Microorganismos ancestrais emergem do derretimento das geleiras
O derretimento de geleiras causado pelo aquecimento global está liberando no meio ambiente bactérias e vírus até então desconhecidos. Esses microrganismos podem nos ajudar a enfrentar alguns dos principais problemas globais, da poluição por plásticos à resistência a antibióticos. Uma equipe de pesquisa está procurando por eles pela primeira vez nas geleiras suíças.
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O caminho até a geleira muda abruptamente, exigindo cuidados e nervos firmes. O que começou como um passeio sereno ao longo do lago da geleira se transformou em uma escalada sobre fragmentos irregulares de pedras e enormes pedregulhos.
Seguimos em frente com cuidado no terreno instável, tornado ainda mais escorregadio pelos riachos de água que descem pela montanha. De longe, um estrondo ecoa pela quietude: outra pedra caindo. “É bem assustador”, diz nosso guia Beat Frey.
Estamos em frente à Geleira do Ródano (Rhône) nos Alpes Suíços, com vista para uma área que ainda estava cobertaLink externo por uma espessa camada de gelo até cerca de 15 anos atrás.
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Frey, que trabalha para o Instituto Federal Suíço de Pesquisa Florestal, de Neve e Paisagística (WSL, na sigla em alemão), aponta para uma fenda transversal recém-formada que evoca uma ferida aberta na superfície da geleira. Outro pedaço da gigante branca logo desaparecerá.
Mas o desaparecimento da geleira vai muito além do gelo. “Não apenas a geleira está desaparecendo, mas também os organismos que ela contém”, diz Frey. A perda dessa herança biológica, ele acrescenta, nos priva de conhecimento crítico para entender como a vida se adapta a condições extremamente frias.
As geleiras ao redor do mundo estão encolhendo a uma taxa alarmante devido ao aquecimento global. O degelo dos glaciares aumenta os níveis do mar e reduz a disponibilidade de água em algumas regiões.
De acordo com um estudoLink externo recente do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique e da Vrije Universiteit de Bruxelas, Bélgica, no cenário mais otimista de baixa emissão, as mais de 200.000 geleiras do planeta (excluindo as da Groenlândia e da Antártida) perderão até 29% de seu volume até 2100. A parcela sobe para 54% em um cenário de alta emissão.
As geleiras nos Alpes estão entre as mais vulneráveis e podem desaparecer até o final deste século. As aproximadamente 1.400 geleiras na Suíça perderam metade de seu volume entre 1931 e 2016 e mais 12% entre 2016 e 2021.
As Nações Unidas declararam 2025 o Ano Internacional para a Conservação das GeleirasLink externo. O objetivo é aumentar a conscientização sobre o papel fundamental das geleiras, da neve e do gelo no sistema climático.
Milhares de microrganismos desconhecidos
Frey é um dos primeiros pesquisadores a coletar formas de vida de geleiras alpinas e permafrost, a camada permanentemente congelada do solo. Alguns anos atrás, outro projeto pioneiroLink externo também o levou ao Ártico.
Sua equipe costumava pensar que ambientes congelados eram inóspitos à vida devido às baixas temperaturas, falta de luz e nutrientes; rapidamente eles perceberam seu engano.
“Eu nunca esperei tanta biodiversidade. Você sempre encontra coisas novas no gelo e no permafrost”, diz Frey. Pesquisas no permafrost dos Alpes Suíços Orientais já descobriram dez novas espécies de bactérias e um novo fungo.
Descobertas semelhantes estão sendo feitas em outras partes do mundo. Recentemente, pesquisadores chineses identificaram mais de 10 mil espéciesLink externo de vírus no gelo do planalto tibetano.
Microrganismos presos por séculos ou milênios no gelo agora estão sendo liberados no meio ambiente devido ao aquecimento global. Sejam bactérias, vírus ou fungos, o que Frey e seus colegas coletam e analisam em seus laboratórios geralmente é novo para a ciência. E é isso que mais o fascina.
“Existem milhares de espécies de microrganismos no permafrost e no gelo, mas não sabemos quais são ou o que fazem”, diz ele.
