O bioplástico original da natureza serve de alimento para os animais
Um novo estudo revela perspetivas inesperadas sobre a forma como os plásticos PHA biodegradáveis se decompõem na natureza
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Muito antes de os seres humanos terem descoberto os plásticos biodegradáveis, os microrganismos já tinham inventado os seus próprios. Muitas bactérias e arqueas produzem bioplásticos naturais chamados polihidroxialcanoatos (PHAs), armazenando-os no interior das suas células como reservas de carbono e energia.
Até agora, os cientistas pensavam que apenas os próprios microrganismos conseguiam decompor estas substâncias. Os investigadores do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, em Bremen, na Alemanha, vieram agora refutar essa suposição de longa data. Num estudo publicado na revista «Nature Ecology & Evolution», eles demonstram que animais que vão desde vermes marinhos e estrelas-do-mar até espécies terrestres, incluindo minhocas, possuem enzimas capazes de degradar os PHAs microbianos. As descobertas revelam uma via, anteriormente ignorada, pela qual o carbono microbiano pode entrar nas redes tróficas animais.
A história começou com um verme marinho invulgar chamado Olavius algarvensis. Este não tem boca nem intestino. Em vez disso, cultiva bactérias simbióticas sob a pele e digere-as para se alimentar.«Uma das bactérias simbiontes do verme armazena enormes quantidades de carbono na forma de PHA», afirma a autora correspondente Nicole Dubilier, diretora do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha. «Perguntámo-nos se o verme teria desenvolvido uma forma de aceder a esta rica reserva de energia.»
A resposta foi: sim. Os investigadores descobriram uma enzima no verme que decompõe os PHAs microbianos em pequenas moléculas que os animais podem utilizar. Imagens de alta resolução revelaram ainda que a enzima é produzida exatamente no local onde o verme digere os seus simbiontes. Isto sugere que o verme consegue aceder ao PHA armazenado pelos seus parceiros bacterianos.
A equipa procurou então em genomas de todo o reino animal e encontrou enzimas relacionadas com uma frequência surpreendentemente elevada – em mais de 66 espécies animais que representam nove filos diferentes. Experiências laboratoriais confirmaram que enzimas provenientes de animais filogeneticamente distantes – incluindo uma esponja, uma minhoca e um colêmbolo – também degradam os PHAs microbianos. «Esta foi a verdadeira surpresa», afirma a primeira autora, Caroline Zeidler, do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha. «O que começou por ser uma descoberta num único verme marinho acabou por revelar-se uma capacidade generalizada, partilhada por animais de ramos muito diferentes da árvore da vida.»
Os PHAs microbianos ocorrem naturalmente em solos, sedimentos e ambientes aquáticos em todo o mundo. São produzidos sempre que os microrganismos armazenam o excesso de carbono para utilização posterior e estão entre os poucos plásticos de origem natural que são totalmente biodegradáveis. Uma vez que os PHAs são cada vez mais fabricados como alternativas sustentáveis aos plásticos convencionais, compreender como são degradados na natureza tornou-se uma importante área de investigação.
As novas descobertas de Dubilier e da sua equipa sugerem que os animais, em conjunto com os microrganismos, podem contribuir para a decomposição destes bioplásticos naturais. Mais fundamentalmente, revelam que os animais podem explorar uma reserva microbiana de carbono que anteriormente se pensava ser inacessível para eles.
«O nosso estudo altera a nossa compreensão sobre quem pode utilizar estas reservas microbianas de carbono», afirma a coautora correspondente Maggie Sogin, que realizou grande parte do trabalho no Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha e é atualmente professora assistente na Universidade da Califórnia, em Merced. «Os animais provavelmente têm-se alimentado do bioplástico original da natureza há centenas de milhões de anos — só agora é que o estamos a descobrir.»
Os investigadores salientam que ainda há muito a aprender sobre a extensão deste processo na natureza e em que medida contribui para o ciclo do carbono. No entanto, a descoberta abre uma nova perspetiva sobre as interações entre microrganismos e animais e destaca como os estudos de organismos invulgares podem revelar processos biológicos totalmente inesperados.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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