Tecnologia

Plantando o Futuro

A ciência semeia a lavoura do século XXI: vegetais criados por Engenharia Genética, satélites que dizem a hora de matar as pragas, robôs que aram e fertilizam o solo e até culturas sem solo algum.

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Atualizado em 31 out 2016, 18h31 - Publicado em 31 jul 1990, 22h00

No limiar dos tempos, o homem obtinha os alimentos simplesmente aproveitando os recursos que a natureza lhe fornecia. A contar de 10 mil anos atrás, quando começou a substituir a coleta pelo cultivo, aprendeu a selecionar as plantas mais produtivas. Mas as poucas alterações possíveis eram quase sempre lentas e casuais. Depois, durante milhares de anos foi descobrindo as técnicas dos cruzamentos para aumentar o rendimento das plantações. Hoje, por meio da Biotecnologia, tornou-se possível semear em laboratório as plantas mais convenientes para a alimentação. Em princípio, já é possível abrir as células de um simples vegetal do deserto, sem valor nutritivo, e roubar-lhe as instruções químicas, os genes, que lhe permitem viver com pouca água. Os genes podem, então, ser embutidos, por exemplo, nas células do milho, ampliando as possibilidades dessa cultura essencial para o homem. Na Universidade de San Diego, nos Estados Unidos, nasceu uma planta de fumo dotada de genes do vaga-lume. Em conseqüência, brilha no escuro. Em outro tipo de experiência, minúsculos fragmentos de uma planta — a ponta de uma folha, por exemplo — são cuidadosamente tratados com hormônios vegetais até se transformarem em milhares de plantas completas, todas idênticas entre si. No Brasil, essa técnica já se tornou rotina, permitindo produzir mudas de batata absolutamente iguais e isentas de qualquer doença, prontas para o plantio em larga escala. Algo parecido possibilita cortar e replantar uma vasta área de eucaliptos com árvores melhoradas, mais eficientes ou com menor custo de produção. Mas, além da Biologia, a nova agricultura pode contar com os recursos da Eletrônica. A época em que o agricultor planejava seu trabalho simplesmente olhando para o céu já se tornou passado distante. Atualmente, ele se vale de satélites e computadores para analisar o curso do clima, a qualidade do solo e o desenvolvimento das plantas. Robôs colheitadores, adubadores e semeadores já percorrem os campos. Nem todas as inovações experimentais se tornarão realidade, necessariamente, mas essas experiências acenam com a possibilidade de um mundo mais bem alimentado e, portanto, mais saudável. A seguir, uma amostra dos caminhos mais promissores.

1. Quimeras do reino vegetal

O trivial feijão brasileiro pode se transformar, no futuro, em algo como a mitológica Quimera grega, um ser com corpo de cabra e cabeça de leão. Esse pelo menos é o projeto do biólogo Luiz Antonio Barreto de Castro, do Centro Nacional de Recursos Genéticos e Biotecnologia (Cenargen), em Brasília. Sua meta é criar uma variedade de feijão que tenha uma parte — um microscópico gene — da castanheira-do-pará, árvore que alcança 40 metros de altura. Com isso, o feijão “aprenderia a fabricar a albumina, uma proteína nutritiva que o organismo humano não fabrica, embora precise dela para sobreviver. O gene extraído da castanheira é enxertado na bactéria Agrobacterium tumefaciens, que infecta as células do feijão. Agente natural de câncer nas plantas, a bactéria foi transformada em inofensivo meio de inserir os genes no feijoeiro.

Cruzamento também surpreendente fizeram os biólogos canadenses da Universidade de Laval, na cidade de Quebec. Eles descobriram que é possível cruzar o trigo com o milho, ao contrário do que atestavam todas as experiências. O híbrido resultante é empacotado, um a um, na própria plantação, para evitar fecundações acidentais. Vencendo a barreira do impossível, procuram-se igualmente plantas capazes de sobreviver nas condições mais adversas. No Instituto Internacional do Arroz, nas Filipinas, o objetivo é criar uma variedade do cereal que cresça em ambientes menos úmidos do que as várzeas usuais. De outra parte, se os estudos do biólogo Jordi Gómez, do Centro de Investigação e Desenvolvimento de Barcelona na Espanha, estiverem corretos, um dia será possível cultivar milho em pleno deserto. Ele descobriu numa variedade de milho selvagem genes de resistência à desidratação, que garantiriam a sobrevivência dos exemplares cultivados — mais frágeis.

