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6 8 • C I Ê N C I A H O J E • v o l . 3 0 • n º 1 7 5 PR IME IRA LINHA s insetos da ordem Diptera moscas e mosqui- tos sªo reconhecidos com facilidade: tŒm sóO 68 PR IM EI RA LI NH A As moscas, insetos presentes em ambientes silvestres, agrícolas e urbanos, são em geral associadas ao lixo ou à matéria orgânica animal em decomposição. Poucos sabem, no entanto, que esses insetos tidos como ‘indesejáveis’ também visitam flores e polinizam muitas plantas. Estudos recentes indicam que a eficiência das moscas como polinizadoras pode ser maior do que se imagina. Por Marconi Souza Silva, Júlio César Rodrigues Fontenelle e Rogério Parentoni Martins, do Laboratório de Ecologia e Comportamento de Insetos (Departamento de Biologia Geral) da Universidade Federal de Minas Gerais. Por que moscas visitam flores? ECOLOGIA Eficácia desses insetos como polinizadores é maior do que se imagina Por que moscas visitam flores? A mosca Ornidia obesa, comum em áreas urbanas, visita flores com freqüência, como as da planta da imagem (do gênero Eupatorium) Figura 1. As diferenças básicas entre um mosquito e uma mosca podem ser vistas nos desenhos, nos quais são destacados as antenas (A) e os balancins (B) FO TO D E P A U LO M Á R C IO N O V A ES EX TR A ÍD O D E B O R R O R & D ELO N G (19 6 9 ) Mosquito Mosca um par de asas funcional, porque o segundo par foi reduzido a duas pequenas protuberâncias (halteres ou balancins). Os mosquitos, em geral pequenos e delgados, tŒm antenas longas, com mais de seis seg- mentos, e as moscas, em geral mais robustas, tŒm antenas curtas, com menos de seis segmentos (figu- ra 1). Dípteros, coleópteros (besouros), lepidópteros (borboletas) e himenópteros (abelhas, vespas e for- migas) sªo as quatro maiores ordens de insetos. As moscas, alØm de exercerem papel de desta- que em ecossistemas silvestres ou alterados pelo homem, ocupam ampla diversidade de nichos eco- lógicos. Certas plantas de regiıes do `rtico, por exemplo, sªo polinizadas por elas. Muitas espØcies tŒm larvas altamente especializadas. As da espØcie Psilopa petrolei, por exemplo, sªo as œnicas capa- PR IME IRA LINHA s e t e m b r o d e 2 0 0 1 • C I Ê N C I A H O J E • 6 9 4 zes de viver e se alimentar em pequenas poças de petróleo. Larvas de Sciomyza aristalis (família Sciomyzidae), parasitas de caracóis, passam dentro deles parte do seu ciclo de vida. Outras larvas vivem em ambientes aquÆticos, mas tŒm adaptaçıes para respirar na superfície da Ægua, como as de Eristalis tenax (família Syrphidae), que se alimentam do lodo, no fundo de poças, mas utilizam uma cauda para captar o oxigŒnio no ar (figura 2). A variedade dos hÆbitos alimentares de moscas adultas permite que elas vivam perto do homem e de seus animais domØsticos, ou em Æreas preserva- das, ou ainda em outros ambientes silvestres, rurais e urbanos. Moscas adaptadas a Æreas urbanas sªo denominadas sinantrópicas do grego sin (juntos) e antropos (homem). Algumas espØcies, por freqüen- tarem o lixo, excrementos e dejetos de todo tipo, transmitem doenças provocadas por bactØrias, fun- gos, protozoÆrios e vermes. Parasitas humanos e de animais domØsticos sªo ainda transmitidos por inœ- meras moscas coprófilas (que se alimentam de fe- zes) e saprófilas (que se alimentam de cadÆveres). As principais espØcies desses dois grupos per- tencem às famílias Muscidae, Calliphoridae e Sarcophagidae. Os muscídeos incluem a mosca do- mØstica e outras. Os califorídeos e sarcofagídeos sªo as moscas-varejeiras, que depositam massas bran- cas de ovos as varejas sobre a carne e causam miíases, infecçıes decorrentes da invasªo de teci- dos ou cavidades corporais de animais por larvas de moscas. Outras moscas podem transmitir doenças, como as dos gŒneros Fidena, Tabanus e Chrysops. As que se alimentam de sangue (família