Mudar DNA dos animais vai salvar espécies da extinção?

Degradação do habitats, espécies invasoras, doenças infecciosas e crise climátics põem animais nativos em risco e levam Austrália a uma das piores taxas de perda de espécies do mundo

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Por Emily Anthes
Atualização:

Por dezenas de milhões de anos, a Austrália tem sido um parque de diversões para a evolução, e a ‘The Land Down Under’ (As Terras Lá Embaixo, em livre tradução), como é conhecido o país que se encontra localizado totalmente no hemisfério sul, reivindica algumas das criaturas mais notáveis da Terra.

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É o local de nascimento das aves canoras, a terra dos mamíferos que põem ovos e a capital mundial dos marsupiais portadores de bolsas, um grupo de animais que engloba muito mais do que apenas coalas e cangurus. (Reúne ainda o bilby, marsupial com ‘orelhas de coelho’ e a bettongia, ‘semelhante a um rato’).

Quase metade das aves do continente e cerca de 90% dos seus mamíferos, répteis e sapos não existem em nenhum outro lugar do planeta.

A Austrália também se tornou um caso de estudo sobre o que acontece quando as pessoas levam a biodiversidade ao limite. A degradação do habitat, as espécies invasoras, doenças infecciosas e alterações climáticas puseram em perigo muitos animais nativos e deram ao país uma das piores taxas de perda de espécies do mundo.

Em alguns casos, dizem os cientistas, as ameaças são tão intratáveis que a única forma de proteger os animais únicos da Austrália é mudá-los. Utilizando uma variedade de técnicas, incluindo cruzamentos e edição de genes, os cientistas estão alterando os genomas de animais vulneráveis, na esperança de os fortalecer com as características que necessitam para sobreviver.

“Estamos vendo como podemos ajudar a evolução”, disse Anthony Waddle, biólogo conservacionista da Universidade Macquarie, em Sydney.

Trata-se de um conceito audacioso, que desafia o impulso fundamental da conservação de preservar as criaturas selvagens tal como elas são. Mas nesta era dominada pelo homem - em que a Austrália está simplesmente na vanguarda de uma crise global de biodiversidade - o manual tradicional de conservação pode já não ser suficiente, segundo avaliação de alguns cientistas.

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“Estamos à procura de soluções em um mundo alterado”, disse Dan Harley, ecologista sênior do Zoos Victoria. “Precisamos correr riscos, ser mais ousados.”

Um bilby sendo preparado para ser libertado na natureza na estação de Roxby Downs, na Austrália, em 7 de novembro de 2023.  Foto: Chang W. Lee/NYT

Vórtice da extinção

O helmeted honeyeater (comedor de mel de capacete, em tradução) é um pássaro que exige ser notado, com uma mancha de penas amarelas-elétricas na testa e o hábito de grasnar alto enquanto percorre as densas florestas pantanosas do estado de Victoria.

No entanto, ao longo dos últimos séculos, os seres humanos e os incêndios florestais danificaram ou destruíram estas florestas e, em 1989, restavam apenas 50 deles, agarrados a uma pequena porção de pântano na Reserva de Conservação Natural de Yellingbo.

Esforços de conservação local, incluindo um programa de reprodução em cativeiro no Santuário de Healesville, um parque do Zoos Victoria, ajudaram a preservar as aves. Mas havia muito pouca diversidade genética entre os pássaros restantes - um problema comum em populações de animais em perigo - e a reprodução significava inevitavelmente consanguinidade.

“Eles têm muito poucas opções para tomar boas decisões de acasalamento”, disse Paul Sunnucks, geneticista da vida selvagem da Universidade Monash, em Melbourne.

Em qualquer grupo pequeno de reprodução fechado, as mutações genéticas prejudiciais podem se acumular ao longo do tempo, prejudicando a saúde e o sucesso reprodutivo dos animais, e a consanguinidade agrava o problema.

O helmeted honeyeater foi um caso especialmente extremo. As aves mais consanguíneas deixaram um décimo do número de descendentes do que as menos consanguíneas, descobriram Sunnucks e seus colegas especialistas.

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Sem algum tipo de intervenção, ele poderia ser puxado para uma “vórtice de extinção”, disse Alexandra Pavlova, ecologista evolutiva da Monash. “Tornou-se claro que era preciso fazer algo de novo.”

Há uma década, Alexandra, Sunnucks e vários outros especialistas sugeriram uma intervenção conhecida como resgate genético, propondo adicionar alguns yellow-tufted honeyeaters (comedores de mel de tufos amarelos, em tradução) de Gippsland e seu novo DNA ao grupo de reprodução.

