Pesquisadores da UFSCar e da Unesp descobriram que a lagarta Helicoverpa armigera, conhecida por atacar plantações de soja, milho e algodão, abriga em seu intestino fungos capazes de degradar o poliestireno expandido (isopor). O estudo identificou quatro fungos com potencial para alterar e consumir o material, abrindo caminho para novas soluções biotecnológicas no combate à poluição causada por plásticos de difícil reciclagem. Entenda mais no artigo da Agência Fapesp 

Frances Jones | Uma lagarta de mariposa apontada pelo agronegócio como uma das pragas mais agressivas a atingir plantações de soja, algodão e milho pode abrigar em seu intestino fungos e bactérias capazes de degradar isopor. Artigo publicado em maio na revista BMC Microbiology por pesquisadores de duas universidades públicas paulistas apresentou os resultados do estudo que investigou a microbiota intestinal da lagarta-helicoverpa (Helicoverpa armigera), popularmente conhecida como lagarta-do-algodão, lagarta-da-espiga-do-milho ou lagarta-da-vagem, e o seu papel na degradação desse tipo de plástico.

O estudo foi liderado por cientistas do Laboratório de Biologia Molecular da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), que tem uma linha de pesquisa já bem consolidada sobre bactérias presentes nos intestinos de insetos, em colaboração com pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Rio Claro. Eles identificaram quatro fungos presentes no intestino de lagartas da espécie Helicoverpa armigera e demonstraram o potencial de cada um deles de degradar o poliestireno expandido (nome técnico do isopor), um polímero derivado do petróleo, que não se degrada naturalmente no ambiente – e por isso é uma fonte de poluição plástica.

“Os estudos publicados por nosso grupo são provavelmente os primeiros do Brasil sobre fungos da microbiota intestinal de insetos envolvidos na degradação de poliestireno”, afirma o biólogo Flavio Henrique Silva, professor do Departamento de Genética e Evolução da UFSCar, autor correspondente do artigo e orientador do trabalho de iniciação científica de Gabrieli Seiscentos Cardenas, apoiado pela FAPESP, que deu origem à publicação. A pesquisa foi realizada no âmbito do projeto de Auxílio à Pesquisa Regular “Sphenophorus levis e Helicoverpa armigera como fontes de microrganismos degradadores de poliestireno”.

Segundo os pesquisadores, a ideia de focar no isopor surgiu porque entre os plásticos o material era pouco estudado. Os estudos de degradação de plástico anteriormente eram mais relacionados a microrganismos do solo e também aos encontrados em depósitos de lixo. De acordo com Silva, há mais estudos com polietileno e poliurietano, por exemplo. “O isopor era mais negligenciado”, afirm. Além disso, como um bloco de isopor tem apenas 2% de plástico e o resto é ar não é vantajoso reciclar, visto que é necessário um grande volume.

Assim, embora haja muitos estudos sobre a degradação do plástico por microrganismos encontrados no solo, não há tantos trabalhos com microrganismos intestinais de insetos e em especial voltados ao poliestireno expandido, explica Silva. O professor acredita ainda que os fungos podem contribuir com esse processo. “Eles são excelentes produtores e secretores de enzimas, muitas delas capazes de quebrar a celulose e polímeros complexos.”

Para realizar os experimentos, os insetos foram divididos em três grupos que receberam dietas diferentes. Um deles foi alimentado apenas com blocos de poliestireno expandido (tecnicamente abreviado como EPS, de “expanded polystyrene”). Um segundo grupo recebeu uma dieta mista, chegando a 50% de EPS; e um terceiro foi alimentado com dieta convencional. A análise da microbiota intestinal dos insetos por metabarcoding (técnica que identifica espécies por meio de análises de DNA) revelou que a dieta exerce um papel determinante na diversidade de fungos que habitam o intestino dessas lagartas. Embora a levedura do gênero Diutina tenha se mostrado onipresente, sua abundância diminuiu significativamente nos grupos alimentados com poliestireno. Essa mudança permitiu uma maior diversificação da comunidade microbiana, com o surgimento de gêneros como Aspergillus, Talaromyces, Metarhizium e Trematosphaeria, sugerindo uma adaptação da microbiota ao consumo do polímero.

