Aquecimento global | Bactérias convertem CO2  em biomassa 

E.coli
Representação esquemática da E. coli quimio-autotrófica sintética projetada

Em Israel, os investigadores conseguiram transformar a bactéria E. Coli em organismos capazes de metabolizar um dos principais gases com efeito de estufa. Os resultados deste trabalho pioneiro na diminuição da emissão de CO2  foi publicado recentemente na Cell Reports.

Investigadores israelitas do Instituto de Ciência Weizmann, em Rehovot (perto de Telavive), conseguiram criar uma linhagem de bactérias capazes de metabolizar dióxido de carbono (CO2 ). O novo organismo pode ser usado em tecnologias de combate às emissões de Gases de Efeito de Estufa (GEE), como se lê nos resultados publicados há dias na revista científica Cell Reports.

Ao conseguirem alterar o metabolismo da bactéria Escheria coli (E.coli), a causa mais comum de infeções urinárias no mundo, os investigadores conseguiram que a E.coli converta carbono orgânico em CO2. “De uma perspectiva científica básica, queríamos ver se é possível uma transformação tão grande na dieta de bactérias — da dependência do açúcar à síntese de toda a biomassa do CO2. Além de testar a viabilidade de tal transformação no laboratório, queríamos saber quão extrema é a adaptação em termos de mudanças no modelo de DNA bacteriano”, explicou o investigador Shmuel Gleizer, do Instituto de Ciência Weizmann.

Mas esta capacidade da bactéria E. coli, que os investigadores já apelidaram de  ‘cavalo de batalha da biotecnologia’, não permite apenas reduzir a libertação de gases para a atmosfera. Acreditam os investigadores que é um passo importante também na produção mais sustentável de alimentos: “O nosso principal objetivo era criar uma plataforma científica que pudesse aprimorar a fixação de CO2, o que poderia ajudar a enfrentar os desafios relacionados com o aquecimento global das temperaturas provocado pelas emissões de CO2 e com a produção sustentável de alimentos e de combustíveis”, afirmou o biólogo de sistemas Ron Milo, um dos autores deste estudo.

Financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa, pela Fundação Israelite de Ciência e por outras seis entidades de incentivo à pesquisa dos Estados Unidos, Canadá e Reino Unido, este estudo descreve, pela primeira vez, uma transformação bem-sucedida do modo de crescimento de uma bactéria. “Ensinar uma bactéria intestinal a replicar os truques das plantas era um verdadeiro tiro no escuro. Quando começamos o processo evolutivo direcionado, não tínhamos ideia das possibilidades de sucesso e não havia precedentes na literatura para nos guiar ou sugerir a viabilidade de uma transformação tão extrema. Foi surpreendente verificar, no fim, como foi relativamente pequeno o número de mudanças genéticas necessárias para fazer essa transição”, argumentou Shmuel Gleizer.

Apesar dos resultados otimistas, são necessários mais investigações antes de se considerar o uso industrial desta descoberta. É que, como também é revelado no estudo, “o consumo de formiato por bactérias liberta mais CO2 do que o consumido pela fixação de carbono.”

Em investigações futuras, os cientistas querem encontrar uma solução para o problema das emissões de CO2 através da produção de energia renovável. “Isto abre uma nova e empolgante perspetiva de usar bactérias manipuladas para transformar produtos, que consideramos resíduos, em combustível, alimentos ou outros compostos de interesse. Também pode servir para entender e melhorar as máquinas moleculares que são a base da produção de alimentos e ajudar no futuro a aumentar a produtividade na agricultura”, acrescentou Ron Milo.

Leia o estudo original aqui.

Siga o CiB no Twitter, no Facebook e no LinkedIn. No CiB, comunicamos biotecnologia.

Estudo inédito | Milho Bt tem impactos muito positivos na economia e no ambiente 

graos de milho

Desde que começou a ser cultivado em Portugal e Espanha, em 1998, o milho Bt permitiu uma produção adicional de 1,89 milhões de toneladas e um aumento substancial no rendimento dos agricultores. Mas os benefícios não se confinam à economia e à sustentabilidade na produção de alimentos. Para o ambiente, os ganhos são também inquestionáveis. Estas são algumas das conclusões de um estudo recente publicado em maio e apresentado e comentado ontem em Portugal pelo próprio autor, o economista agrícola Graham Brookes, no Seminário “Poderá a agricultura portuguesa usufruir das Novas Técnicas de Melhoramento?”, promovido pelo CiB e pela CAP na Feira Nacional da Agricultura.

  • Para atingir essa produção com milho convencional, teria sido necessário cultivar uma área agrícola adicional de 15.240 hectares;
  • Conseguir o mesmo resultado com sementes convencionais exigiria o uso adicional de 1.042 milhões de m3 de água de irrigação;
  • O rendimento dos agricultores portugueses e espanhóis nestes últimos 21 anos de utilização de milho Bt foi de 284,4 milhões de euros;
  • Por hectare, os ganhos financeiros dos agricultores subiram 173 euros, em média.

Em Portugal e Espanha, muitos agricultores têm cultivado continuamente milho Bt desde 1998. Decorridos 21 anos de investimento nesta variedade geneticamente modificada que protege o milho do ataque da broca (uma praga endémica presente em certas áreas da Península Ibérica responsável por grandes perdas na produção), os resultados são bastante positivos.

