New research suggests that some of the most effective allies against bee diseases and crop infections are hiding in plain sight, clinging to grains of pollen and hitching a ride on honeybees as they forage.
Defensores escondidos dentro de cada grão de pólen
As colónias de abelhas em todo o mundo enfrentam um acumular de ameaças biológicas: vírus, bactérias, fungos e parasitas. Foram identificados mais de 30 patógenos diferentes nas colmeias, e muitos deles danificam as larvas que mantêm as colónias em funcionamento.
Ao mesmo tempo, os tratamentos tradicionais começam a falhar. Os antibióticos usados na apicultura podem perturbar o microbioma intestinal das abelhas e deixar resíduos na cera e no mel. Alguns patógenos, incluindo a bactéria responsável pela loque americana, mostram agora sinais claros de resistência.
Perante este cenário sombrio, cientistas do Washington College e da University of Wisconsin–Madison procuraram num local que quase ninguém tinha verificado: o microbioma do pólen armazenado dentro das colmeias.
O pólen não é apenas alimento para as abelhas. É uma comunidade viva e densa de aliados microscópicos que pode moldar a saúde da colmeia.
A equipa isolou 34 estirpes das chamadas actinobactérias, tanto de pólen de plantas como de pólen armazenado em colmeias de abelhas melíferas. Quase três quartos pertenciam ao género Streptomyces, um grupo de bactérias já famoso na medicina por produzir antibióticos naturais.
Estes microrganismos foram encontrados em flores, em abelhas forrageadoras e dentro das colmeias, sugerindo um fluxo constante entre plantas e polinizadores. À medida que as abelhas percorrem a paisagem a recolher pólen, também recolhem e redistribuem estas comunidades bacterianas.
Porque é que a diversidade floral importa para a saúde das abelhas
A diversidade de microrganismos no pólen revelou depender fortemente da diversidade de plantas em redor. Em paisagens com uma variedade de flores silvestres e culturas, as comunidades bacterianas no pólen eram mais ricas e complexas. Em zonas dominadas por monoculturas, eram visivelmente mais pobres.
Esta ligação tem implicações fortes para a agricultura e a conservação. Sugere que campos plantados com uma única cultura podem não só privar as abelhas de nutrição variada, como também de um amplo conjunto de microrganismos benéficos.
- Paisagens mistas e ricas em flores: microbioma benéfico mais rico no pólen
- Monoculturas: diversidade microbiana reduzida e menos bactérias protectoras
- Mais espécies de plantas: mais oportunidades de hospedar estirpes úteis de Streptomyces
Por outras palavras, a diversidade floral pode ajudar a construir escudos microbianos em torno das colónias de abelhas, enquanto paisagens simplificadas removem esses escudos de forma silenciosa.
Antibióticos naturais que combatem doenças das abelhas e das plantas
Os investigadores não se ficaram por catalogar bactérias. Testaram como estas estirpes de Streptomyces residentes no pólen se comportavam quando confrontadas com seis patógenos-chave: três que atacam abelhas e três que danificam culturas agrícolas importantes.
Em testes laboratoriais de “competição”, quase todos os isolados abrandaram significativamente o crescimento de Aspergillus niger, um fungo que causa a doença do cria-pedra nas abelhas. A cria-pedra infecta as larvas, transformando-as em múmias endurecidas, semelhantes a pedra, que podem espalhar a infecção de forma silenciosa pela colmeia.
Várias estirpes também actuaram contra Paenibacillus larvae, a bactéria responsável pela loque americana, uma das doenças mais temidas na apicultura. Esta infecção pode dizimar colónias inteiras e muitas vezes obriga os apicultores a queimar colmeias contaminadas.
Do lado das plantas, os mesmos microrganismos mostraram efeitos fortes contra patógenos por detrás do fogo bacteriano, murchidões e podridões radiculares, incluindo doenças que atacam macieiras, tomateiros e batateiras. Estas infecções causam grandes perdas económicas em todo o mundo e são frequentemente combatidas com pesticidas sintéticos ou pulverizações à base de cobre.
As mesmas bactérias do pólen podem defender larvas de abelhas e proteger macieiras ou tomateiros, ligando directamente a saúde da colmeia à resiliência das culturas.
Um arsenal químico produzido por micróbios
Análises genéticas e químicas revelaram que estas estirpes de Streptomyces produzem uma vasta gama de compostos bioactivos. Entre eles:
| Família de compostos | Função |
|---|---|
| PoTeMs (macrolactamas policíclicas) | Moléculas antimicrobianas de largo espectro que podem perturbar o crescimento bacteriano ou fúngico |
| Surugamidas | Péptidos cíclicos com actividade potente contra vários microrganismos |
| Loboforinas | Moléculas tipo antibiótico conhecidas, com toxicidade relativamente baixa para organismos não-alvo |
| Sideróforos (agentes captadores de ferro) | Privam os patógenos de ferro, um nutriente-chave, e remodelam o ambiente microbiano |
Estes compostos tendem a ser estáveis e actuam sobre uma vasta gama de organismos-alvo, o que os torna candidatos apelativos tanto para a apicultura como para a protecção de culturas. Ao contrário de muitos químicos sintéticos, são produzidos dentro de um sistema vivo já integrado nas interacções planta–abelha.
De simbiontes das plantas a guarda-costas da colmeia
Uma parte crucial desta história está na origem destes microrganismos. Os investigadores encontraram marcadores genéticos que mostram que as bactérias não são passageiros aleatórios. São endófitos: microrganismos que vivem dentro dos tecidos das plantas sem causar doença.