Na sequência, os pesquisadores isolaram quatro fungos da microbiota intestinal das lagartas: Aspergillus sp., Talaromyces sp. e duas espécies de Penicillium. Os cientistas então colocaram os esporos desses fungos sobre uma película superfina de poliestireno por 60 dias. Análise por microscopia eletrônica de varredura revelou que os fungos cresceram, interagiram e alteraram a superfície do polímero. “Se o fungo foi capaz de crescer sobre esse filme, é porque ele usou essa película como fonte de carbono, ou seja, fonte de alimento. Dois deles são mais eficientes [Aspergillus e Talaromyces], enquanto os outros dois realizam modificações mais sutis nos filmes”, comenta Silva.

Lagarta e pupa de H. armigera pertencentes ao grupo em alimentação restrita a poliestireno expandido (EPS) após 7 dias do início do experimento. (A) larva em fase de pupa próxima dentro de galeria no bloco de EPS e (B) pupa de H. armigera (imagens: LBM-UFSCar )

Outros insetos

A lagarta-helicoverpa não é o único inseto que abriga microrganismos interessantes em seu intestino, com potencial para aplicações biotecnológicas.

Um outro artigo do mesmo grupo de pesquisa da UFSCar, publicado em março na revista Frontiers in Microbiology, descreve estudos com a microbiota da larva do besouro Sphenophorus levis, conhecido como o bicudo-da-cana, inseto que ataca as monoculturas de cana-de-açúcar. Nele, os pesquisadores apontam a eficácia da bactéria Paenibacillus lautus em alterar o poliestireno. O trabalho é fruto da pesquisa de doutorado do engenheiro de bioprocessos e biotecnologia Eduardo Pereira de Souza, que também tem apoio da FAPESP, além de ser coautor do artigo sobre a Helicoverpa.

Os pesquisadores agora estão analisando as fezes dos insetos a fim de verificar se eles estão apenas transformando o polímero em micro ou nanoplástico, ou se a digestão é completa, resultando na quebra das cadeias de carbono que compõem o material.

Outro inseto estudado pelo grupo é o besouro Zophobas morio, cuja larva, conhecida por sua voracidade, é popularmente chamada de “tenébrio gigante”. “Ele tem uma característica interessante, porque é muito mais resistente, por exemplo, do que a larva do Sphenophorus levis, da cana, que morre com facilidade em laboratório”, diz Silva. “O Z. morio é capaz de ficar semanas se alimentando apenas de isopor ou outros polímeros.”

 

O pesquisador diz que há pela frente um trabalho amplo de identificação dos microrganismos e dos genes e proteínas envolvidos no processo de degradação do polímero. “Precisamos estabelecer quais microrganismos são mais eficientes e se eles cooperam entre si. No trabalho sobre Paenibacillus nós sequenciamos o genoma da bactéria e identificamos genes que codificam proteínas sabidamente envolvidas na degradação de plástico. Ao estudar esse mecanismo, esperamos conseguir também enzimas mais eficientes”, afirma Silva.

A ideia dos pesquisadores é desenvolver uma coleção de bactérias e fungos eficientes para a degradação do poliestireno e povoar com eles o intestino de um inseto como o tenébrio gigante. “Aí teríamos uma larva poderosa e muito eficiente para a degradação, um tipo de cavalo de Troia.”

Recentemente, o trabalho de uma outra orientada de iniciação científica do laboratório, Leticia Garcia Beghini, bolsista da FAPESP, envolvendo larvas de Zophobas morio e degradação de poliestireno, foi premiado com o SBBq Award, na 55ª Reunião da Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular.

O artigo Helicoverpa armigera (Lepidoptera, Noctuidae) as a reservoir of potential polystyrene-degrading fungi pode ser lido em link.springer.com/article/10.1186/s12866-026-05021-8.