Nas últimas décadas, a agricultura vem vivenciando um crescente processo de industrialização. Entretanto, esses avanços também trouxeram consigo muitos desafios relacionados ao aumento dos fluxos de resíduos e da frequência de acidentes com diferentes poluentes.
Desde então, o homem tem buscado alternativas para lidar com essas consequências negativas de resíduos tóxicos na agricultura, principalmente explorando o potencial dos microrganismos para atuarem como biorremediadores do solo. Conheça a seguir como um desses microrganismos, o Bacillus aryabhattai, atua no processo de biorremediação do solo!
Os microrganismos utilizados na técnica de biorremediação
A biorremediação tem sido considerada uma alternativa economicamente acessível e ambientalmente sustentável para eliminar ou remover substâncias contaminantes de recursos ambientais, como a água ou o solo.
Essa técnica pode ser realizada de duas formas: “in situ”, no local onde ocorreu a contaminação, ou “ex situ”, quando a porção contaminada do solo ou da água são levados para tratamento em outro lugar, com o uso de plantas ou microrganismos.
Em razão disso, cada vez mais a ciência tem investigado o potencial de diferentes microrganismos para serem utilizados na biorremediação do solo dos sistemas agrícolas, visto que algumas substâncias podem ter um grande impacto na saúde humana e de todos os demais componentes do agroecossistema.
Dentre os diferentes microrganismos do solo, um dos os principais grupos que tem se destacado são as bactérias. Isso porque elas são consideradas um grupo com uma ampla exigência nutricional, o que permite a degradação de diferentes substâncias contaminantes, como inseticidas, herbicidas e metais pesados.
Diversos estudos vêm mostrando, por exemplo, que as bactérias da rizosfera, as endofíticas e as promotoras de crescimento de plantas são capazes de manipular herbicidas, como o glifosato.
É o que explica Nagwa I. Elarabi, e outros pesquisadores, no artigo Bacillus aryabhattai FACU: A promising bacterial strain capable of manipulate the glyphosate herbicide residues.
Os microrganismos são um verdadeiro exército do bem, que contribuem com biorremediação de poluentes do solo.
Na maioria dos casos, as cepas bacterianas conseguem usar substâncias contaminantes co-metabolicamente. Ou seja, que dependem também do uso complementar de outros recursos do ambiente para obter fontes de carbono ou nitrogênio.
Entretanto, somente em algumas tem sido observada que a utilização e degradação desses compostos é suficiente para suprir suas demandas metabólicas, o que torna o processo muito mais eficiente. E esse é o caso da rizobactéria Bacillus aryabhattai.
A atuação da rizobactéria Bacillus aryabhattai na biorremediação do solo
O Bacillus aryabhattai, é uma espécie de rizobactéria gram positiva, em formato de bastonete, que foi isolada e identificada pela primeira vez em 2009.
Apesar da sua descoberta recente, essa espécie de rizobactéria tem demostrado um grande potencial para biorremediação de metais pesados, como o zinco e o cromo, e de insumos agrícolas contaminantes.
No artigo Bacillus aryabhattai BA03: a novel approach to the production of natural value-added compounds, Alicia Paz e outros pesquisadores observaram que o Bacillus aryabhattai BA03 apresentou uma alta taxa de metabolização de compostos fenólicos.
Essa alta taxa de metabolização também foi observada por Santanu Pailan e outros pesquisadores.
No artigo Degradation of organophosphate insecticide by a novel Bacillus aryabhattai strain SanPS1, isolated from soil of agricultural field in Burdwan, West Bengal, India, os pesquisadores constataram que o Bacillus aryabhattai SanPS1 se mostrou eficiente na degradação do Paration, um inseticida organofosforados.
Nesse estudo, os pesquisadores observaram que a degradação do Paration acontecia concomitantemente com a formação dois principais metabólitos: 4-nitrofenol e 4-nitrocatecol. Metabólitos estes que também foram decrescendo gradualmente ao longo do tempo, demonstrando também a sua metabolização ao final do processo.
Via proposta para a degradação do Paration por Bacillus aryabhattai SanPS1. (Fonte: PAILAN et al., 2015)
Dependendo da substância contaminante, o Bacillus aryabhattai pode utilizar diferentes mecanismos para sua degradação. No caso do glifosato, um herbicida agrícola, existem duas principais rotas metabólicas.
A primeira delas, chamada via AMPA, se utilizada da enzima glifosato oxidorredutase (GOX) para quebrar a ligação C-N ao lado carboxila, produzindo o AMPA e o glioxilato.
Já a outra via utiliza-se da atividade da enzima C-P liase para degradar o glifosato em sarcosina, que eventualmente resultará na formação de formaldeído e glicina em uma reação catalizada pela sarcosina oxidase. Sendo ambas vias também relatadas em diferentes gêneros de bactérias, como o Pseudomonas.
Além dos herbicidas e inseticidas, as enzimas produzidas pelo Bacillus aryabhattai também vem demonstrando a capacidade de degradar materiais lignocelulósicos, como corantes.
No mesmo estudo desenvolvido pela pesquisadora Alicia Paz, ela mencionou que a cepa analisada produziu as enzimas celulase, lacase, peroxidase e pectinase. Enzimas essas que são capazes de degradar compostos como a celulose e a lignina.
Entretanto, cabe ressaltar que a produção dessas enzimas depende do atingimento de um limiar mínimo da substância contaminante no ambiente, para que a resposta do microrganismo seja provocada.
É o que explicam Alicia Paz e outros pesquisadores, no artigo Biotransformation of phenolic compounds by Bacillus aryabhattai.
Por fim, o resultado final do processo de biorremediação dá origem a compostos não nocivos ao meio ambiente.
Compostos estes que, inclusive, podem ser reaproveitados pela indústria ou ainda podem ser isolados para serem novamente utilizados no processo de biorremediação.
A aplicação da rizobactéria Bacillus aryabhattai tem um amplo potencial na agricultura
Ao longo dos últimos anos, o processo de biorremediação tem se tornado uma importante ferramenta para que os agricultores consigam minimizar os efeitos do aumento dos fluxos de resíduos advindos da industrialização agrícola.
Nesse âmbito, a aplicação de microrganismos, a exemplo do Bacillus aryabhattai, é um recurso com o qual os produtores agrícolas podem cada vez mais contar. Isso levando em conta o potencial desses microrganismos de degradar de forma eficiente substâncias contaminantes presentes no agroecossistema!
