Goiás está liderando uma das iniciativas mais desafiadoras e ambiciosas da ecologia aquática experimental no Brasil: a construção da Rede Brasileira de Mesocosmos Aquáticos sob a coordenação do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Ecologia, Evolução e Conservação da Biodiversidade (INCT EECBio).
A proposta prevê a realização simultânea de experimentos padronizados em universidades de Goiás (UEG, UFG e PUC Goiás), Rio Grande do Sul (UFRGS), Paraná (UEM), Pernambuco (UFPE), Rio Grande do Norte (UFRN) e Pará (UFPA). A rede permitirá avaliar como mudanças climáticas, eutrofização e outros estressores ambientais afetam ecossistemas aquáticos em diferentes biomas brasileiros, incluindo Cerrado, Amazônia, Caatinga, Mata Atlântica e Pampa.
A ação é coordenada pelo professor João Carlos Nabout, da Universidade Estadual de Goiás (UEG). Atualmente os trabalhos estão concentrados na implantação e adequação das estações experimentais nos Estados, coordenados pelo INCT EECBio. A expectativa é iniciar os primeiros experimentos integrados ainda neste ano.
Os resultados poderão gerar um conjunto único de informações no mundo, em escala inédita, sobre como os ecossistemas aquáticos brasileiros respondem às mudanças ambientais. Os trabalhos vão contribuir para compreender, prever e mitigar os impactos dessas mudanças sobre a biodiversidade e a segurança hídrica no Brasil, fortalecendo tanto o avanço do conhecimento científico quanto o desenvolvimento de soluções para conservação ambiental.
A iniciativa conta com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás (Fapeg). Embora a pesquisa tenha sido criada no contexto do INCT EECBio, ela passou a integrar diferentes iniciativas apoiadas pela Fundação. O PELD Araguaia, por exemplo, gera informações de monitoramento de longa duração sobre biodiversidade e serviços ecossistêmicos na planície de inundação do rio Araguaia, enquanto o Programa Araguaia Vivo e o PPBio Araguaia ampliam ações de pesquisa, monitoramento e divulgação científica na bacia. Já o Centro de Excelência em Segurança Hídrica do Cerrado (CEHIDRA Cerrado) reúne diferentes áreas do conhecimento para desenvolver soluções relacionadas à segurança hídrica, incluindo monitoramento ambiental, restauração ecológica e avaliação da qualidade da água; assim como a Rede de Pesquisa em Segurança Hídrica e Sociobiodiversidade para o Desenvolvimento Sustentável do Cerrado (Rede HidroCerrado).
Pesquisa que apoia decisões e políticas públicas
Os estudos ultrapassam os limites da produção acadêmica e estabelecem uma conexão direta entre pesquisa e aplicação prática. Os resultados obtidos nos experimentos têm potencial para subsidiar a formulação de políticas públicas voltadas à conservação ambiental. Os dados gerados podem contribuir para ações de preservação da biodiversidade, recuperação de matas ciliares, monitoramento da qualidade da água e definição de áreas prioritárias para conservação e restauração de ambientes degradados. As informações produzidas também são relevantes para comitês de bacias hidrográficas, órgãos ambientais e iniciativas de adaptação às mudanças climáticas. Os resultados contribuem para o desenvolvimento de tecnologias, protocolos de monitoramento e soluções que podem ser adotadas por gestores públicos, empresas e órgãos ambientais, fortalecendo a segurança hídrica e a sustentabilidade dos ecossistemas aquáticos.
O projeto faz parte das ações do segundo ciclo de atividades do INCT EECBio, instituição criada a partir de uma chamada pública entre MCTI/CNPq/Capes/FAPs, com financiamento do CNPq e Fapeg. João Nabout explica que o grande diferencial da rede é que os mesmos experimentos serão realizados simultaneamente em todas as regiões. Isso permitirá responder a uma pergunta fundamental: os impactos das mudanças climáticas, da eutrofização e de outros estressores ambientais são semelhantes em todo o Brasil ou dependem das características locais de cada região? “Trata-se de um grande desafio científico e logístico. É necessário sincronizar equipes distribuídas por todo o país, padronizar protocolos experimentais, garantir a comparabilidade dos dados e integrar um enorme volume de informações geradas em diferentes condições climáticas e ambientais”, detalha Nabout.
