Novo estudo alerta para os riscos dos “agentes patogénicos” que viajam no tempo ao “descongelarem” com o aquecimento do planeta
À medida que o clima aquece, “agentes patogénicos que viajam no tempo”, uma vez que são libertados pelo degelo do permafrost ártico, podem representar um risco para os ecossistemas modernos, sugerem os cientistas.
O permafrost é uma camada dura de solo congelado constituída por terra, areia e rochas em zonas de elevada latitude ou altitude, como a Gronelândia, o Alasca, a Sibéria, o planalto tibetano e o norte do Canadá. Esta camada gelada aprisiona micróbios que permanecem adormecidos durante longos períodos de tempo - mas um planeta em aquecimento poderá criar condições adequadas para que estes agentes patogénicos regressem do passado, de acordo com uma nova investigação.
Para compreender melhor os possíveis efeitos ecológicos, uma equipa internacional de investigadores modelou digitalmente as interações entre um vírus antigo e bactérias modernas num estudo publicado a 27 de julho na revista PLOS Computational Biology.
Através de dezenas de milhares de iterações, a equipa de estudo acompanhou a forma como o vírus afetava a diversidade de espécies de uma comunidade bacteriana. Cerca de 1% dos vírus antigos causaram grandes perturbações nos ecossistemas digitais. O agente patogénico aumentou a diversidade até 12% ou, pelo contrário, diminuiu a diversidade de espécies em 32%. Os invasores virais não só sobreviveram como evoluíram ao longo do tempo, desequilibrando o sistema.
Os investigadores utilizaram um software chamado Avida para simular se os agentes patogénicos seriam bem sucedidos na infiltração de um ecossistema. Numa grelha bidimensional, os organismos bacterianos interagiram com o seu ambiente para competir por energia e espaço. Os concorrentes que encontravam o seu nicho podiam reproduzir-se e viver ao longo dos ciclos.
Ao fazê-lo, havia pequenos erros na reprodução que criavam diversidade genética, resultando num ecossistema mais complexo. Quando o vírus entrou neste ambiente, como qualquer outro parasita, só conseguiu obter energia através da lixiviação de hospedeiros bacterianos adequados. Os hospedeiros não conseguiam então receber a energia de que necessitavam para sobreviver ou reproduzir-se e, consequentemente, morriam.
Significa isto que cerca de um terço dos seres humanos e outros organismos vivos correrão em breve o risco de morrer devido a uma doença viral ressuscitada? Não, mas o autor principal do estudo, Giovanni Strona, e o coautor, Corey Bradshaw, afirmaram que os resultados acrescentam mais uma camada de preocupação aos riscos de um clima cada vez mais quente.
Espécies invasivas podem diminuir a biodiversidade
Nas últimas duas décadas, tem-se dedicado mais investigação à compreensão das consequências do degelo do permafrost nas regiões do Ártico, como um estudo da NASA de janeiro de 2022 que investigou os efeitos da libertação de carbono durante eventos de degelo abruptos e o estudo de uma década de Jean-Michel Claverie sobre agentes patogénicos potencialmente infeciosos encerrados no permafrost.
Claverie, professor emérito de medicina e genómica na Faculdade de Medicina da Universidade de Aix-Marseille, fez reviver o que chamou de vírus “zombie” do permafrost em 2014 e 2015, e ele e a sua equipa relataram cinco novas famílias de vírus antigos capazes de infetar amebas num estudo de fevereiro, como noticiado anteriormente pela CNN. A investigação liderada por Claverie provou que os micróbios antigos podiam ainda ser infeciosos, apesar de estarem adormecidos há dezenas de milhares de anos.
Partindo do pressuposto do trabalho de Claverie, Bradshaw, diretor do Laboratório de Ecologia Global da Universidade de Flinders, na Austrália, e Strona, investigador principal do Centro Comum de Investigação da Comissão Europeia, conceberam uma simulação para quantificar as consequências que estes agentes patogénicos poderiam ter.
Embora 1% dos agentes patogénicos que causam grandes perturbações pareça baixo, 4 sextiliões de células escapam do permafrost todos os anos, disse Bradshaw. É muito mais do que o número de estrelas da galáxia.
“Um por cento de 4 sextiliões é um número que a maioria das pessoas nem sequer consegue conceber. Há muitas, muitas oportunidades para isto acontecer. A probabilidade é rara para um vírus individual, mas há muitos vírus potenciais”, disse à CNN numa entrevista telefónica.
