O semiárido nordestino brasileiro guarda segredos invisíveis a olho nu. Entre espinhos e climas extremos, os cactos convivem com um inimigo persistente: insetos que sugam a seiva e podem comprometer seu crescimento. O que pouca gente imagina é que dentro deles, bactérias microscópicas cumprem um papel vital para sua sobrevivência.
Agora, pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) começam a desvendar como essa parceria funciona.
O estudo, publicado na revista Biology, analisou micro-organismos que vivem dentro da cochonilha, espécie de inseto que ataca o cacto Opuntia stricta, planta essencial para alimentação de rebanhos no semiárido. A pesquisa revelou que uma bactéria chamada Candidatus Uzinura diaspidicola está presente em praticamente todos os insetos estudados e tem papel fundamental na sobrevivência da praga.
Em locais onde a infestação era mais intensa, a diversidade de outras bactérias diminuía, sinal de que os insetos podem estar se adaptando para resistir melhor às condições hostis impostas pelas plantas.
Classificação dos níveis de infestação de insetos nas plantas Opuntia stricta. Imagem: Reprodução da pesquisa
Para chegar a esses resultados, os pesquisadores coletaram insetos em diferentes níveis de infestação e analisaram amostras de DNA para identificar quais bactérias estavam presentes.
As informações foram processadas em softwares que comparam milhares de sequências genéticas e indicam como cada bactéria atua dentro do inseto. Segundo o professor Matheus Augusto, orientador da pesquisa, as análises mostraram que o endossimbionte Uzinura domina as amostras, sugerindo um papel simbiótico essencial para a sobrevivência do inseto.
A etapa de análise dos dados contou com o apoio do Núcleo de Processamento de Alto Desempenho (NPAD/UFRN), unidade de supercomputação da UFRN, que forneceu a infraestrutura necessária para lidar com o grande volume de informações biológicas geradas no estudo. Segundo Matheus, o uso de seus recursos foi essencial para executar pipelines de bioinformática com eficiência e precisão.
A capacidade de processamento do núcleo permitiu que o grupo rodasse análises avançadas e reprodutíveis, fundamentais para interpretar o microbioma dos insetos e compreender a relação entre eles e os cactos.
Esses achados ajudam a compreender como insetos e bactérias evoluem juntos e se adaptam a ambientes extremos. “Os resultados têm potencial impacto social na promoção da segurança alimentar e sustentabilidade em regiões semiáridas, como o Nordeste brasileiro, onde o cacto Opuntia stricta é importante para a alimentação de rebanhos durante secas”, afirmou Matheus.
Compreender a relação entre os insetos e seus micro-organismos pode ajudar a criar estratégias de controle biológico mais naturais, reduzindo a dependência de inseticidas químicos. Isso diminuiria a resistência das pragas e o acúmulo de substâncias tóxicas no solo e na cadeia alimentar. “Esses achados podem apoiar a proteção de cactos forrageiros, fortalecendo a resiliência econômica e cultural de comunidades rurais”, complementou o pesquisador.
A pesquisa também envolveu o grupo do professor Rodrigo Juliani Siqueira Dalmolin, do Departamento de Bioquímica (DBQ) do Centro de Biociências (CB/UFRN), responsável pelas análises computacionais, juntamente com o doutorando em Bioinformática (PPGBioinfo/UFRN), João Cavalcante.
Ele explica que, para investigar a microbiota da cochonilha, é realizado o processamento de dados de amplicons do gene 16S rRNA, uma técnica que permite identificar a ‘identidade’ das bactérias presentes nas amostras por meio de sequenciamento genético. A análise computacional foi executada por meio do nf-core/ampliseq, um fluxo de trabalho (pipeline) pertencente à comunidade nf-core, uma iniciativa internacional que desenvolve e mantém pipelines de análise de dados biológicos reprodutíveis, padronizados e revisados por pares.
“O uso desse pipeline, juntamente com a infraestrutura do Núcleo de Processamento de Alto Desempenho (NPAD) aqui da UFRN, permitiu que produzíssemos os resultados observados por nossos colaboradores: à medida que a infestação na palma aumenta, a comunidade de bactérias do inseto tende a se tornar mais especializada e dominada pelo simbionte Candidatus Uzinura. Rotineiramente, em nosso grupo, colaboramos em projetos de análise de dados de sequenciamento genético como esse. É sempre uma boa experiência para ambos os lados ver os resultados que podemos obter com o nosso know-how em bioinformática e a infraestrutura local da UFRN”, destaca João Cavalcante.
O trabalho reforça o caráter interdisciplinar do estudo, que uniu especialistas em biologia, bioquímica e bioinformática. “Essa integração reforça o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis de controle de pragas, essenciais para a proteção da Opuntia stricta, uma cultura de grande relevância para a agricultura de sequeiro e para a alimentação animal e humana”, destacou Matheus.
Os próximos passos incluem ampliar o número de amostras e adotar novas ferramentas genéticas para investigar com mais profundidade o papel das bactérias simbióticas. O grupo pretende estudar como esses micro-organismos ajudam os insetos a lidar com compostos tóxicos produzidos pelos cactos e avaliar se é possível manipular essas bactérias para conter infestações de forma mais ecológica.
Objetivo Estratégico
O impacto social desta pesquisa na promoção da segurança alimentar e da sustentabilidade em regiões semiáridas está em conformidade com os indicadores 14 e 15 do Plano de Gestão da UFRN (2023–2027), que visam, respectivamente, ao aumento da participação discente em ações de empreendedorismo e empreendedorismo social e ao fortalecimento de programas estruturantes, projetos e cursos de extensão inovadora com impacto no desenvolvimento regional. LEIA NO PORTAL UFRN
