Estudo internacional publicado na Nature, reúne 318 teias alimentares de ecossistemas marinhos, água doce e de solo para mostrar como a biodiversidade e a estrutura das redes tróficas influenciam funções ecológicas essenciais.
Embora a relação positiva entre biodiversidade e funcionamento ecológico seja bem conhecida, os investigadores de mais de 20 instituições, entre as quais o CCMAR, quiseram perceber melhor como é que esta ligação se apresenta nos ecossistemas reais e complexos, por todo mundo.
Este "como" distingue o estudo de trabalhos anteriores, assim como a sua escala mundial.
Em vez de se limitar a mostrar que mais biodiversidade está associada a um maior funcionamento ecológico, o artigo testa de que forma a complexidade das teias alimentares ajudam a explicar essa relação.
Para isso, a equipa analisou 318 teias alimentares altamente resolvidas, descreveu 144.020 interações entre 15.521 populações de organismos em ecossistemas marinhos, de água doce e de solos de várias regiões do mundo. A partir destas redes, os investigadores estimaram os fluxos de energia, isto é, quanta energia circula entre recursos, consumidores e predadores, e testaram como a diversidade e a complexidade trófica influenciam funções essenciais do ecossistema, como o consumo primário e a predação.
Os resultados confirmam que ecossistemas com maior diversidade de espécies apresentam maior funcionamento ecológico.
Mas, mais importante, mostram que à medida que aumenta a diversidade taxonómica, aumentam também os níveis tróficos presentes e a complementaridade entre predadores, tornando as teias alimentares mais complexas e eficientes na circulação de energia.
Nos ecossistemas de água doce, por exemplo, a diversidade funcional dos predadores esteve associada a fluxos de predação até 70 vezes superiores, evidenciando o papel determinante destes organismos na regulação dos ecossistemas.
"As espécies não funcionam isoladamente; os ecossistemas funcionam através de redes de interações", explica Benoit Gauzens, investigador do German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) e autor sénior do estudo. "Para compreender e prever as consequências das alterações na biodiversidade, a conservação tem de ir além da prevenção da extinção de espécies e proteger também as relações ecológicas que mantêm os ecossistemas produtivos e resilientes."
Os resultados mostram igualmente que a perda de predadores (frequentemente os organismos mais vulneráveis à destruição de habitat, à poluição ou às alterações climáticas) pode desencadear efeitos em cascata ao longo de toda a teia alimentar. Este fenómeno, conhecido como simplificação trófica (trophic downgrading), compromete funções ecológicas essenciais, como o controlo biológico, a manutenção da biodiversidade e a estabilidade dos ecossistemas.
Os autores referem ainda que estas funções sustentam muitos dos benefícios que a natureza fornece à sociedade, desde a regulação natural de pragas até à resiliência dos ecossistemas perante perturbações ambientais.
Catarina Vinagre integrou a equipa internacional responsável por este trabalho, contribuindo com 124 das 318 teias alimentares analisadas
Tratam-se de teias alimentares presentes em poças de maré estudadas na costa ocidental Portuguesa, na Ilha da Madeira, em Inglaterra, no Canadá, no Brasil (no Sudeste e no Nordeste), e em Moçambique. A poças de maré funcionam como mesocosmos, suportando elevados níveis de biodiversidade e complexidade trófica, constituindo, por isso, interessantes casos de estudo para a investigação das interações entre espécies.
A participação do CCMAR reforça o contributo da investigação desenvolvida em Portugal para responder a algumas das principais questões científicas sobre biodiversidade, funcionamento dos ecossistemas e impactos das alterações ambientais.
Produzir carne a partir de células animais, sem necessidade de criar e abater animais, é uma das promessas da agricultura celular. No entanto, para que esta tecnologia seja viável em larga escala, é preciso resolver dois desafios práticos: como crescer grandes quantidades de células de forma eficiente, e como recolhê-las no final do processo para integrar em produtos de carne cultivada.
Um novo estudo publicado na revista Innovative Food Science and Emerging Technologies, que tem como primeiro autor Hélder Bandarra-Tavares, doutorando no CCMAR em colaboração com o Instituto de Bioengenharia e Biociências do Instituto Superior Técnico (iBB-IST), sob supervisão do Prof. Pedro Fonte e Prof. Ana Fernandes-Platzgummer, combina princípios de biologia celular, biomateriais e bioprocessamento para apoiar a transição de cultura de células animais para sistemas escaláveis e industrialmente relevantes.
O processo de criar carne cultivada começa com a recolha de células animais que são depois multiplicadas em laboratório.
Tal como muitas células do corpo humano, as células usadas neste estudo precisam de uma superfície sólida onde se agarrar para crescer - são as chamadas células aderentes. É aqui que entram as micropartículas: pequenas partículas que funcionam como suporte para as células, permitindo que se multipliquem na sua superfície.
Por sua vez, as micropartículas são utilizadas em sistemas de cultura celular em suspensão, que permitem atingir dimensões mais próximas de processos industriais. Neste estudo, a produção de células foi realizada num sistema de cultura em agitação semelhante ao que acontece em bioreatores industriais, mas em menor escala.
Os investigadores trabalharam com células derivadas do cordão umbilical de bovino.
Este tecido foi escolhido por ser rico em células com grande potencial de proliferação e por representar uma fonte que não envolve o sacrifício do animal, promovendo assim um processo de produção de carne cultivada focado em sustentabilidade e bem-estar animal.
Neste estudo, a equipa isolou células de três animais diferentes e testou várias condições de cultura para otimizar o seu crescimento. Um dos resultados mais relevantes foi o efeito do FGF-2, um fator de crescimento: a sua adição ao meio de cultura duplicou aproximadamente o número de células produzidas, tornando o processo mais eficiente.
O caminho para a escala industrial está aberto, mas persistem desafios.
Ainda assim, os autores reconhecem que a capacidade de multiplicação destas células continua a ser limitada para produção em larga escala, mas o trabalho estabelece uma plataforma que pode ser otimizada em estudos futuros.
A demonstração de que micropartículas funcionam para este tipo de células, e de que sistemas escaláveis de cultura permitem a sua produção de forma reprodutível e eficiente, representa um passo importante no desenvolvimento de processos para a agricultura celular.