Um helmeted honeyeater (comedor de mel de capacete, em tradução) em McMahons Creek, na Austrália, em 6 de novembro de 2023. Foto: Chang W. Lee/NYT

Ambos são membros da mesma espécie, mas são subespécies geneticamente distintas que têm evoluído uns dos outros durante aproximadamente os últimos 56 mil anos. As aves de Gippsland vivem em florestas mais secas e abertas e não têm a coroa de penas pronunciada que dá o nome aos helmeted honeyeater.

O resgate genético não era uma ideia nova. Em um caso de sucesso amplamente citado, os cientistas reviveram a pequena população de panteras consanguíneas da Florida, importando panteras selvagens de uma população separada do Texas.

Mas a abordagem viola o princípio tradicional de conservação de que as populações biológicas únicas são sacrossantas, devendo ser mantidas separadas e geneticamente puras. “É realmente uma mudança de paradigma”, disse Sarah Fitzpatrick, ecologista evolutiva da Universidade Estadual de Michigan, que descobriu que o resgate genético é subutilizado nos Estados Unidos.

O cruzamento entre os dois tipos de aves poderia confundir o que tornava cada subespécie única e criar híbridos que não eram adaptados a nenhum dos nichos. A deslocação de animais entre populações pode também disseminar doenças, criar novas populações invasoras ou desestabilizar os ecossistemas de forma imprevisível.

O resgate genético é também uma forma de interferência humana ativa que viola aquilo que alguns estudiosos se referem como o “ethos de contenção” da conservação e tem sido por vezes criticado como uma forma de brincar a Deus.

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“Havia muita angústia entre as agências governamentais em torno de fazer isso”, disse Andrew Weeks, geneticista ecológico da Universidade de Melbourne que iniciou um resgate genético do mountain pygmy possum (um gambá pigmeu da montanha) em perigo de extinção, em 2010. “Foi apenas a ideia de que a população estava prestes a ser extinta, na minha opinião, o que, acredito, deu um empurrãozinho às agências governamentais.”

Sunnucks e os seus colegas fizeram o mesmo cálculo, argumentando que os riscos associados ao resgate genético eram pequenos - antes de os habitats das aves terem sido esculpidos e degradados, as duas subespécies ocasionalmente cruzavam na natureza - e eram insignificantes em comparação com os riscos de não fazer nada.

E assim, desde 2017, as aves de Gippsland fazem parte do programa de reprodução dos helmeted honeyeater no Santuário de Healesville. Em cativeiro, houve benefícios reais, com muitos pares mistos produzindo mais filhotes independentes por ninho do que pares compostos por dois helmeted honeyeater. Dezenas deles híbridos foram agora libertados na natureza. Eles parecem estar bem, mas ainda é cedo para dizer se têm uma vantagem em termos de preparação física.

Os especialistas da Monash e do Zoos Victoria também estão trabalhando no resgate genético de outras espécies, incluindo o Leadbeater’s opossum (gambá de Leadbeater, em tradução), criticamente ameaçado de extinção, um marsupial minúsculo que vive em árvores e é conhecido como a fada da floresta.

A população de gambás das terras baixas partilha os pântanos de Yellingbo com o papa-moscas de capacete. Em 2023, restavam apenas 34 gambás das terras baixas. O primeiro filhote de resgate genético nasceu no Santuário de Healesville no mês passado.

Os cientistas esperam que o aumento da diversidade genética torne estas populações mais resistentes diante de quaisquer perigos desconhecidos que possam surgir, aumentando as probabilidades de alguns indivíduos possuírem as características necessárias para sobreviver. “A diversidade genética é o plano para enfrentar o futuro”, disse Harley, do Zoos Victoria.

Um gambá de Leadbeater em Buxton, na Austrália, em 7 de novembro de 2023. Foto: Chang W. Lee/NYT

Visando ameaças

Para o Northern quoll, um pequeno predador marsupial, a ameaça existencial chegou há quase um século, quando o invasor e venenoso cane toad (sapo de cana ou sapo-cururu, em tradução) aterrou no leste da Austrália. Desde então, os sapos tóxicos têm marchado constantemente para oeste - e dizimaram populações inteiras de quolls, que comem os anfíbios alienígenas.

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Mas algumas das populações de quolls sobreviventes no leste da Austrália parecem ter desenvolvido uma aversão aos sapos. Quando os cientistas cruzaram quolls avessos a sapos com quolls que não gostam de sapos, a descendência híbrida também torceram os seus pequenos narizes cor-de-rosa para os anfíbios tóxicos.

E se os cientistas mudassem alguns quolls que evitam os sapos para oeste, permitindo-lhes espalhar seus genes discriminatórios antes da chegada dos sapos-cururus? “Estamos essencialmente a usar a seleção natural e a evolução para atingir os nossos objetivos, o que significa que o problema fica resolvido de forma completa e permanente”, disse Ben Phillips, biólogo populacional da Universidade de Curtin, em Perth, que liderou a investigação.

