um sítio na internet com podcast e filmes. A colaboração existente entre os grupos brasileiros (vide mapa da rede à pagina 116) e a ampliação da colaboração com grupos de alto nível de Instituições estrangeiras permitirá a adoção de um novo referencial, particularmente para os estudantes que queremos ver fixados definitivamente na Amazônia num futuro próximo.