Essa é a grande conclusão do estudo recente “Vinte e um anos de milho resistente a insetos (GM) em Espanha e Portugal – contribuições agrícolas, económicas e ambientais”, do economista agrícola britânico Graham Brookes, da PG Economics (Reino Unido), publicado em maio na revista GM Crops & Food e apresentado e comentado em Portugal pelo próprio autor, no Seminário “Poderá a agricultura portuguesa usufruir das Novas Técnicas de Melhoramento”, organizado pelo CiB-Centro de Informação de Biotecnologia em parceria com a CAP e a Embaixada dos Estados Unidos em Portugal, no dia 11 de junho, no CNEMA, na Feira Nacional de Agricultura.

O estudo de Graham Brookes analisa exaustivamente, com vários exemplos e dados estatísticos, os impactos económicos e ambientais do cultivo desta variedade de milho, desde que se iniciou o seu cultivo em Portugal e Espanha. De salientar que o autor foi o primeiro a fazê-lo, tendo como foco a contribuição económica e ambiental do milho transgénico.

Benefícios económicos

Desde 1998, o cultivo do milho Bt permitiu que os agricultores portugueses e espanhóis obtivessem uma produção adicional de 1,89 milhões de toneladas, reduzindo substancialmente a utilização de recursos valiosos como a água. Para atingir esses níveis de produção com o milho convencional, teria sido necessário cultivar uma área agrícola adicional de 15.240 hectares nos dois países.

Em 21 anos de produção de milho Bt, por causa do aumento da produção, evitou-se a ocupação de terra na ordem dos 188.890 hectares. O cultivo desta variedade de milho também contribuiu para a economia de água graças ao aumento dos rendimentos e da produção, uma vez que para conseguir os mesmos resultados com sementes convencionais teriam de ser gastos adicionalmente 1.042 milhões de m3 de água de irrigação.

De 1998 até 2018, a área total cultivada com milho Bt nos dois países foi de 1,65 milhões de hectares, o que resultou num aumento de receita de 285,4 milhões de euros. Segundo o autor do estudo, por cada euro extra gasto na compra da semente transgénica em comparação com o custo da semente convencional, os agricultores ganharam mais 4,95 euros.

O aumento da produção  e a redução de custos aumentaram o rendimento dos agricultores em uma média de 173 euros por hectare, impulsionando as economias rurais dos dois países.

 Benefícios ambientais

No relatório pode ler-se que a tecnologia utilizada reduziu a pulverização de inseticidas em 678.000 kg de ingrediente ativo (−37%) e, como resultado, diminuiu o impacto ambiental associado ao uso de herbicidas e inseticidas nessas culturas (em 21%, conforme medido pelo indicador, o Quociente de Impacto Ambiental-EIQ).

Além disso, a redução das pulverizações resultou numa poupança de água entre 141.000 e 705.000 metros cúbicos em 21 anos de utilização de milho Bt (o que dá cerca de 7.250 e 36.260 metros cúbicos por ano). Em Portugal, a diminuição do consumo de água é de 0,2% do total anual de água gasta na irrigação.

Ainda segundo o economista agrícola britânico, a tecnologia também permitiu reduzir o consumo de combustível (593.000 litros), o que corresponde a uma redução substancial de CO2 libertado para a atmosfera. Só no ano de 2016, houve uma redução da emissão de dióxido de carbono na ordem dos 27,1 mil milhões de kg, o equivalente à retirada de 16,7 milhões de carros das estradas.

Outros benefícios

Os grãos de milho Bt são de melhor qualidade do que os grãos de milho convencionais, com níveis mais baixos de agentes cancerígenos.

Menor desperdício de grãos para utilização em alimentos e rações.

Melhor monitorização dos riscos de produção.

Redução do tempo gasto na monitorização das plantações devido a prejuízos causados por pragas.

Colheita mais fácil.

Impactos negativos

Segundo Graham Brookes, não há nenhuma evidência de impactos económicos ou ambientais negativos e também não há nenhuma evidência de que as pragas desenvolvem resistência à biotecnologia.

O CASO DE PORTUGAL

Em 2018, a área cultivada com milho Bt em Portugal era 6 mil hectares, o que representa 6% da área total cultivada com milho (em Espanha, no mesmo ano, era de 115 mil hectares e em onze países fora da EU somava 85 milhões de hectares).

Tal como em todos os países da União Europeia, em Portugal apenas é permitido o cultivo de milho geneticamente modificado e de uma só variedade – o milho Bt, resistente a insetos. Mas o facto de na União Europeia não ser permitida a produção de outras culturas e variedades geneticamente modificadas (GM), não significa que a UE não as compre a outros países.

Na verdade, como pode ler-se no estudo de Graham Brookes, a UE importa grandes quantidades de culturas geneticamente modificadas, principalmente para utilização em rações para animais. Por exemplo, importa anualmente 35 milhões de toneladas de soja e farelo de soja GM.

Estima-se que a cada ano, em Portugal, sejam afetados regularmente pela praga do milho mais de 15 mil hectares (cerca de 14%-15% da área total de milho) e a aplicação de inseticidas tem revelado uma eficácia limitada.

As regiões mais prejudicadas são o Alentejo, Litoral Centro, Lisboa e Vale do Tejo. Isso explica por que razão as maiores concentrações de culturas de milho Bt se verificaram nestas regiões quando a tecnologia se tornou disponível para os agricultores.

Estudo completo aqui: 

‘Twenty-one years of using insect resistant (GM) maize in Spain and Portugal: farm level economic and environmental contributions’

Infografía do Estudo Graham Brookes