Como tudo começou
A área experimental de mesocosmos aquáticos surgiu durante o primeiro ciclo do INCT EECBio, instituição coordenada pelo prof. José Alexandre Felizola Diniz-Filho. O objetivo era criar uma infraestrutura que permitisse investigar, de forma experimental e controlada, como diferentes impactos ambientais afetam a biodiversidade e o funcionamento dos ecossistemas aquáticos. O projeto funciona como uma espécie de laboratório a céu aberto. Nela, é possível testar, em condições controladas, diferentes soluções antes de sua aplicação em larga escala. Isso inclui, por exemplo, estratégias de recuperação da qualidade da água, controle da eutrofização, restauração ecológica, avaliação de contaminantes emergentes, monitoramento de riscos ambientais e até ações relacionadas à saúde ambiental.
O que são mesocosmos
Os mesocosmos são estruturas experimentais que simulam ecossistemas naturais em condições controladas. Foram implantados na Universidade Estadual de Goiás (UEG), em Anápolis, e são compostos por caixas d’água de 500 litros parcialmente enterradas, contendo água, sedimentos e organismos como bactérias, algas, zooplâncton e plantas aquáticas. Nessa área experimental é possível reproduzir cenários associados às mudanças climáticas, cenários ambientais futuros, eutrofização, eventos extremos e alterações hidrológicas, permitindo testar hipóteses ecológicas que seriam difíceis de avaliar apenas em ambientes naturais. “Nos mesocosmos é possível simular o aumento da temperatura da água, a entrada excessiva de nutrientes, períodos de seca e alterações hidrológicas, identificando relações de causa e efeito que muitas vezes não podem ser observadas diretamente na natureza”, explica Nabout.
O termo mesocosmos foi popularizado pelo ecólogo Eugene Odum, um dos pioneiros da Ecologia moderna, para definir sistemas intermediários entre os experimentos simplificados de laboratório e a complexidade dos ambientes naturais. “A grande vantagem dos mesocosmos é justamente equilibrar controle experimental e realismo ecológico. Em laboratório, é possível controlar variáveis, mas os sistemas geralmente são muito simplificados. Já na natureza, os ecossistemas são mais realistas, porém diversos fatores atuam ao mesmo tempo, dificultando identificar relações de causa e efeito. Os mesocosmos funcionam, então, como uma ponte entre esses dois extremos. Eles permitem reproduzir cenários ambientais futuros mantendo uma complexidade ecológica muito maior do que experimentos laboratoriais em microescala”, analisa o professor.
“Ao controlar essas condições de forma experimental, conseguimos avaliar como diferentes fatores atuam isoladamente e em conjunto sobre os ecossistemas aquáticos. Isso permite identificar quais organismos são mais sensíveis às mudanças ambientais, quais grupos tendem a se tornar dominantes em cenários futuros e como essas alterações podem afetar a biodiversidade, a qualidade da água e o funcionamento dos ecossistemas”, destaca o pesquisador. Além disso, os mesocosmos possibilitam testar relações de causa e efeito que seriam difíceis de demonstrar apenas com observações em ambientes naturais, onde muitos fatores atuam simultaneamente. “Dessa forma, eles funcionam como uma ferramenta para antecipar possíveis mudanças ecológicas e fornecer informações que auxiliem no planejamento de ações de conservação, restauração e gestão dos recursos hídricos diante das mudanças climáticas.
Resultados importantes
João Carlos Nabouti revela que os estudos desenvolvidos nos últimos anos já revelaram resultados importantes. As pesquisas mostram que a eutrofização (processo provocado pelo excesso de nutrientes provenientes de atividades humanas, como agricultura, pecuária e lançamento de efluentes) promove alterações profundas na composição das comunidades aquáticas. Algumas espécies tornam-se dominantes, enquanto outras, típicas de ambientes mais conservados, diminuem ou desaparecem localmente.
Os pesquisadores também verificaram que os microrganismos aquáticos respondem rapidamente às mudanças ambientais. Alterações significativas na microbiota foram observadas poucos dias após a adição de nutrientes nos experimentos, reforçando o potencial desses organismos como indicadores da qualidade da água e da saúde dos ecossistemas.
Outros resultados apontam mudanças na composição do fitoplâncton, aumento da biomassa de algas e alterações em características como transparência da água, oxigênio dissolvido e concentração de clorofila. Em alguns experimentos, o aumento da temperatura potencializou os efeitos da eutrofização, evidenciando que diferentes impactos ambientais podem atuar simultaneamente sobre os ecossistemas. A abordagem permite compreender como diferentes níveis da cadeia alimentar respondem às mudanças ambientais e interagem entre si.