2.Metade planta, metade animal

Um dos desafios mais extravagantes da nova Genética, uma idéia que só vicejava bem na literatura de ficção científica, é a criação de um ser metade planta, metade animal. Pois na Scripps Research Foundation, na Califórnia, foi efetivamente gerado um híbrido de rato e de planta de fumo, para produzir anticorpos, muito usados na Medicina em diagnósticos — injetados no corpo de um paciente, prendem-se aos eventuais agentes agressores, como vírus e bactérias, e os denunciam. Essas substâncias de defesa do organismo são sintetizadas nas células do rato por ordem de um gene que, depois de transferido para a planta, passa a trabalhar nas suas folhas. Moídas, elas se tornam fonte abundante de uma mercadoria que, justamente por ser difícil de obter, vale cem vezes o preço do ouro. Substituindo-se o fumo por plantas leguminosas de rápido crescimento, o preço dos anticorpos poderá cair até 5 000 vezes.

3. Pragas doentes, culturas sadias

A empresa britânica Agricultural Genetics está transferindo para as próprias plantas a tarefa de combater as pragas agrícolas. Os genes que comandam a produção de certas toxinas nas bactérias foram isolados e incorporados diretamente ao material genético de algumas plantas. É o caso de um gene repassado às sementes de milho híbrido. Estas, ao serem atacadas pelas pragas lagarta-do-solo e broca-européia, as intoxicarão. A toxina produzida pelo gene evitará a multiplicação de uma proteína vital ao sistema digestivo das lagartas.

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Na Bélgica, criou-se uma planta de fumo com genes da bactéria Bacillus thuringiensis, que costuma eliminar a lagarta Manduca sexta, excretando uma toxina fatal. Se bem sucedidas, essas experiências prometem substituir os pesticidas químicos por inseticidas biológicos vivos, que infectam e matam as pragas sem prejudicar o meio ambiente. O biólogo Otávio Henrique Pavan da Universidade de Campinas, trabalhou dez anos para aprimorar a pestilência do vírus DsGV, que ataca naturalmente a broca-da-cana e a lagarta da soja. Acabou produzindo um inseticida vivo e seguro contra essas pragas, muito comuns no país.

O vírus multiplica-se até 100 milhões de vezes nas células do intestino dos insetos, os quais podem contaminar outros num raio de 10 000 metros quadrados. “Nosso trabalho foi melhorar a linhagem do DsGV por seleção genética, de modo que ele possa matar 95% das pragas expostas, em vez de apenas 5%, como na natureza.” Como os insetos ainda resistem por alguns dias — período em que continuam destruindo a plantação —, o entomologista americano Bruce Hammock, da Universidade da Califórnia, criou um vírus inseticida que inibe o apetite dos insetos até a morte. Para tanto, acrescentou nos vírus o gene que produz a enzima JHE, capaz de desativar o chamado hormônio juvenil, que controla o apetite das pragas em certas fases de crescimento Ao se reproduzir no interior dos insetos, o vírus dispara a produção da enzima e corta sua fome. Outra linha de pesquisa procura aumentar a resistência das plantas aos herbicidas, que geralmente incomodam tanto as culturas quanto as ervas daninhas a eliminar. Nos Estados Unidos, por exemplo, uma planta de fumo ganhou os genes anti-herbicidas da bactéria Salmonella thyphimurium. Na Universidade de Campinas, o biólogo Paulo Arruda bombardeia o núcleo das células de milho na esperança de conferir-lhes essa aptidão.

