Can the Fern That Cooled the Planet Do It Again?

Fifty-five milhões de anos atrás, quando os cientistas acreditam que a Terra estava em um estado de quase fuga, perigosamente superaquecida por gases de efeito estufa, o Oceano Ártico também era um lugar muito diferente. Era um grande lago, ligado aos grandes oceanos por uma abertura primária: o Mar Turgay.

Quando este canal fechou ou foi bloqueado há quase 50 milhões de anos, o corpo de água fechado tornou-se o habitat perfeito para um pequeno feto chamado Azolla. Imagine o Ártico como o Mar Morto de hoje: Era um lago quente que tinha se estratificado, sofrendo de falta de troca com águas externas. Isso significava que suas águas estavam carregadas de nutrientes em excesso.

Azolla aproveitou a abundância de nitrogênio e dióxido de carbono, dois de seus alimentos favoritos, e floresceu. Grandes populações formaram tapetes espessos que cobriam o corpo do lago. Quando a chuva aumentou devido às mudanças climáticas, a inundação proporcionou uma fina camada de água doce para a Azolla se arrastar para fora, sobre partes dos continentes vizinhos.

Azolla floresceu e morreu assim em ciclos por aproximadamente 1 milhão de anos, cada vez colocando uma camada adicional da grossa manta de sedimentos que foi finalmente encontrada em 2004 pela Expedição de Coring Ártico.

O fato de que a samambaia só precisa de um pouco mais de um centímetro de água sob ela para crescer faz com que todo o cenário pareça estar dentro da razão – isto é, até que você aprenda quanto carbono esta planta faminta de dióxido de carbono sugou ao longo desses milhões de anos.

“Cerca da metade do CO2 disponível na época”, disse Jonathan Bujak, que estuda poeira e partículas finas de plantas como um palinologista. “Os níveis caíram entre 2500 e 3500 para entre 1500 e 1600 ppm “*

Embora o que acabou com a era Azolla ainda não esteja claro, nos 49 milhões de anos seguintes a Terra caiu num ciclo que trouxe quedas ainda mais drásticas nos níveis de CO2.

Os continentes do sul se separaram e, à medida que a América do Sul e a Índia migravam para o norte, a Antártida tornou-se isolada e cada vez mais fria, absorvendo mais CO2 e criando um efeito de tapete transportador de ar frio que perpetuava o gelo. Uma sucessão de eras glaciais foi desencadeada quando o CO2 da atmosfera caiu abaixo de 600 ppm há cerca de 2,6 milhões de anos, apenas 200 ppm abaixo da estimativa atual da Terra.

As eras glaciais cíclicas começaram, girando entre 100.000 anos de glaciares maciços, seguidos por quebras de 10.000 anos. Em meados do século XVIII, os níveis de CO2 estavam em 280 ppm.

Encontrar usos modernos para uma planta heróica
“O que é realmente incompreensível”, disse Bujak, “é que o processo anterior de resfriamento do nosso planeta e a queda de CO2 levou 50 milhões de anos para se desdobrar. Agora, podemos estar revertendo esse processo em questão de séculos”

O que se sabe sobre o verdadeiro funcionamento interior de Azolla pode ainda apenas escumar a superfície, mas pessoas em todo o mundo, como Kathleen Pryer, uma professora duque que está financiando o genoma do feto, continuaram a encontrar formas criativas de explorar suas possibilidades. Alan Marshall, um ex-radiologista que vive na Tasmânia, Austrália, é apenas um exemplo de um cientista cidadão que acredita que Azolla pode ajudar o planeta a alcançar um melhor equilíbrio.

Após dois anos como radiologista médico voluntário na África Oriental, Marshall começou a ver que os avanços na tecnologia nem sempre são melhor alcançados com grandes despesas. Ele começou a procurar maneiras de empregar o que ele chama de tecnologia alternativa e apropriada.

“‘Alternativa’ significa em vez de tecnologia industrial, cara, que só pode estar disponível onde você tem pessoal de manutenção, você emprega meios mais simples, disponíveis localmente para fazer o mesmo trabalho”, disse Marshall. “‘Apropriado’ leva em consideração o que a população local aceitará em termos de suas necessidades, visões tradicionais e religiosas, proezas técnicas, etc.”