Um teste de campo, no entanto, demonstrou como a natureza pode ser imprevisível. Em 2017, Phillips e seus colegas libertaram uma população mista de quolls do norte em uma pequena ilha infestada de sapos. Alguns quolls cruzaram entre si, e havia evidências preliminares de seleção natural para genes “inteligentes como sapos”.

“Mas a população ainda não estava totalmente adaptada aos sapos, e alguns quolls comeram os anfíbios e morreram”, disse Phillips. Um grande incêndio florestal também se deflagrou na ilha. Depois, um ciclone também a atingiu.

“Todas estas coisas conspiraram para extinguir a nossa população experimental”, disse Phillips. Os cientistas não dispunham de fundos suficientes para tentar de novo, mas “toda a ciência estava alinhada”, acrescentou.

O avanço da ciência poderá tornar os esforços futuros ainda mais direcionados. Em 2015, por exemplo, os cientistas criaram corais mais resistentes ao calor por meio do cruzamento de colônias de diferentes latitudes. Em um estudo de prova de conceito de 2020, os investigadores utilizaram a ferramenta de edição de genes conhecida como CRISPR para alterar diretamente um gene envolvido na tolerância ao calor.

“O CRISPR não será uma solução prática no mundo real tão cedo”, disse Line Bay, bióloga do Instituto Australiano de Ciências Marinhas, autora de ambos os estudos. “Compreender os benefícios e os riscos é realmente complexo. E esta ideia de interferir na natureza é bastante confrontadora para as pessoas.”

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Mas há interesse crescente na abordagem biotecnológica. Waddle espera usar as ferramentas da biologia sintética, incluindo o CRISPR, para criar rãs resistentes ao chytrid fungus (fungo quitrídio, em tradução), que causa uma doença fatal que já contribuiu para a extinção de pelo menos 90 espécies de anfíbios.

O fungo é tão difícil de erradicar que algumas espécies vulneráveis já não podem viver em estado selvagem. “Por isso, vivem em caixas de vidro para sempre ou encontramos soluções para que possam regressar à natureza e prosperar”, disse Waddle.

Consequências imprevistas

No entanto, por mais sofisticada que seja a tecnologia, os organismos e os ecossistemas continuarão a ser complexos. As intervenções genéticas “provavelmente terão alguns impactos não intencionais”, disse Tiffany Kosch, geneticista de conservação da Universidade de Melbourne, que também espera criar rãs resistentes ao quitrídio. “Uma variante genética que ajude as rãs a sobreviver ao fungo pode torná-las mais suscetíveis a outro problema de saúde”, disse ela.

Existem muitos pontos de alerta, esforços para reestruturar a natureza que saíram pela culatra. Sapos tóxicos foram, de fato, libertados na Austrália deliberadamente, no que viria a se revelar uma tentativa profundamente errada de controlar os pest beetles (besouros pragas, em tradução).

Mas alguns grupos ambientalistas e especialistas estão preocupados com as abordagens genéticas também por outras razões. “Concentrar-se na intervenção intensiva em espécies específicas pode ser uma distração”, disse Cam Walker, porta-voz da Friends of the Earth Australia.

“Para evitar a crise de extinção, são necessárias soluções mais amplas, ao nível da paisagem, como travar a perda de habitat”, afirmou ele.

Além disso, os animais são seres autônomos e qualquer intervenção nas suas vidas ou nos seus genomas deve ter “justificação ética e moral muito forte - uma barreira que nem mesmo muitos projetos de conservação tradicionais conseguem ultrapassar”, disse Adam Cardilini, cientista ambiental da Universidade Deakin, em Victoria.

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Chris Lean, filósofo da biologia da Universidade Macquarie, disse acreditar no objetivo fundamental da conservação de “preservar o mundo tal como ele é pelo seu valor patrimonial, pela sua capacidade de contar a história da vida na Terra”. Ainda assim, disse apoiar a utilização cautelosa e limitada de novas ferramentas genômicas, que podem exigir que reconsideremos alguns valores ambientais de longa data.

De certa forma, a evolução assistida é um argumento - ou, talvez, um reconhecimento - de que não há retrocesso, não há futuro em que os humanos não moldem profundamente as vidas e os destinos das criaturas selvagens.

Para Harley, ficou claro que a prevenção de mais extinções exigirá intervenção, inovação e esforço humanos. “Minha opinião é que, daqui a 50 anos, biólogos e os gestores da vida selvagem olharão para nós e dirão: Por que eles não tomaram as medidas e as oportunidades quando tiveram a chance?”

Este conteúdo foi traduzido com o auxílio de ferramentas de Inteligência Artificial e revisado por nossa equipe editorial. Saiba mais em nossa Política de IA.

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