Tabanidae) sªo vetores de loa-loa, filariose comum na ` frica e que tambØm jÆ ocorreu no Brasil. As espØcies consideradas pragas agrícolas e vetores de doenças sªo comuns em locais com gran- de alteraçªo ambiental: nas cidades ou em algumas Æreas rurais feiras de alimentos, mercados, depó- sitos de lixo a cØu aberto e aterros sanitÆrios. Nessas Æreas, hÆ abundância de alimentos e hÆbitats para larvas e moscas adultas, e seus predadores e parasi- tas em geral sªo escassos ou estªo praticamente au- sentes. As moscas podem ser herbívoras, detritívoras, predadoras e parasitas de animais e plantas. Uma mesma espØcie Ø capaz de consumir diferentes ti- pos de alimentos em hÆbitats variados (muscídeos, califorídeos e sarcopagídeos, por exemplo, alimen- tam-se no lixo, em carcaças e em flores). O nØctar e o pólen das flores, portanto, servem como alimento para adultos de numerosas espØcies desses insetos. Como as moscas escolhem as flores As moscas visitam variadas espØcies de plantas, se- jam pequenos arbustos ou Ærvores de grande porte, e mesmo algumas orquídeas, que em geral tŒm polinizadores especializados. Ao contrÆrio do que ocorre com as abelhas, as moscas só usam o nØctar e/ ou o pólen para seu próprio consumo, jÆ que as lar- vas de muitas espØcies podem se alimentar em ou- tros tipos de substratos. As flores visitadas por moscas tŒm as anteras (ór- gªos que produzem pólen) e os estigmas (órgªos que recebem o pólen) expostos, pØtalas e sØpalas com cores claras e odores perceptíveis. Nessas flores, o nØctar e o pólen sªo em geral abundantes e facil- mente acessíveis, mesmo para espØcies com apare- lho bucal (probóscide) curto. Borboletas, besouros, abelhas e vespas tambØm costumam visitar essas flores. JÆ algumas espØcies de plantas com flores tubulares (estreitas e profundas) recebem visitas apenas de espØcies de moscas com probóscide mais longa (figura 3). O cheiro e a cor das flores atraem diversas espØ- cies de moscas. Estas tendem a visitar flores bran- cas, cor-de-rosa, amarelas e verdes (figura 4), como observado na Estaçªo Ecológica da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), em Belo Horizon- Figura 2. A larva da mosca Eristalis tenax (tamanho total de 1 cm) adaptada à vida no ambiente aquático, respira na superfície da água com a ajuda do longo apêndice EX TR A ÍD O D E M C A LP IN E ET A L. (1 9 8 1) Figura 3. Algumas moscas, como Ligyra morio, da família Bombyliidae, têm um longo aparelho bucal para obter néctar em flores tubularesFO TO D E FL Á V IO S IQ U EI R A 7 0 • C I Ê N C I A H O J E • v o l . 3 0 • n º 1 7 5 PR IME IRA LINHA te. EspØcies do gŒnero Calliphora (Calliphoridae) e E. tenax (Syrphidae), por exemplo, nªo reconhecem o vermelho. Essas moscas pousam com freqüŒncia sobre objetos amarelos ou brancos, de cor semelhan- te à das flores de perfume suave. Marrom e pœrpura- escuro, cores semelhantes às de fezes e carcaças, atraem principalmente varejeiras (califorídeos e sarcofagídeos) (figura 5). EspØcies diferentes de plantas polinizadas por moscas tŒm tÆticas distintas para atraí-las. Algumas imitam a cor ou o odor de matØria orgânica em de- composiçªo, fezes ou cadÆveres, relaçªo denomina- da síndrome da sapromiiofilia do grego sapro (po- dre) e miofilia (afins de mosca). Sªo sapromiiófilas certas plantas das subfamílias Aristolochiaceae (papo-de-peru), Araceae (costela-de-adªo e antœrios), Orchidaceae (orquídeas) e Asclepiadaceae (erva-de- rato). Algumas espØcies de Aristolochiaceae tŒm nas flores uma câmara que aprisiona as moscas e as li- bera após certo tempo. Moscas das famílias Phoridae, Muscidae e Sarcophagidae visitam de preferŒncia flores com odores fØtidos. Esse odor Ø, em muitos casos, imper- Figura 4. Características das flores nas principais plantas visitadaspor moscas em estudo na Estação Ecológica da UFMG, em Belo Horizonte ceptível