Um pesquisador do International Rice Research Institute transfere novos espécimes de arroz dentro de seu banco de genes de arroz nas Filipinas. Jens Aznar / AFP / Getty Images É praticamente impossível introduzir a ideia de bancos de genes sem trazer à tona a história bíblica de Noah. A figura do Velho Testamento amontoou dois de cada animal em um enorme barco de madeira para enfrentar uma enchente catastrófica. As chuvas vieram, o barco carregava sua preciosa carga acima das ondas e tudo o mais se afogava nas profundezas. Depois que as águas finalmente baixaram, os animais desembarcaram para repovoar um local devastado, Terra alagada.
Quer você considere essa história um fato ou um mito, O empreendimento de Noah compartilha muitas semelhanças marcantes com os esforços atuais para estabelecer bancos de genes . Não há navios gigantes de madeira desta vez, e o escopo vai muito além de reunir gado e animais exóticos. Em vez de, os pesquisadores se ocupam coletando amostras genéticas de milhares de plantas e animais e armazenando-as em cofres congelados.
De um organismo genes são essencialmente seus projetos, filamentos meticulosamente detalhados de DNA em cada célula viva. Congelando adequadamente este material genético, podemos preservar as plantas por muito tempo.
Por um lado, esses esforços estão muito de acordo com os de Noah. Existem atualmente mais de 900 espécies de animais ameaçadas de extinção no planeta, de acordo com o Serviço de Pesca e Vida Selvagem dos EUA. Em vez de enfrentar um dilúvio de Deus, eles são amplamente ameaçados por condições trazidas por séculos de expansão humana, exploração e poluição. Se preservarmos seus genes agora, os cientistas acham que seremos capazes de reintroduzi-los por meio da clonagem mais tarde. Da mesma forma, muitas espécies de plantações também estão ameaçadas.
Mas os bancos de genes são mais do que apenas um sistema de backup global para a próxima vez que a raça humana excluir acidentalmente um arquivo importante. Ao coletar os planos diretores genéticos para as plantas e animais do planeta, somos mais capazes de estudar o funcionamento interno do mundo natural.
Neste artigo, veremos os esforços atuais para coletar e armazenar os genes das criaturas vivas da Terra, de plantações de alimentos e animais selvagens extintos aos perfis de DNA de populações humanas inteiras. Você poderia dizer que estamos economizando para um dia chuvoso.
A Estação de Introdução da Planta Regional Centro Norte em Iowa cataloga mais de 10, 000 variedades de milho. Aurora / Getty Images Se você parar e olhar para a civilização ao seu redor, é provável que você encontre alguns pontos turísticos verdadeiramente incríveis:aeronaves e arranha-céus tocando as nuvens, redes de energia e sistemas rodoviários cruzando a terra e redes de comunicação invisíveis envolvendo grande parte do planeta. No entanto, todas as nossas maiores conquistas na ciência, arte e filosofia remontam a um avanço crucial:a agricultura doméstica. Quando os primeiros humanos finalmente começaram a abandonar o estilo de vida de caça e coleta para uma vida permanente e cultivo de safras, eles finalmente tiveram tempo para se dedicar a muito do que conhecemos como cultura humana.
Enquanto os primeiros humanos dependiam de uma variedade de recursos vegetais e animais eliminados, desde então, chegamos ao ponto em que enormes campos sustentam uma única safra de alimentos que alimenta milhões. Isso coloca nosso suprimento de alimentos em uma situação muito delicada. O que acontecerá se a mudança climática introduzir novas pragas ou tornar uma área inóspita para uma lavoura anterior? E se doenças ou desastres naturais e provocados pelo homem o eliminarem? Ao armazenar os genes por trás dessas plantações, nós nos fornecemos um backup - dinheiro no banco, por assim dizer.
Mas as principais safras comerciais não são as únicas espécies que os pesquisadores coletam em bancos de genes. Veja a batata comum, por exemplo. Não é a única batata no freezer - os pesquisadores armazenam milhares de tubérculos de diferentes partes do mundo para proteger as batatas fritas e os Tater Tots do futuro. Se surgir uma doença que atinja uma das principais espécies de tubérculos alimentares, talvez outro, espécies menos conhecidas servirão como um substituto adequado ou conterão informações genéticas essenciais para criar uma espécie resistente.
Claro, as plantas enchem nossas farmácias, bem como nossos pratos de jantar. Os bancos de genes nos permitem nos preparar para incógnitas futuras, protegendo plantas que poderiam um dia desempenhar um papel crucial no desenvolvimento de novos medicamentos. Este é apenas mais um motivo para salvaguardar não apenas as plantas que usamos, mas também protege global biodiversidade preservando o resto. Isso inclui mais de 500 espécies de plantas de todo o mundo listadas como ameaçadas de extinção pelo Serviço de Pesca e Vida Selvagem dos EUA. Quem sabe qual droga milagrosa está disponível agora, desconhecido em uma parte ameaçada da floresta amazônica?
O conceito de armazenar genes de plantas não é novo. Os agricultores armazenaram sementes para garantir colheitas futuras por milhares de anos. Hoje, bancos de sementes em todo o mundo trabalham para registrar e armazenar os esquemas genéticos das safras, especialmente aqueles que são culturas alimentares vitais. Alguns deles são de propriedade do governo, outros são operados por organizações privadas e internacionais. Para uma visão detalhada dessas operações, leia Como funcionam os bancos de sementes.