Os seus genomas incluem genes que as ajudam a entrar nas plantas, sobreviver nelas e até estimular o crescimento vegetal ao produzir hormonas como auxinas e citocininas. Também produzem sideróforos como a desferrioxamina, que ajudam a captar ferro no solo e dentro dos seus hospedeiros vegetais.
À medida que as flores se formam, estas bactérias endofíticas alcançam as estruturas reprodutivas e acabam dentro ou à superfície dos grãos de pólen. Quando as abelhas chegam para recolher pólen, recolhem sem o saber uma carga de microrganismos benéficos juntamente com o pó amarelo.
Cada viagem de forrageamento pode funcionar como uma rota de entrega microbiana, levando simbiontes das plantas para a colmeia, onde continuam a produzir moléculas protectoras.
De volta à colmeia, o pólen é compactado, fermentado e armazenado como “pão de abelha”, um alimento básico rico em proteína para larvas e abelhas nutrizes. As estirpes de Streptomyces continuam activas nesse ambiente, potencialmente criando uma barreira química em torno desta fonte vital de alimento e em torno do desenvolvimento dos jovens.
Uma parceria a três que molda a agricultura
Este sistema forma uma relação tripartida marcante: as plantas hospedam bactérias endofíticas, as abelhas transportam-nas, e tanto as abelhas como as culturas ganham protecção. A qualidade desta relação depende do ambiente em redor.
Onde existem sebes, faixas de flores silvestres e culturas variadas, a rede microbiana é mais rica e resiliente. Onde as paisagens são simplificadas e os pesticidas são usados intensivamente, essa rede pode desgastar-se, enfraquecendo defesas naturais que evoluíram ao longo de milhões de anos.
Rumo a estratégias sem químicos para apicultores
Hoje, muitos apicultores dependem de dois antibióticos principais, oxitetraciclina e tilosina, para gerir doenças bacterianas. Estes fármacos podem salvar colmeias a curto prazo, mas têm custos: resistência, acumulação de resíduos e perturbações nos micróbios internos das abelhas que apoiam a digestão e a imunidade.
A ideia que emerge deste trabalho é passar de matar micróbios indiscriminadamente para adicionar cuidadosamente os protectores. Em vez de inundar colmeias com antibióticos, os apicultores poderiam introduzir estirpes seleccionadas de Streptomyces, idealmente isoladas de plantas locais, em pastas de pólen ou formulações dedicadas.
Reforçar o escudo microbiano da própria colmeia pode reduzir a dependência de antibióticos de largo espectro e manter a biologia das abelhas mais próxima do seu estado natural.
Abordagens-piloto poderiam incluir revestir alimentos suplementares com bactérias benéficas, ou tratar misturas de sementes em faixas floridas para que as plantas cresçam já colonizadas por endófitos protectores. Com o tempo, estes microrganismos circulariam naturalmente entre flores e colmeias.
Benefícios indirectos para agricultores e segurança alimentar
As mesmas bactérias que protegem larvas de abelhas contra cria-pedra e loque também actuam contra o fogo bacteriano em macieiras ou doenças de murchidão em hortícolas. Isto levanta a possibilidade de ferramentas partilhadas e de baixo impacto que apoiem simultaneamente polinizadores e colheitas.
Em sistemas agrícolas, formulações à base de Streptomyces poderiam ser aplicadas a sementes, raízes ou folhagem para estabelecer comunidades protectoras antes de os patógenos atacarem. Usadas em conjunto com restauro de habitats e redução do uso de pesticidas, poderiam integrar planos de protecção integrada que se alinhem com a conservação das abelhas, em vez de a comprometerem.
Termos-chave e cenários do mundo real
Para leitores não familiarizados com microbiologia, vale a pena clarificar alguns conceitos:
- Endófito: microrganismo que vive dentro dos tecidos das plantas sem causar doença, muitas vezes oferecendo benefícios como promoção do crescimento ou protecção contra patógenos.
- Microbioma: o conjunto completo de bactérias, fungos e outros microrganismos que vivem num determinado ambiente, desde um grão de pólen até uma colmeia.
- Composto antimicrobiano: substância química que pode abrandar ou impedir o crescimento de microrganismos, como bactérias ou fungos.
Imagine um pomar comercial típico: filas de macieiras, algumas colmeias trazidas para polinização e pulverizações regulares de fungicidas. Num contexto assim, o microbioma do pólen pode ser relativamente pobre, e os tratamentos químicos podem reduzir não só os patógenos, mas também bactérias úteis.
Agora compare com uma exploração diversificada que mantém bordaduras de flores silvestres, mistura culturas e reduz o uso de pesticidas. Aqui, as abelhas alimentam-se num buffet mais amplo de plantas carregadas de diferentes endófitos. As colmeias recebem um influxo constante de microrganismos protectores, e as mesmas bactérias colonizam raízes e folhas, travando doenças das culturas antes de se intensificarem.
Ainda existem riscos e perguntas sem resposta. Introduzir a estirpe errada pode perturbar equilíbrios microbianos existentes. A utilização em larga escala exige testes cuidadosos para evitar impactos não intencionais na vida do solo ou em insectos não-alvo. Ainda assim, esta abordagem muda a conversa de “Como matamos o patógeno?” para “Como reconstruímos as redes protectoras que antes o mantinham sob controlo?”.
À medida que a pressão aumenta sobre os sistemas alimentares devido a alterações climáticas e perda de biodiversidade, os grãos de pólen a flutuar sobre um campo começam a parecer menos poeira e mais veículos de entrega finamente afinados para a resiliência - se cientistas, agricultores e apicultores optarem por trabalhar com eles.
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