Seu objetivo é documentar a biodiversidade microbiana dos Alpes Suíços antes que ela desapareça. Um novo projetoLink externo se concentra pela primeira vez em geleiras, especificamente em Morteratsch (no cantão de Grisões), Rhone (Valais) e Tsanfleuron (Valais e Vaud). Elas ficam ao longo de um eixo Leste-Oeste em todo o país e representam a diversidade microbiológica das geleiras alpinas.
“Há milhares de espécies de microrganismos no permafrost e no gelo, mas não sabemos quem são ou o que fazem”
Beat Frey
Novos medicamentos
Os microrganismos se encontram entre as formas de vida mais antigas do mundo e oferecem insights valiosos sobre a evolução do clima. “Eles detêm um registro único de mudanças climáticas passadas”, disse John PriscuLink externo, da Universidade Estadual de Montana, nos Estados Unidos. Ele é um dos maiores especialistas do mundo em biodiversidade microbiana em ecossistemas glaciais.
Analisar comunidades microbianas no gelo, por exemplo, pode revelar mudanças em temperaturas, umidade e correntes atmosféricas. Algumas bactérias presas no gelo podem produzir metano, um potente gás de efeito estufa, e influenciar o clima da Terra.
Esses organismos minúsculos, com apenas uma fração de milímetro de tamanho, também podem inspirar a criação de novos medicamentos e biotecnologias inovadoras. Alguns podem ser úteis na luta contra germes resistentes a antibióticos. A descoberta recente de bactérias e fungosLink externo que podem degradar plástico em baixas temperaturas também é muito promissora.
“Esta é a nossa visão de longo prazo: encontrar uma solução para alguns problemas globais”, diz Beat Frey, enquanto tira os crampons (solas de metal para o gelo) da mochila.
Chegamos à borda da geleira. Algumas centenas de metros rio acima, os pesquisadores do WSL montaram equipamentos para coletar microrganismos do gelo. Eles estão testando um novo método de filtragem desenvolvido na Suíça que também pode ser usado em outras regiões. Colocamos nossos crampons e pisamos na superfície gelada.
Exemplo de recuo das geleiras alpinas
A cobertura de neve derreteu quase completamente, observa Beat Frey enquanto subimos a geleira. Embora tenha caído muita neve novamente na primavera, as temperaturas do verão que se seguiram foram muito altas. Neste dia de final de agosto, a temperatura a cerca de 2.300 metros acima do nível do mar é de 14 °C (médiaLink externo de agosto para o período de 1991-2020 é de cerca de 10 °C).
Com cerca de oito quilômetros e uma área de cerca de 15 km2, a Geleira do Ródano (Rhône, em francês) é uma das maiores dos Alpes Suíços. O Ródano que flui dela é um dos rios mais importantes da Europa Ocidental.
Mas a geleira também é um exemplo emblemático dos efeitos do aquecimento global. Sua famosa caverna de gelo é uma grande atração turística agora isolada do resto da geleira. Ela é protegida por lençóis brancos de geotêxtil no verão para refletir os raios solares e desacelerar seu derretimento, mas o fim da geleira do Ródano parece inevitável.
O Ródano e as outras geleiras suíças perderam mais de 60 por cento de seu volume desde 1850. A taxa de degelo de 2,5 por cento registrada entre 2023 e 2024 excede a média da última década. A menos que as emissões de gases de efeito estufa sejam drasticamente reduzidas nos próximos anos, a maioria das geleiras alpinas pode desaparecer até o final do século, de acordo com vários estudosLink externo.
Cem quilos de gelo no laboratório
“Quantos litros temos?” Frey pergunta a seus colegas microbiologistas quando chegamos ao local temporário de coleta de microrganismos no topo da geleira do Rhone. Beat Stierli, um membro da equipe do WSL, bombeou água derretida de uma pequena piscina natural na geleira e a coletou em um saco plástico.
“A concentração de bactérias e vírus é muito baixa. Temos que bombear muita água se esperamos obter alguma coisa”, explica ele.
Sua equipe armazena a água em recipientes porque eles precisam filtrá-la duas vezes: uma para separar bactérias e fungos (microrganismos de tamanho maior) e uma para separar vírus.
>> Bactérias e vírus no gelo: o vídeo a seguir mostra como os pesquisadores coletam microrganismos da geleira e por que é importante preservá-los.
Quando perguntado se não seria mais fácil coletar água derretida na base da geleira, como outros pesquisadores fizeram, Frey diz que essas amostras poderiam estar “contaminadas” por partículas ou microrganismos trazidos pela água da chuva ou outros fatores externos.