Os botânicos podem preservar o material genético de duas maneiras. Um método envolve secar e congelar as sementes em temperaturas mais ou menos semelhantes às de um inverno típico. Algumas sementes podem sobreviver neste estado por décadas, mas, eventualmente, requer descongelamento e regeneração para fornecer produtos frescos, sementes vitais. Contudo, se as sementes estiverem congeladas na parte inferior, criônico temperaturas, todo movimento molecular é interrompido. Embora este segundo método seja muito mais caro do que o congelamento normal, aumenta muito a vida útil do material genético de uma planta.
Atualmente mais de 1, 400 bancos de genes em todo o mundo armazenam sementes e amostras de genes de centenas de plantas diferentes [fonte:Popular Science].
Mas e quanto à vida animal do planeta? Na próxima página, veremos alguns de nossos esforços para proteger animais em extinção e ressuscitar os extintos.
Um pesquisador armazena criogenicamente o sêmen do panda na Base de Pesquisa de Reprodução do Panda Gigante de Chengdu. Liu Jin / AFP / Getty Images Embora os bancos de sementes geralmente priorizem plantas de cultivo amplamente cultivadas, os cientistas que buscam estocar genes animais se concentram em uma direção diferente:espécies à beira da extinção. Se isso soa como um empreendimento relativamente pequeno, considere que o Serviço de Pesca e Vida Selvagem dos EUA atualmente lista mais de 900 espécies como ameaçadas de extinção. Se as tendências atuais continuarem, cientistas prevêem mais de 1, 000 espécies de mamíferos enfrentarão a extinção nos próximos 30 anos [fonte:The Frozen Ark Project].
Vários programas estão trabalhando para preservar os genes de animais em extinção. A Base de Pesquisa de Reprodução de Panda Gigante da China, em Chengdu, mantém ovos, espermatozóides e outras amostras de tecido de pandas e outras espécies nativas preservadas em armazenamento refrigerado. O Frozen Ark Project do Reino Unido assumiu a missão de criar uma rede de bancos de genes semelhantes em todo o mundo, dedicados a animais em extinção.
Cientistas indianos levaram a ideia um passo adiante, trabalhando para eventualmente reintroduzir a chita indiana de volta à natureza, mais de meio século depois de ter sido declarada extinta. Embora os pesquisadores não tenham tecido preservado criogenicamente, eles conseguiram coletar tecidos de pele e ossos de museus e zoológicos. Eles esperam preencher as lacunas genéticas estudando os genes de populações semelhantes de chitas no Irã moderno.
Contudo, os cientistas não negligenciaram completamente os animais domésticos. Alguns bancos de genes começaram a documentar e armazenar DNA das principais raças de gado. O Departamento de Agricultura e Desenvolvimento Rural do Reino Unido fundou um arquivo de sêmen para salvaguardar os perfis genéticos de carneiros na Grã-Bretanha e na Irlanda do Norte.
Para preservar a informação genética dos animais, os cientistas devem congelar criogenicamente diversos espécimes de esperma, ovos, cabelo, pele e sangue de espécies-alvo para fornecer a melhor chance para clonagem futura. Para alcançar isto, os cientistas usariam uma fêmea de uma espécie aparentada como mãe substituta. Eles pegariam um dos óvulos do substituto e o fundiriam com uma célula do animal a ser clonado. A mãe iria, na verdade, dar à luz a outra espécie - tornando-a uma mãe biológica, mas não genético. Para obter mais informações sobre este processo, leia Como funciona a clonagem.
Esse processo funcionaria? Os cientistas já provaram que sim. Em 8 de janeiro, 2001, Cientistas americanos anunciaram o nascimento de um bebê Gaur , um grande boi ameaçado de extinção, nativo da Índia e da Ásia. A mãe do gaur, Contudo, era uma vaca comum.
O uso generalizado dessa técnica para repovoar o planeta com animais extintos e ameaçados de extinção ainda está a anos de distância. A curto prazo, esses bancos de genes permitem que os cientistas estudem as espécies ameaçadas de extinção e aprendam a melhor forma de sustentá-las no futuro.
Mas e quanto às espécies responsáveis por tantas dessas quase extinções? Não deve ser surpresa que os cientistas também estejam preservando materiais genéticos humanos. Os bancos de esperma, nos quais os médicos congelam o sêmen para uso na inseminação artificial, são um bom exemplo.
Outros bancos de genes, como o projeto deCODE da Islândia, armazenar material genético humano para pesquisas médicas. A China está trabalhando atualmente para coletar e armazenar os dados genéticos dos residentes na cidade de Taizhau. Os pesquisadores já coletaram amostras de 10, 000 pessoas e esperam arrecadar um total de 5 milhões [fonte:BBC News].
Constantemente, humanos estão carregando suas arcas congeladas. Nós os escondemos nas montanhas geladas da Noruega, enterrou-os em cofres subterrâneos - fala-se até em enviar bancos de genes para a lua. Será que um dia precisaremos desses reservatórios genéticos para reconstruir um planeta devastado por desastres naturais ou provocados pelo homem?
Esperançosamente, nunca teremos que descobrir. Explore os links na próxima página para aprender mais sobre as maravilhas genéticas por trás da vida.
Fontes
