Bioprospecção de Microbiomas de Manguezal: Buscando Linhagens Bacterianas Degradador de Glifosato
Os manguezais são ecossistemas costeiros essenciais, localizados na transição entre ambientes de água doce e salgada. Eles funcionam como barreiras naturais contra erosão, auxiliam na filtragem de poluentes e oferecem abrigo para diversas formas de vida. Os microrganismos presentes nesses ambientes são fundamentais para processos como a decomposição da matéria orgânica e a ciclagem de nutrientes. No entanto, os manguezais vêm sendo degradados por fatores como urbanização descontrolada, poluição e uso de agrotóxicos como o glifosato — herbicida amplamente utilizado e de alto potencial contaminante.
Neste contexto, o projeto propõe a investigação do microbioma de manguezais, especialmente aqueles próximos ao Porto de Paranaguá, visando identificar bactérias capazes de tolerar e degradar o glifosato. Para isso, serão utilizados métodos moleculares avançados, como RT-PCR, análises genômicas e transcriptômicas (RNAseq), com o objetivo de encontrar e caracterizar genes envolvidos na degradação do herbicida. A ideia é selecionar linhagens bacterianas com potencial para aplicação em processos de biorremediação, ou seja, uso de organismos vivos para descontaminar ambientes poluídos.
A justificativa se apoia no fato de que estratégias tradicionais, como o uso de antibióticos, têm causado impactos negativos na biodiversidade microbiana, tanto em seres vivos quanto no ambiente. Com isso, é necessário compreender melhor o papel dos microrganismos na manutenção da saúde ambiental, adotando conceitos como microbiomas, holobiontes e disbioses. O Laboratório de Microbiologia Ambiental da UEPG já desenvolve pesquisas com bactérias isoladas de ambientes com herbicidas, avaliando mecanismos adaptativos como mudanças na composição de membranas celulares e atividade enzimática frente a xenobióticos. Esses estudos indicam que alguns microrganismos podem ser altamente eficientes na degradação de compostos tóxicos, tornando-se promissores para a biorremediação.
O projeto tem quatro objetivos principais:
- Avaliar o potencial biotecnológico de isolados bacterianos de manguezal na tolerância ao glifosato.
- Identificar genes envolvidos na degradação do herbicida e medir seus níveis de expressão.
- Analisar genomas e modular genes com foco na capacidade degradadora de glifosato.
- Ampliar a percepção sobre os microbiomas, promovendo a educação científica por meio de uma exposição permanente no MicroMuseu, abordando o papel ecológico dos microrganismos.
Apesar da importância dos manguezais, ainda há poucos estudos que aplicam técnicas ômicas (como metagenômica, transcriptômica, proteômica e metabolômica) em microbiomas desses ecossistemas — especialmente no Brasil. Em outras regiões do mundo, como Índia, China, Malásia e México, estudos já identificaram genes e rotas metabólicas com potencial biotecnológico para degradação de poluentes. No Brasil, uma das poucas pesquisas nesse campo analisou manguezais de diferentes regiões, incluindo Paranaguá, e encontrou fatores ambientais que podem influenciar a seleção microbiana, como temperatura e níveis de carbono orgânico.
Por fim, este projeto pretende preencher essa lacuna por meio da bioprospecção de bactérias de manguezal com capacidade de degradar glifosato, utilizando tecnologias de ponta e contribuindo tanto para o avanço da ciência quanto para a preservação e recuperação ambiental.
Projeto EspeleoPiraí: patrimônio espeleológico arenítico da Escarpa Devoniana em
Piraí da Serra/PR
A Escarpa Devoniana, localizada nos Campos Gerais do Paraná, é uma importante formação geológica que abriga uma diversidade única de cavernas formadas em arenito, especialmente na região de Piraí da Serra. Esta área se destaca por sua geodiversidade e biodiversidade, incluindo formações rochosas do período Devoniano e uma rica combinação de Floresta com Araucárias e Campos Nativos — elementos do bioma Mata Atlântica. Com mais de 200 cavernas já cadastradas, a região representa cerca de 40% do total estadual, configurando-se como um verdadeiro hotspot da espeleologia brasileira.
Apesar de sua relevância ambiental, científica e cultural, o patrimônio espeleológico da Escarpa Devoniana encontra-se ameaçado por diversos fatores: o uso desordenado do solo, a pressão do agronegócio, a fragilidade da legislação ambiental, a ineficiência na gestão da Área de Proteção Ambiental (APA) da Escarpa Devoniana e a ausência de estudos detalhados sobre suas cavernas. Muitos empreendimentos com alto potencial de impacto ambiental são licenciados sem considerar a existência de cavidades subterrâneas, o que coloca em risco esse ecossistema frágil e pouco explorado.
O Projeto EspeleoPiraí surge nesse contexto com o objetivo de identificar, mapear e conservar as cavernas da região de Piraí da Serra, que compreende partes dos municípios de Tibagi, Castro e Piraí do Sul, totalizando cerca de 9.307 hectares. Esta área está entre as mais bem preservadas da escarpa e apresenta elevado potencial espeleológico, segundo levantamentos preliminares e observações de campo.