Marshall estava procurando um método para tratar a água cinza de sua casa, água da pia ou banheira, para que pudesse ser usada em seus jardins, quando ele se deparasse com Azolla.

“Visitando o jardim de uma vizinha, notei uma erva daninha rosada crescendo na superfície do seu lago, levei uma amostra para casa e pesquisei na internet”, disse Marshall. “Determinando que era uma espécie de Azolla, e que podia remover fosfatos e nitrogênio da água, senti que poderia ajudar”

Ele começou a experimentar com Azolla como parte de um sistema de filtragem e a blogar sobre seu projeto com outros entusiastas da Azolla e da tecnologia alternativa. Marshall agora criou um sistema de filtro em três partes que é eficaz para remover o cheiro da água cinza, mas não para remover patógenos e vírus.

Ele disse que o desenvolvimento destes tipos de mecanismos em pequena escala e fáceis de executar é ideal como tecnologia alternativa, mas também poderia ser ampliado para uso em sistemas maiores. É por isso que são realmente necessários profissionais na área para intervir e orientar o trabalho futuro, disse ele.

Coma o seu Azolla. É bom para si
Outros levaram a experimentar o aspecto comestível do Azolla, incluindo Andrew Bujak, um chef e filho de Jonathan Bujak. Andrew Bujak tem cultivado na sua casa no Canadá. Interessado inicialmente no conceito de comida lenta, um movimento italiano que surgiu em oposição à crescente influência de cadeias de fast-food como o McDonald’s Corp., Bujak viu um uso pessoal para a Azolla.

“Eu percebi que esta não era apenas uma boa fonte de alimento, sendo nutritiva e praticamente sem sabor, mas podia ser cultivada por qualquer pessoa em praticamente qualquer parte do mundo. É suficientemente fácil de encontrar, seja online ou em lojas que vendem aquários. Basta adicionar água, literalmente”, disse Bujak com uma gargalhada. Quando lhe foi pedido para descrever o sabor da samambaia, Bujak comparou-a a uma folha de erva.

Azolla cresceu não só no Canadá mas em quase todo o mundo, disse Bujak, por isso está adaptada a muitas regiões e climas diferentes naturalmente. Isso torna fácil para as pessoas simplesmente pegá-la e colocá-la em uso.

“Talvez você seja um pequeno agricultor em Alberta e queira cortar custos e deixar menos pegada de carbono”, disse Bujak. “Cultive Azolla, e boom, você agora tem um fertilizante valioso, fonte de alimento para o gado e algo para comer”.

Ele acrescentou que Azolla também poderia ser uma superalimentação do futuro, tanto por causa de sua nutrição como por causa da pouca terra que requer.

“Mesmo que a cultivássemos como plantações, não estaria desperdiçando outras terras de cultivo. Seria simplesmente adicionado aos sistemas existentes, como agora é usado nas ricas lavouras de arroz”, disse Bujak. “Em condições em que o espaço para o crescimento dos alimentos é extremamente limitado, a Azolla oferece muita nutrição para uma pequena quantidade de espaço”. Eles até têm trabalhado no seu uso no espaço exterior!”

Bujak disse que o seu próximo projecto é recriar nori, lençóis de algas secas prensadas, usando a samambaia. Actualmente, o Azolla pode ser vendido como nutracêutico no Canadá, em cápsulas e em pó, alegando antioxidantes e benefícios gerais para a saúde, mas ainda tem de ser aprovado nos Estados Unidos. Bujak sugeriu que provavelmente não vai demorar muito até que a Azolla seja aprovada do outro lado da fronteira, dado o histórico da samambaia.

“Esta planta é tão incrível em todos os níveis”, disse ele. “Eu não ficaria surpreso com quase nada do que descobrimos ser capaz de fazer”.

China se torna fern-happy
Duas semanas atrás, o Beijing Genomics Institute, ou BGI, dono das plataformas de sequenciamento mais sofisticadas do mundo, concordou em assumir o projeto de Pryer para financiar o mapeamento do genoma Azolla. Em apenas um ano, os mistérios do passado da samambaia e aplicações completas para o futuro poderiam se tornar dados de acesso aberto.

