Barata Blaptica dubia elimina quase 55% do poliestireno em 42 dias, diz estudo

O poliestireno é um plástico que quase não se decompõe. Leve, barato e presente em todo o lado - de embalagens de espuma a recipientes de comida para viagem -, ele pode permanecer no ambiente por muito tempo.

Quando o poliestireno se fragmenta em microplásticos, pode persistir durante anos no solo e na água, absorver outros poluentes e até circular pelas cadeias alimentares.

Ainda assim, um novo estudo relata que a barata Blaptica dubia consegue eliminar quase 55% do poliestireno que ingere ao longo de 42 dias. E a parte mais interessante não é apenas o facto de o plástico “sumir”.

Os investigadores observaram que a barata e os micróbios do seu intestino atuam em conjunto.

Primeiro, microrganismos iniciam a degradação química do plástico; em seguida, o metabolismo da própria barata parece assumir o processo e tratar alguns desses produtos de degradação como combustível.

O que acontece com o plástico?

Há algum tempo, cientistas já sabem que certos insetos (como os tenébrios) conseguem roer poliestireno até certo ponto.

Mas, em geral, as taxas são baixas, e muitas vezes é difícil separar se o inseto está mesmo a degradar o polímero ou se principalmente o está triturando em fragmentos menores.

Este estudo tenta acompanhar a história completa, do início ao fim: o destino do polímero, as alterações no microbioma intestinal e o que a barata faz internamente depois que o plástico vira moléculas menores.

O trabalho foi conduzido por investigadores do Harbin Institute of Technology, com colaboradores da Stanford University.

Plástico que passa por um inseto

Em condições controladas de laboratório, as baratas consumiram cerca de 6 mg de poliestireno por dia, por indivíduo. Ao longo de 42 dias, o estudo relata que elas removeram 54.9% do que foi ingerido.

Os autores convertem isso numa taxa de degradação de 3.3 mg por barata por dia - valor que, segundo eles, é muito superior ao reportado para outros insetos que se alimentam de plástico.

Por si só, a “perda de massa” pode enganar: o plástico pode fragmentar, aderir a superfícies ou ser perdido durante o manuseio.

Por isso, a equipa examinou com cuidado como o material remanescente se apresentava quimicamente depois de passar pelo inseto.

Evidências de degradação química

Os investigadores compararam o poliestireno original com o polímero recuperado das fezes do inseto e encontraram vários indícios de degradação química real.

Eles observaram uma queda acentuada no tamanho das cadeias do polímero: a cromatografia por permeação em gel mostrou que a massa molecular média numérica diminuiu 46.4%, o que aponta para despolimerização (as cadeias estão a ser cortadas).

Outras análises (FTIR, NMR, ensaios termogravimétricos, Py-GC/MS) identificaram novos grupos contendo oxigénio - sinal de oxidação e cisão de cadeia - e até alterações compatíveis com modificações na estrutura do anel aromático.

Os especialistas também recorreram a rastreamento por isótopos de carbono e relataram enriquecimento de δ¹³C no plástico residual, interpretado como evidência de que processos biológicos estavam a usar preferencialmente isótopos mais leves de carbono.

Em conjunto com essas “impressões digitais” químicas, os autores defendem que os resultados sustentam mineralização parcial e uso metabólico do carbono derivado do plástico.

Bactérias “amigas do plástico” chegam ao intestino

A barata não faz isso sozinha. O sequenciamento metagenómico mostrou que a dieta com poliestireno remodelou o microbioma intestinal, enriquecendo grupos bacterianos frequentemente associados à degradação de compostos orgânicos difíceis.

O estudo destaca Pseudomonas, Citrobacter, Klebsiella e Stenotrophomonas como táxons que se tornaram mais proeminentes.

Em paralelo a essa mudança, a comunidade intestinal apresentou enriquecimento de famílias de enzimas como oxidorredutases e transferases - exatamente o tipo de “ferramenta” esperado se micróbios estiverem a fazer química oxidativa sobre um polímero resistente.

Na análise de redes, os autores descrevem módulos microbio-enzimáticos fortemente conectados que parecem sustentar a oxidação de aromáticos, o que combina com as evidências químicas de que o plástico estava a ser oxidado.

Baratas usam os produtos da degradação

Aqui, o artigo tenta ir além da explicação “foram os micróbios”. Os investigadores analisaram a atividade genética da barata e encontraram um aumento marcante em vias ligadas à produção de energia e ao aproveitamento de carbono.

Essas vias incluíram β-oxidação, NADH desidrogenase, fosforilação oxidativa e o ciclo do TCA.

Esse é o maquinário metabólico que os animais usam para converter moléculas semelhantes a ácidos gordos e outras fontes de carbono em energia.

A interpretação dos autores é que, depois que os micróbios quebram o poliestireno em intermediários menores, a barata absorve esses intermediários e os integra ao próprio metabolismo energético.

A sequência proposta é que os microrganismos iniciam o ataque químico, e a barata completa o processo ao encaminhar os produtos para as suas vias internas de “usina de energia”.

Um sistema totalmente integrado

“Este trabalho demonstra que a degradação de plástico em insetos não é apenas um fenómeno microbiano, mas uma colaboração metabólica totalmente integrada”, disse a autora correspondente do estudo, Shan-Shan Yang.

“A barata não simplesmente fragmenta o poliestireno - ela processa metabolicamente os produtos da degradação por meio das suas próprias vias energéticas.”

“O acoplamento entre a oxidação microbiana e a β-oxidação do hospedeiro e o ciclo do TCA representa uma adaptação sistémica a fontes sintéticas de carbono.”

É uma afirmação forte, mas é também o que torna o estudo interessante. A ideia é que a biorremediação de plásticos pode avançar mais quando é pensada como sistema - comunidades e “linhas” metabólicas - em vez de uma busca por uma única enzima perfeita.

Baratas e a degradação do plástico

A mensagem não é “soltem baratas para resolver a poluição por plástico”. Os especialistas frisam que despejar baratas no ambiente não é prático nem recomendável.

O valor real está no facto de que esse intestino de barata parece funcionar como uma “linha de fábrica” naturalmente evoluída para lidar com um polímero sintético teimoso.

Se os cientistas conseguirem decodificar esse processo, poderão identificar quais micróbios e enzimas são mais importantes e também determinar quais moléculas intermediárias o hospedeiro realmente consegue aproveitar.

Esse conhecimento pode levar a sistemas microbianos melhores ou a ferramentas de biologia sintética para reciclar ou detoxificar poliestireno em ambientes controlados.

A ideia maior - e um pouco desconcertante - é que os insetos talvez tenham mais flexibilidade evolutiva do que costumamos reconhecer.

Num mundo cada vez mais preenchido por polímeros feitos por humanos, alguns organismos podem estar a encontrar formas de usar “carbono sintético” como recurso - não com eficiência suficiente para limpar o nosso problema sozinhos, mas o bastante para nos ensinar novas estratégias para enfrentá-lo.

A pesquisa foi publicada na revista Environmental Science and Ecotechnology.