Os microbiomas, microrganismos que povoam ambientes específicos, são conhecidos por incluir espécies bacterianas benéficas e prejudiciais. Compreender como os microbiomas destrutivos se originam em ambientes em mudança e seus efeitos no meio ambiente e na saúde humana pode ajudar enfrentando os desafios do bem-estar global de forma mais eficaz.
Pesquisadores da Universidade Politécnica de Hong Kong e instituições e universidades na China e nos EUA realizaram recentemente um estudo investigando as composições e origens dos microbiomas transportados pelo ar (ou seja, transportados pelo ar) na Terra. Suas descobertas, publicadas no Proceedings of the National Academy of Sciences, mostram que humanos e animais estão entre as principais fontes de bactérias globais transportadas pelo ar.
“Passamos um total de cerca de nove anos neste estudo global, incluindo a elaboração da proposta inicial, realização de amostragem em todo o mundo, coleta e processamento de dados e redação e revisão do manuscrito”, Xiangdong Li, um dos principais pesquisadores que realizou o estudo, disse Phys.org. “Nós estabelecemos um atlas abrangente de bactérias transportadas pelo ar com implicações para microbiologia, ecologia, poluição do ar e saúde pública, e acreditamos que as bactérias transportadas pelo ar atrairão cada vez mais atenção de todos os setores da sociedade”.
Para compilar seu atlas de bactérias globais transportadas pelo ar, Li e seus colegas obtiveram e organizaram um conjunto de dados contendo 76 amostras de ar recém-coletadas (compostos de 803 amostras semanais). Eles então combinaram esse conjunto de dados com outras 294 amostras de ar coletadas como parte de estudos científicos respeitáveis, cobrindo 63 lugares ao redor do mundo.
As amostras usadas pelos pesquisadores foram coletadas em uma grande variedade de locais, desde telhados em áreas urbanas até cumes de altas montanhas e o Círculo Ártico. A esperança deles era que isso lhes permitisse identificar a distribuição biogeográfica de bactérias transportadas pelo ar, como os ecossistemas e ambientes associados a diferentes tipos de bactérias.
“Uma de nossas descobertas mais interessantes é a diversidade microbiana máxima de microrganismos em regiões latitudinais intermediárias, que é radicalmente diferente do gradiente latitudinal decrescente típico do padrão de diversidade de organismos macroscópicos”, disse Li.
Ao analisar a biblioteca de bactérias transportadas pelo ar que compilaram, Li e seus colegas descobriram que os lugares da Terra com a maior variedade de microbiomas existentes no ar estão nas chamadas regiões latitudinais intermediárias (ou médias). Isso faria sentido, pois essas regiões são conhecidas por estarem associadas a ecossistemas de microbiomas mais ricos e maior biodiversidade de comunidades de bactérias.
“Verificamos no estudo que as atividades humanas tiveram um impacto maior na comunidade microbiana em comparação com ambientes de fundo e ar relativamente puro, como 4.000 m de altitude no Tibete”, disse Li. “As atividades humanas certamente mudaram a estrutura dos microbiomas no ar ambiente, particularmente com uma maior abundância de bactérias patogênicas no ar urbano. Assim, ainda precisamos defender esforços para proteger os ecossistemas naturais”.
Li e seus colegas estimaram que a riqueza de bactérias na atmosfera (∼109) é comparável à riqueza de bactérias na chamada hidrosfera (ou seja, a região que contém todas as águas da superfície da Terra).
“Com o rápido desenvolvimento da biotecnologia, agora podemos ver mais do mundo microbiano global e gradualmente romper as limitações das observações biológicas tradicionais”, explicou Li. “Assim, recomendamos que mais conhecimento microbiológico seja abordado em futuros livros didáticos, incluindo uma discussão sobre o novo padrão biogeográfico de microbiomas, para ajudar o público a entender mais sobre o mundo microbiano invisível na Terra”.
Após a pandemia de COVID-19, muitas pessoas em todo o mundo ficaram mais conscientes de como o ar da Terra pode promover a transmissão rápida de microbiomas nocivos, como vírus e patógenos. O trabalho recente dessa equipe de pesquisadores oferece uma visão interessante sobre a distribuição desses microrganismos invisíveis e ainda assim amplamente impactantes.
Como parte de seu estudo recente, Li e seus colegas se concentraram principalmente nos mecanismos por trás da distribuição geográfica de diferentes microbiomas na Terra. Como as amostras coletadas foram obtidas em apenas um ciclo de um ano, eles não conseguiram explorar com segurança os processos que sustentam a evolução desses microbiomas ao longo do tempo.
“Os processos evolutivos também impulsionam a biogeografia microbiana e até ocorrem em escalas ecológicas devido às mudanças nas condições ambientais”, explicou Li. “Portanto, futuros trabalhos de amostragem sistemática com um período mais longo (cerca de 10 anos) devem ser conduzidos para alcançar uma compreensão abrangente dos mecanismos que moldam vários padrões macroecológicos e estruturas da comunidade bacteriana”.
No futuro, as descobertas reunidas por essa equipe de pesquisadores poderão inspirar o desenvolvimento de estratégias voltadas para o aumento da biodiversidade, para promover a proliferação de uma gama mais ampla de microbiomas ecologicamente benéficos. Além disso, a biblioteca de microbiomas que eles compilaram poderia ser usada por outros cientistas ambientais para avaliar os efeitos da urbanização e outras atividades humanas na distribuição do microbioma.
“Agora planejamos sondar a comunidade bacteriana metabolicamente ativa em relação à sua função na atmosfera (por exemplo, nucleação de gelo, transformação de poluentes, interações com outros componentes biológicos, etc.) comunidades bacterianas saudáveis/metabólitos secundários e/ou efeitos perigosos, como alérgenos, patógenos, resistência antimicrobiana, etc.)”, acrescentou Li.
“Também planejamos expandir o escopo dos microbiomas transportados pelo ar (por exemplo, fungos, vírus, alérgenos etc.) microbioma da Terra.”
Publicado em 09/11/2022 00h11
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