Filtrar água diretamente na geleira requer precauções extras, como usar luvas de proteção para evitar contaminação e manter os filtros em recipientes estéreis.
No entanto, o novo método tem uma vantagem decisiva sobre a abordagem tradicional, que envolve extrair o núcleo e levar blocos de gelo para o laboratório. “É mais fácil transportar recipientes de plástico com filtros do que cem quilos de gelo de uma vez”, diz Beat Frey.
O método de filtragem também pode ser replicado em áreas remotas, como a Groenlândia e outras regiões do Ártico.
Patógenos antigos podem “despertar” do gelo?
Beat Frey espera encontrar microrganismos com propriedades úteis para a humanidade. No entanto, ele não pode descartar a descoberta de organismos indesejados e potencialmente perigosos.
Alguns cientistas alertamLink externo que vírus congelados por milênios no permafrost ártico na Sibéria podem “despertar” e circular novamente devido ao aquecimento global. Em 2020, amostras ambientais coletadas no arquipélago de Svalbard, no Ártico norueguês, revelaram a presença de bactériasLink externo que podem causar doenças.
+ Leia: Uma nova pandemia surgirá do gelo?
Quando Frey começou a pesquisar o permafrost há cerca de 15 anos, ele abordou seu trabalho com extrema cautela. No entanto, ele nunca encontrou algo ameaçador. A probabilidade de liberação de um patógeno do gelo derretido ou do permafrost alpino é “extremamente baixa”, ele afirma.
“As geleiras podem conter microorganismos benéficos para a saúde humana.”
Arwyn Edwards
Os micróbios das geleiras são altamente adaptados ao frio e dificilmente conseguem sobreviver em condições mais quentes. Embora possam infectar outros organismos nas proximidades, humanos e animais não estão entre seus hospedeiros habituais.
O risco, embora muito baixo, não pode ser totalmente descartado ao lidar com microrganismos desconhecidos, observa Arwyn EdwardsLink externo, diretor do Centro de Pesquisa Interdisciplinar em Microbiologia Ambiental da Universidade de Aberystwyth, no País de Gales, que não está envolvido no projeto suíço. Em vez disso, o oposto é verdadeiro, ele diz. “Pode haver microrganismos úteis para a saúde humana.”
600 litros de água derretida em três dias
No meio da tarde, as nuvens cobriram quase completamente o céu e lançaram uma longa sombra sobre a geleira. Um vento frio nos lembra que as condições nas montanhas podem mudar abruptamente.
Beat Frey está satisfeito. Hoje, seus assistentes bombearam cerca de 200 litros de água derretida, a mesma quantidade dos outros dois dias na geleira. Parte do tesouro microbiológico ameaçado dos Alpes está sendo preservado.
Mas ainda é muito cedo para dizer se os pesquisadores coletaram bactérias ou vírus potencialmente úteis. Eles primeiro precisam identificá-los e estudar suas propriedades no laboratório.
Do frio ao frio mais profundo
“Vai ficar um pouco frio”, avisa Benedikt Gruntz. Já faz algumas semanas desde o trabalho de campo e, embora agora estejamos em ambientes fechados, a temperatura é de apenas 4 °C, mais baixa do que na geleira do Ródano.
Gruntz acaba de abrir a porta de uma sala fria. Estamos na sede da WSL em Birmensdorf, nos arredores de Zurique, onde o jovem pesquisador está analisando amostras coletadas durante o verão.
Ele se interessa por vírus, e o tubo de ensaio que ele trouxe para a sala contém o que sobrou da filtragem da água derretida.
Gruntz precisa extrair o DNA para determinar de qual vírus se trata. Ele então enviará o material genético para uma empresa externa especializada em sequenciamento de DNA. Essa técnica permite decifrar o código genético e, assim, identificar e classificar microrganismos. A equipe do WSL acredita que pode haver centenas de tipos de vírus.
Vírus para combater bactérias resistentes a antibióticos
Gruntz se concentra em bacteriófagos (ou fagos), ou seja, vírus que infectam exclusivamente bactérias e, portanto, regulam populações microbianas. Fagos de ambientes extremos, como geleiras e permafrost, ele explica, podem ser usados para tratar infecções bacterianas em humanos que não respondem mais a antibióticos convencionais.