Gane Ka-Shu Wong, um dos fundadores do BGI, que também ensina na Universidade Canadense de Alberta, disse que as origens pouco ortodoxas do grupo, de alguma forma, correspondem ao esquema de Pryer. Enquanto trabalhava no projeto do genoma humano no final dos anos 90, Wong sentiu que o processo da ciência tinha se tornado muito institucionalizado.

“O sistema de recompensa no típico laboratório governamental ou universitário é muito focado no indivíduo, não na equipe”, disse Wong. Juntamente com outros cientistas que sentiam o mesmo, Wong procurou um lugar para abrir suas portas.

“Nós decidimos que se quiséssemos mudar essa cultura, tínhamos que ir para um lugar onde não tínhamos praticamente nenhuma competição na época”, disse Wong. “Nos anos 90, um lugar era muito, muito diferente do que é hoje – esse lugar é a China”.

Sabendo que o genoma humano estava prestes a ser quebrado, a equipe rapidamente montou uma loja no exterior. Para o grande choque de seus pares, eles conseguiram completar sua contribuição de 1% para o projeto a tempo.

“Nós agora tínhamos provado que podíamos fazer isso, então aumentamos rapidamente. O governo se interessou, as empresas privadas se interessaram e, de repente, fomos massivos”, disse Wong.

Agora fornecendo testes e suprimentos hospitalares, além de oferecer uma gama completa de outros serviços biológicos, a empresa logo começou a ter lucro.

“Começamos a usar dinheiro de projetos comerciais para financiar o que chamamos de ‘ciência divertida'”, disse Wong, referindo-se a projetos que atraem os cientistas apenas porque eles respondem a uma pergunta, não necessariamente servindo uma função econômica.

“O resultado final é que somos um bando de cientistas que adoram fazer ciência e querem ganhar a vida. Até agora, tem sido bastante bem sucedido”, disse Wong. “O nosso objectivo é obter esta informação para que o maior número possível de pessoas possa aceder a ela”.

BGI também se concentrará em desvendar a complexa relação entre Azolla e as cianobactérias que são o seu companheiro de viagem mais próximo, algo que o BGI também vê como a chave para os usos futuros do feto e a expansão do seu estudo.

Outros que trabalham com a Azolla há décadas estão entusiasmados com as notícias.

Uma fortuna à frente para uma erva daninha?
“Este conhecimento dar-nos-á o controlo sobre a Azolla de uma forma que não tínhamos antes”, disse Francisco Carrapico na Universidade de Lisboa. “Podemos aumentar o sequestro de carbono e a fixação de nitrogénio, ou dar as propriedades da Azolla a outras plantas”. Encontrámos até químicos na Azolla que impedem a divisão celular”. A questão é quase o que vamos encontrar que a Azolla não pode fazer”

A samambaia tem um inconveniente, que ganhou uma reputação desagradável em partes da Europa e uma designação como erva daninha na América do Norte. A Azolla, como a maioria das algas, pode formar florescimentos maciços, como fez há 49 milhões de anos no Ártico, sufocando a vida abaixo.

Já nestes casos, Jonathan Bujak argumentou, “a floração é um sintoma”, geralmente devido aos altos níveis de nitrogênio.

Embora Pryer disse que suas motivações para perseguir Azolla eram principalmente acadêmicas, ela certamente vê o potencial para o capitalismo de risco crescer ao redor de Azolla no futuro.

“Queríamos um genoma para o povo, pelo povo”, disse Pryer com um risinho. Outros ainda pensam que algo além do aprendizado acadêmico, aplicações ambientais ou usos industriais deve ser ganho com o trabalho de Pryer.

“Azolla me fez perceber que as coisas na vida são muito diferentes do que nos são ensinadas”, disse Carrapico. “A vida é como a Internet: Tudo está invisivelmente ligado, mas esquecemo-nos disto tantas vezes. Não vemos como nos impactamos uns aos outros”. Podemos olhar para essas conexões e, através da biologia, investir em mudanças que irão melhorar o mundo que deixamos para trás”

Os esforços de financiamento para novas pesquisas terminam na quarta-feira, mas este certamente não será o capítulo final da saga Azolla, um conto que começou muito antes dos humanos habitarem o planeta e, provavelmente, continuará muito depois de termos partido.
*Correção (16/07/14): ClimateWire editou esta frase depois de publicada para corrigir os níveis errôneos de dióxido de carbono dados na versão original.

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