Bradshaw comparou os vírus no permafrost a qualquer outra espécie invasora. No mundo real, a maioria das invasões fracassa, o que o estudo reflete. Mas a razão pela qual ainda temos problemas com espécies invasoras, disse ele, é que há muitas introduções num ecossistema.
Durante os eventos de invasão bem-sucedidos do estudo, a perda resultante de 32% da diversidade de espécies não significa que o vírus matou um terço de todas as bactérias no ecossistema digital, disse Strona. Pelo contrário, significa que todo o ecossistema registou uma perda de 32% na diversidade bacteriana.
Quando os vírus infetaram as bactérias e mataram os seus hospedeiros, os efeitos no ecossistema foram catastróficos. Os recursos que existiam em equilíbrio simplesmente deixaram de estar disponíveis, pelo que as espécies restantes foram forçadas a uma corrida ao armamento pela sobrevivência, disse Bradshaw. Os predadores e as presas lutaram pela utilização dos recursos que restavam, desequilibrando o sistema. Se houvesse menos predadores para consumir as presas, estas prosperavam, sobrepovoavam-se e utilizavam demasiados recursos. A sobreprodução reduziu então as populações de presas num abate natural. Se houvesse mais predadores, estes consumiriam demasiadas presas para uma sobrevivência sustentável, conduzindo ao mesmo resultado.
A introdução do vírus foi a única causa para esta grande flutuação da diversidade de espécies, segundo os investigadores.
O papel das emissões de carbono
Os organismos modernos, incluindo os humanos, têm poucos ou nenhuns mecanismos naturais de defesa contra os antigos agentes patogénicos. Mas para a equipa de investigação, o estudo é mais um apelo à ação do que um verdadeiro aviso, afirmam Strona e Bradshaw.
“Ainda não precisamos de soar o alarme”, afirmou Kimberley Miner, uma cientista climática do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, nos EUA. Ela disse acreditar que há preocupações mais prementes com a crise climática que são muito mais controláveis, como diminuir a emissão de carbono na atmosfera.
O estudo é um grande primeiro passo para quantificar os riscos destas variáveis desconhecidas, disse Miner, que não esteve envolvido nesta investigação. Mas a hipótese de infeção por estes agentes patogénicos emergentes continua a ser “altamente improvável”.
As áreas que contêm o permafrost da Terra são escassamente povoadas. Se os agentes patogénicos antigos conseguissem de alguma forma escapar, teriam dificuldade em encontrar pessoas para infetar. Além disso, o permafrost derrete gradualmente ao longo do ano, a uma taxa de cerca de 3 centímetros por estação, e a maior parte dos 4 sextiliões de células são libertadas durante este degelo gradual, disse Miner.
Os degelos abruptos no permafrost do Ártico, que por vezes ocorrem numa questão de dias, são “aquilo que mais nos preocupa em termos de libertação de organismos com os quais não estamos familiarizados”, explicou.
Com o aumento da temperatura média global, estes degelos abruptos tornar-se-ão cada vez mais comuns. Após o recorde de temperaturas elevadas em julho, imagens de drone captaram a maior cratera de permafrost da Sibéria a afundar-se à medida que o gelo abaixo do solo derretia.
Strona e Bradshaw referiram a necessidade de mais investigação para alargar as implicações das suas descobertas às populações humanas ou animais. Ambos os investigadores afirmaram que a sua intenção era fornecer um quadro para avaliar o risco de invasores biológicos de uma era passada.
A única ação preventiva em todos estes casos - quer se trate da subida do nível do mar, de um calor mortal ou de agentes patogénicos emergentes - é abrandar ou parar as emissões de carbono que conduzem ao aquecimento global e proteger os ecossistemas do Ártico, afirmam os autores do estudo. Sem isso, afirmaram, os efeitos ecológicos em cascata deixarão de ser ficção científica.
Imagem no topo: os degelos abruptos no permafrost do Ártico, que podem libertar agentes patogénicos infeciosos, tornar-se-ão mais comuns à medida que o clima aquece. Nesta imagem aérea, os lagos criados pelo degelo do permafrost são vistos a 15 de junho de 2017, em Barrow, no Alasca. The Asahi Shimbun/Getty Images