+ Leia: Uma arma contra superbactérias do rio Reno
A resistência antimicrobiana está aumentando em todo o mundo e causa mais de 1,2 milhão de mortesLink externo por ano, mais do que o HIV ou a malária. A resistência aos antibióticos é considerada uma das 10 maiores ameaças globais à saúde, apelidada de “pandemia silenciosa” pelas Nações Unidas.
O uso de fagos na medicina ainda é incomum, mas mostra grande promessa. Em 2023, o Hospital Universitário de Genebra usou alguns pela primeira vez para tratarLink externo um paciente com infecção pulmonar bacteriana crônica.
>> O vídeo a seguir ilustra como um bacteriófago infecta e destrói uma bactéria:
Banco para preservar bactérias
As bactérias e fungos coletados de geleiras e permafrost suíços são armazenados em um freezer especial no WSL. Este bancoLink externo, uma espécie de “arquivo vivo”, os preserva a -80 °C. Atualmente, ele contém cerca de 1.200 espécies de bactérias e cerca de 300 espécies de fungos, também da Groenlândia, Rússia e Ilhas Svalbard, na Noruega.
O biobanco WSL é provavelmente o único no mundo com bactérias e fungos que vivem em ambientes frios, de acordo com sua administradora, Anja Werz.
>> Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre este biobanco exclusivo e sua importância:
Potenciais candidatos para novos medicamentos
O objetivo do projeto não é apenas preservar a biodiversidade microbiana de geleiras e permafrost, mas estudar suas características. As bactérias podem produzir novas moléculas com propriedades anticâncer, antibióticas ou antioxidantes, diz Werz.
Os cientistas do WSL estão particularmente interessados em proteínas e enzimas que permitem que as bactérias sobrevivam em ambientes frios, com algumas mostrando potencial para combater a resistência a antibióticos, explica Beat Frey. “Esta seria uma descoberta notável.”
Bactérias do gênero estreptomicetos, conhecidas por seu papel na produção de antibióticos, já foram identificadas como candidatas promissoras.
Bactérias que comem plástico
Algumas bactérias isoladas nos Alpes Suíços e no Ártico podem degradar dois tipos de plásticos, o poliuretano e o tereftalato de adipato de polibutileno, em temperaturas tão baixas quanto 15 °C. Esses plásticos são encontrados em esponjas domésticas, tênis e sacolas biodegradáveis.
A descoberta recente e revolucionária mostra que enzimas dessas bactérias podem ser usadas dentro de um biorreator para degradar plásticos. Esse dispositivo semelhante a um reservatório usa microrganismos para quebrar as ligações químicas no plástico e transformá-lo em fragmentos menores e recicláveis.
Enzimas ativas em baixas temperaturas também podem nos ajudar a reduzir o consumo de energia de certos processos industriais, de acordo com Beat Frey. “Elas seriam muito úteis em um momento em que precisamos de soluções que consumam pouca energia.”
‘Somos apenas microbiologistas’
Os cientistas do WSL agora planejam fazer uma triagem das amostras armazenadas no biobanco com o objetivo de encontrar espécies capazes de quebrar os polímeros que compõem os plásticos.
O próximo passo será identificar as enzimas responsáveis. “Isso nos permitirá sintetizá-las em laboratório e produzi-las em larga escala”, explica Beat Frey. Um dia, essas enzimas poderão ser integradas diretamente ao plástico durante a fase de fabricação, o que facilitaria sua degradação.
Mas ainda há um longo caminho a percorrer. “Somos apenas microbiologistas. Podemos fornecer o básico, mas outros participantes, como a indústria, precisam assumir [a tarefa]”, diz ele.
No futuro, o biobanco de bactérias e fungos do gelo e do permafrost será transferido para a Coleção de Culturas da Suíça (CCSLink externo), o arquivo nacional de microrganismos do governo federal, que fornecerá um local seguro para as próximas décadas.
As geleiras na Suíça e ao redor do planeta continuarão a derreter. Uma mudança de curso no uso de combustíveis fósseis não está no horizonte. Mas os cientistas suíços que viajam até as geleiras em busca de respostas acreditam que se puderem fornecer soluções para outras grandes crises do planeta, seu derretimento não terá sido em vão.
Edição: Sabrina Weiss
Adaptação: DvSperling
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