O projeto prevê diversas atividades de pesquisa científica, incluindo: explorações e prospecções espeleológicas; cadastramento e mapeamento de novas cavernas; análises da geodiversidade e biodiversidade subterrânea (como fauna de invertebrados, morcegos e microbiota); além da identificação e registro de sítios arqueológicos. Os dados obtidos serão inseridos nos cadastros nacionais do CECAV, da SBE e do IPHAN, contribuindo com políticas públicas de preservação e reconhecimento do patrimônio natural.
A pesquisa também está alinhada ao Programa Nacional de Conservação do Patrimônio Espeleológico (PNCPE), ampliando o conhecimento científico sobre as cavernas areníticas brasileiras, promovendo sua divulgação à sociedade e fortalecendo a formação de profissionais especializados em conservação ambiental. Uma das metas centrais é contribuir para a criação de novas unidades de conservação de proteção integral, especialmente em áreas que hoje estão desprotegidas, apesar de sua relevância ecológica e espeleológica.
Além disso, os resultados apoiarão ações de fiscalização e educação patrimonial, com foco na valorização dos campos nativos, uma fitofisionomia rara, altamente degradada e negligenciada dentro do bioma Mata Atlântica.
NAPI- Estudos sobre biodiversidade da Represa dos Alagados para avaliação
e predição de impactos causados por microcrustáceos
O Plano de Trabalho tem como objetivo a execução do projeto de pesquisa NAPI, que visa estudar a biodiversidade da Represa dos Alagados (Ponta Grossa – PR), com foco na avaliação e predição de impactos ambientais causados por microcrustáceos.
Esse projeto reúne três instituições: a Companhia de Saneamento do Paraná (SANEPAR), que atua no tratamento e abastecimento de água e esgoto em centenas de municípios; a Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), referência no ensino e na pesquisa científica na região; e a Fundação Araucária, que fomenta projetos voltados à inovação e ao desenvolvimento sustentável no Paraná.
A Represa dos Alagados, formada em 1929 no Rio Pitangui, é essencial para o abastecimento de água de Ponta Grossa. No entanto, sofre impactos ambientais significativos devido à ocupação irregular, esgoto, resíduos agrícolas, desmatamento e assoreamento. Entre os problemas recentes está a superpopulação de microcrustáceos detectada em 2021, inclusive na água tratada. Esses organismos, junto a microalgas, cianobactérias e macrófitas aquáticas, são indicadores da qualidade da água e revelam desequilíbrios ambientais. A análise integrada dessas comunidades é essencial para o diagnóstico e mitigação dos impactos, com base em dados físico-químicos, hidrodinâmicos e biológicos.
O projeto destaca ainda a importância do envolvimento social e da educação ambiental para a sustentabilidade, e propõe o uso de DNA ambiental (eDNA) para identificar organismos, incluindo espécies invasoras, de forma mais eficaz.
Metas e Subprojetos
O projeto está estruturado em sete subprojetos principais, cada um voltado a aspectos específicos do ecossistema da Represa dos Alagados. O primeiro subprojeto utiliza o DNA ambiental (eDNA) para identificar, por meio de análise molecular, a presença de organismos aquáticos como bactérias, fungos, fitoplâncton, zooplâncton, invertebrados, peixes e plantas, permitindo detectar espécies invasoras, avaliar desequilíbrios ecológicos e correlacionar esses dados com parâmetros físicos, hidrológicos e biológicos da represa. O segundo subprojeto realiza o monitoramento mensal da abundância e diversidade de zooplâncton e macroinvertebrados bentônicos, avaliando seu impacto no sistema de captação e tratamento de água, identificando bioindicadores e analisando a dinâmica populacional ao longo do tempo.
Já o terceiro subprojeto foca na ictiofauna, estudando a diversidade e a dieta dos peixes para entender possíveis desequilíbrios na cadeia alimentar e verificar a influência de fatores hidrológicos e climáticos na variação populacional. O quarto subprojeto investiga a composição e a variação de cianobactérias, microalgas e macrófitas, com especial atenção às espécies tóxicas ou que possam causar transtornos, buscando associar sua presença a fatores ambientais e à proliferação de microcrustáceos. No quinto subprojeto, são analisados os níveis de cianotoxinas, agrotóxicos e plastificantes presentes na água, avaliando sua correlação com o processo de eutrofização e os possíveis impactos na vida aquática.
O sexto subprojeto envolve o estudo morfométrico da represa e a modelagem hidrodinâmica, simulando eventos climáticos extremos como cheias e estiagens, e sua relação com a ocorrência de florações de microalgas e macrófitas. Esse subprojeto também inclui o monitoramento mensal da qualidade da água. Por fim, o sétimo subprojeto dedica-se à construção de modelos ecológicos e preditivos, com o objetivo de monitorar e mitigar a proliferação de microcrustáceos. A partir desses modelos, serão propostos planos de ação de baixo custo ambiental e econômico, considerando aspectos como alimentação e composição das comunidades de peixes e microalgas.
Este plano inovador propõe soluções duradouras para os impactos ambientais da Represa dos Alagados, utilizando ferramentas modernas como o sequenciamento de DNA ambiental. A integração entre instituições de pesquisa, empresas de saneamento e agentes públicos visa construir um modelo sustentável de gestão da biodiversidade e da qualidade da água. O legado do projeto será uma base sólida de dados, modelos preditivos e ações educativas voltadas à conservação dos recursos hídricos e da biodiversidade local.