Os estudos mostram, ainda, que a conectividade entre ambientes aquáticos desempenha um papel fundamental na manutenção da biodiversidade. Ambientes mais conectados favorecem a dispersão e a recolonização das espécies, contribuindo para reduzir perdas locais de diversidade e aumentar a resiliência dos ecossistemas frente às mudanças ambientais.
Além da sua importância ecológica, muitos desses organismos funcionam como bioindicadores da qualidade ambiental. “Como respondem rapidamente a alterações na temperatura, disponibilidade de nutrientes, poluição e outras perturbações, eles ajudam os pesquisadores a detectar precocemente mudanças na saúde dos ecossistemas aquáticos.
DNA ambiental amplia monitoramento da biodiversidade
Outro avanço importante está na utilização do DNA ambiental (eDNA), uma ferramenta inovadora para o monitoramento da biodiversidade. A tecnologia permite identificar os organismos presentes nos ecossistemas por meio de vestígios genéticos encontrados na água, sem a necessidade de capturar ou observar diretamente as espécies. “Todos os organismos deixam vestígios genéticos no ambiente, como células ou fragmentos de tecido, ou até mesmo o próprio organismo é capturado (no caso das bactérias e algas). A partir desse material, é possível identificar quais organismos estão presentes em um determinado ecossistema”.
Para João Carlos Nabout, “essa abordagem torna o monitoramento mais rápido, menos invasivo e com maior capacidade de detecção, especialmente para organismos microscópicos ou grupos de difícil identificação por métodos tradicionais. Em muitos casos, uma única amostra de água pode fornecer informações sobre centenas de organismos pertencentes a diferentes grupos biológicos”, explica.
Na gestão ambiental, o eDNA representa um importante avanço. Nabout explica que, “em programas de biomonitoramento, o tempo entre a coleta dos dados e a tomada de decisão é um fator fundamental. O eDNA permite gerar diagnósticos mais rápidos e detalhados da biodiversidade e da qualidade ambiental, além de abrir perspectivas para a redução de custos à medida que as metodologias se tornam mais eficientes e acessíveis.
Em Goiás, pesquisas desenvolvidas pelo Laboratório de Genética e Biodiversidade (LGBio/UFG), com atuação das professoras Mariana Telles e Thannya Nascimento Soares, juntamente com o CEGGen-PUC Goiás, tem desempenhado um papel central na implementação dessas abordagens moleculares. A integração dessas equipes com os projetos do INCT EECBio, do PELD Araguaia, do Programa Araguaia Vivo, PPBio Araguaia e do CEHIDRA Cerrado tem permitido combinar experimentos controlados em mesocosmos com monitoramentos em ambientes naturais.
Para Nabout, essa integração é particularmente importante porque os experimentos realizados na área experimental da UEG permitem validar indicadores moleculares em condições controladas antes de sua aplicação em rios, lagos e reservatórios. Dessa forma, os pesquisadores conseguem compreender melhor como as comunidades biológicas respondem a fatores como aquecimento, eutrofização e alterações hidrológicas, aumentando a confiabilidade do uso do eDNA como ferramenta de monitoramento ambiental.
“Nossa expectativa é que, nos próximos anos, essa metodologia eDNA se torne cada vez mais presentes em programas de monitoramento da biodiversidade e da qualidade da água, contribuindo para uma gestão mais eficiente dos recursos hídricos e para a conservação dos ecossistemas aquáticos”, considera ele.
Estão envolvidos diretamente no projeto de criação da rede os professores José Alexandre F. Diniz-Filho (UFG), coordenador do INCT; Samantha Caramori (UEG) (coordenadora do Cehidra Cerrado; Mariana Pires de Campos Telles – UFG e PUCGO (coordenadora do Araguaia Vivo e PPBIO Araguaia; e João Carlos Nabout, doutor em Ciências Ambientais pela UFG, professor da Universidade Estadual de Goiás nos cursos de Ciências Biológicas (graduação), Recursos Naturais do Cerrado (Mestrado e Doutorado) e Engenharia Agrícola (Mestrado) que atua na coordenação geral da ação da rede de Mesocosmos dentro do INCT EECbio.
Fonte: FAPEG (Por: Ascom Fapeg)
