Agrogenômica: o estudo da vida invisível dos solos que desvenda microrganismos desconhecidos

Os solos estão entre os ambientes mais biodiversos do planeta. Um único grama de solo pode abrigar entre 10 e 100 bilhões de células bacterianas, pertencentes a milhares ou mesmo dezenas de milhares de espécies diferentes.

E o mais impressionante desse mundo em escala reduzida é que a maior parte das espécies identificadas por análises genéticas no solo ainda não possui nome, função ou registro na ciência e menos de 1% das 10 bilhões de espécies que habitam o interior e a superfície do solo são catalogadas.

Mas compreender esse complexo mundo subterrâneo exige ir além da identificação dos microrganismos. Como em uma floresta - em que todos os seres vivos que nela existem se relacionam com o ambiente -, o estudo do solo precisa não só identificar os seres que ali habitam, mas também compreender as relações entre eles.

Se em apenas um grama de solo bilhões de organismos trabalham em rede, trocando nutrientes, protegendo o ambiente e produzindo substâncias que ainda sequer conhecemos, é fundamental que a conheçamos melhor esse ambiente.

Uma rede científica para estudar esse pequeno grande mundo

Nessa área de estudos, temos dois conceitos fundamentais: microbiota, que corresponde ao conjunto de fungos, bactérias e outros organismos presentes no solo; e microbioma, que considera também os genes, funções metabólicas e interações que tornam esses organismos capazes de atuar no ambiente. Em outras palavras, um microbioma engloba, além de seus "habitantes", suas interações e funções.

É nesse cenário microscópico, e ao mesmo tempo gigantesco, que buscamos respostas para desafios da agricultura, da sustentabilidade e até da saúde pública. Dentro do Novo Arranjo de Pesquisa e Inovação (NAPI) Agrogenômica: Microbioma de Solos, nosso objetivo é criar um dos maiores bancos de dados sobre microbiomas agrícolas do mundo, reunindo informações genéticas, químicas, físicas, ambientais e biológicas de milhares de amostras coletadas em diferentes regiões do Paraná.

O NAPI Agrogenômica: Microbioma de Solos integra uma grande rede colaborativa articulada pela Fundação Araucária. A iniciativa reúne mais de 30 pesquisadores de diferentes instituições do Paraná, conectando universidades, laboratórios, equipamentos e especialistas de áreas diversas.

O projeto surgiu da necessidade de ampliar o uso das tecnologias genômicas no agronegócio paranaense. O Paraná é um dos maiores produtores de alimentos do mundo e precisa fortalecer a pesquisa genômica voltada ao campo.

O objetivo do NAPI é ambicioso: coletar amostras das dez mesorregiões do Paraná, acompanhando propriedades rurais ao longo de cinco anos. A pesquisa prevê visitas semestrais às áreas agrícolas, sempre comparando os pontos mais produtivos e menos produtivos de cada propriedade.

Mas a preocupação vai além de coletar o solo e realizar análises. O objetivo é compreender tudo o que aconteceu naquele ambiente e como a história de uso da propriedade pode ajudar a explicar os resultados encontrados.

Ao final do projeto, a expectativa é coletar 8 mil amostras . Os dados serão utilizados para identificar padrões relacionados à produtividade, manejo agrícola e presença de microrganismos específicos.

Muitos dados, muitos usos

Nesse processo, há uma grande complexidade para analisar e registrar todas essas amostras. A estimativa é que o projeto produza cerca de 250 terabytes de dados científicos. Para dar conta desse volume de informação, o material será centralizado numa plataforma do grupo na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) de Toledo, responsável pela integração das análises e construção dos bancos de dados. A dimensão do banco de dados e a integração das informações produzidas tornam o projeto único.

Apesar do foco agrícola, o NAPI também dialoga diretamente com o conceito de One Health, que entende a saúde humana, animal e ambiental como elementos interligados. Entre nossas metas, está a identificação de genes de resistência antimicrobiana presentes no solo. O objetivo é compreender como esses genes circulam no ambiente e quais impactos podem gerar na saúde pública.

A busca por genes de resistência antimicrobiana está totalmente conectada à saúde humana, e nossa expectativa é que os dados produzidos possam futuramente subsidiar políticas públicas e debates legislativos relacionados ao uso de antimicrobianos e às práticas agrícolas.

De volta ao produtor

Também temos a preocupação de transformar os dados científicos em informações acessíveis aos produtores rurais. Todos os anos, os participantes devem receber relatórios com os resultados das análises realizadas em suas propriedades. Uma plataforma gratuita de previsibilidade agrícola também é uma das entregas previstas.

A ideia é que produtores possam inserir informações sobre suas áreas e receber recomendações baseadas nos padrões identificados pelo projeto, devolvendo aos produtores e à sociedade o investimento aplicado.

Acreditamos que o solo guarda um potencial imenso de descobertas, capaz de impactar a agricultura e até diferentes áreas da saúde, da tecnologia e da sustentabilidade. No fim, a proposta do projeto é abrir uma caixa de soluções, capaz de revelar, nos próximos anos, respostas escondidas há milhões de anos sob nossos pés.

Glacy Jaqueline da Silva recebe financiamento da Fundação Araucária.

Guilherme de Souza Oliveira não presta consultoria, trabalha, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que poderia se beneficiar com a publicação deste artigo e não revelou nenhum vínculo relevante além de seu cargo acadêmico.