4. Fertilizantes vivos

Há muito se sabe que plantas do grupo das leguminosas, como o feijão e a soja, têm a capacidade de fertilizar o solo. Isso deve-se à simbiose dessas plantas com bactérias que captam o nitrogênio do ar. Biotecnólogos empenhados em modificar essas bactérias a fim de que passem a trabalhar também para os cereais, como o milho, o arroz ou o trigo, foram surpreendidos por uma descoberta da agrônoma brasileira Johanna Dobereiner, do Centro Nacional de Biologia do Solo, no Rio de Janeiro. No ano passado, ela anunciou que a bactéria Acetobacter diazotrophicus pode captar nitrogênio para a cana-de-açúcar, pertencente, como os cereais, à família das gramíneas. Espera-se que agora seja mais fácil criar uma bactéria adubadora para essas importantes culturas.

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Segundo Johanna, é possível dispensar de imediato as 240 000 toneladas de nitrogênio químico aplicadas anualmente nos 40 000 quilômetros quadrados de lavoura de cana no Brasil, com uma economia de pelo menos 150 milhões de dólares. As experiências revelam de resto que o adubo era desnecessário: a cana passa perfeitamente bem sem a química e, se for bem irrigada, pode duplicar sua produção normal. Por esse trabalho, a agrônoma, que recebeu o prêmio científico da ONU em 1989, pesquisa agora a presença dessas bactérias na batata-doce e na mandioca. No ano passado, os americanos anunciaram a descoberta de outras bactérias que, além de fixar nitrogênio, também são capazes de captar carbono de material orgânico, constituindo grandes fontes de enriquecimento do solo.

5. Informática em campo

São cada vez mais comuns em países desenvolvidos as lavouras informatizadas. Desse modo, tornou-se possível apressar o controle do custo de produção, dos preços de venda, das últimas cotações do mercado. A Informática permite ainda manipular o cultivo de acordo com um banco de dados sobre os tipos de cultura e os cuidados mais apropriados em função da hora do dia, da temperatura, umidade, evaporação e concentração de gás carbônico. Um bom exemplo é a Rede Agritex canadense, por meio da qual milhares de agricultores do país têm acesso imediato por rádio a um grande número de informações. Integrada por satélite a diversos bancos de dados internacionais, a rede liga as diversas áreas de cultivo com 3 600 quilômetros de cabos de fibra ótica.

Já existem também certos sistemas de automação que regulam o fluxo de água e de fertilizantes numa rede de encanamentos que percorre a plantação. Sempre procurando diminuir a participação humana nas atividades mais penosas, os engenheiros criam máquinas que trabalham de forma cada vez mais independente. O robô agrícola Citrus, concebido na Espanha compõe-se de um trator que se desloca sozinho entre as árvores frutíferas. Equipado com computadores, um sistema ótico e um braço articulado, pode colher frutas de acordo com a cor, tamanho e forma. Calcula-se que seu trabalho possa render sessenta unidades por minuto, em vez das oito ou nove que se conseguem manualmente. Os tratores computadorizados do futuro seriam capazes de cavar a terra, removê-la, triturá-la, fertilizá-la, adicionar-lhe herbicidas e inseticidas e finalmente depositá-la novamente para receber as sementes — tudo isso sem que o agricultor precise mexer um dedo.

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6. Cultivo sem solo

O Instituto de Física e Química Orgânica da Bielo-Rússia, União Soviética, chegou ao cúmulo: seus pesquisadores procuram dispensar o que há de mais indispensável na agricultura — o solo. Sua meta é aprimorar um suporte artificial de plástico, enriquecido com minerais, para receber comodamente as raízes das verduras. O protótipo original foi criado para funcionar na estação espacial Salyut. Alguns tipos mais antigos de solo artificial já chegavam a dispensar a terra, substituída por uma espécie de grão de plástico capaz de absorver 700 vezes o seu peso em água — trata-se das culturas hidropônicas, consideradas vantajosas nas regiões secas. Os avanços práticos mais impressionantes dos últimos tempos consistem na recuperação de áreas desérticas em Israel. Especialistas da Faculdade de Tecnologia Agrícola do Technion, em Haifa, por exemplo, introduziram capas de asfalto ou de plástico debaixo da terra a fim de reter a água das poucas chuvas ao alcance das raízes das plantas.

Para saber mais:

A reabilitação do tomate

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(SUPER número 10, ano 3)