aos humanos, mas atrativo para as moscas. Em geral, plantas do gŒnero Asarum (Aristolo- chiaceae) sªo polinizadas por mosquitos da família Mycetophilidae, cujas larvas e adultos comem basi- camente fungos. Machos e fŒmeas sªo atraídos pelo odor e podem copular dentro da flor. Ao pôr os ovos, a fŒmea toca os órgªos sexuais da flor com a parte posterior do corpo, polinizando-a. As larvas resul- tantes dos ovos casualmente postos nas flores nªo sobrevivem, porque ali nªo existem os fungos dos quais elas se alimentam. A freqüŒncia de visitas das moscas pode variar durante as estaçıes do ano, em resposta à disponibi- lidade de flores, mas sªo mais abundantes em pe- ríodos quentes e œmidos. A diversidade e a freqüŒn- cia das visitas tambØm Ø influenciada pela facilida- de de acesso e a qualidade e pela quantidade de nØctar e pólen. Mosquitos hematófagos tambØm usam nØctar (ou outros sucos vegetais, como o de frutas em decomposiçªo) para sua subsistŒncia apenas as fŒmeas precisam do sangue para a maturaçªo dos ovos. JÆ em moscas hematófagas (como mutuca, mosca-dos-estÆbulos e mosca-do-chi- Figura 5. As flores de Aristolochia elegans (A) e Stapelia hirsuta (B) são polinizadas por moscas saprófilas, cujos ovos são os pontos brancos visíveis (em B) EX TR A ÍD O D E P R O C TO R & LA C K (1996) FAMÍLIA DE PLANTAS TOTAL DE MOSCAS TIPO DE FLOR ODOR FAMÍLIA DE MOSCAS (espécie) visitantes (corola/cor) mais freqüente Asteraceae (Baccharis trinervis) 173 (rasa/branca) Forte Syrphidae Boraginaceae (Cordia verbenacea) 114 (rasa/branca) Forte Syrphidae Rhamnaceaet (Gouania sp.) 126 (rasa/esverdeada) Forte Calliphoridae fre), o sangue Ø o alimento de ambos os sexos. Moscas adultas de outras espØcies alimentam-se de pólen e nØctar, e o con- sumo de pólen, capaz de suprir as neces- sidades protØicas, pode aumentar duran- te a maturaçªo dos ovos. Um estudo sobre moscas visitantes A importância das flores para a alimen- taçªo das moscas Ø revelada pelo nœme- ro de espØcies e indivíduos que as visi- tam. A maior quantidade de espØcies vi- sitantes estÆ na família Syrphidae, vindo a seguir Stratiomyiidae, Calliphoridae, Sarcophagidae, Tachinidae, Muscidae, Bombyliidae e Conopidae. Muitas espØ- cies de Syrphidae e Stratiomyiidae visi- tam variadas espØcies de plantas, nas quais o acesso ao nØctar e ao pólen Ø mais fÆcil. JÆ certas espØcies de Bombyliidae, A B PR IME IRA LINHA s e t e m b r o d e 2 0 0 1 • C I Ê N C I A H O J E • 7 1 Empididae e Conopidae visitam de preferŒncia flo- res tubulares, mas podem procurar flores cujo nØc- tar estÆ exposto. O levantamento realizado pelos autores, entre novembro de 1996 e novembro de 1997, na Estaçªo Ecológica da UFMG, situada no campus da universi- dade, em Ærea urbana, registrou 40 espØcies de mos- cas visitando 16 famílias de plantas. As coletas, com rede entomológica, ocorreram em intervalos sema- nais, sempre entre 9 h e 12 h da manhª, nas bordas de aceiros que margeiam formaçıes vegetais como campo sujo, borda de mata e capineira. As plantas Baccharis trinervis, Gouania sp. e Cordia verbenacea foram as mais visitadas. As mos- cas registradas com maior freqüŒncia (figura 6) fo- ram Ornidia obesa e Palpada furcata (ambas da fa- mília Syrphidae). TambØm fizeram muitas visitas as espØcies Lucilia eximia e Chrysomya albiceps (Calliphoridae), alØm de Hoplitomyia mutabilis (Stratiomyiidae). A mosca O. obesa (Surphidae), de corpo verde-metÆlico, comum em Æreas urbanas, Ø muito confundida com moscas-varejeiras (Calli- phoridae) de cor semelhante. O estudo mostrou ain- da que as flores sªo visitadas durante todo o ano. O próximo passo Ø determinar a eficiŒncia das moscas como polinizadoras. Dípteros podem ser bons polinizadores Em espØcies de plantas, a fecundaçªo cruzada, que envolve cØlulas sexuais (gametas) de indivíduos diferentes, a polinizaçªo transferŒncia do pólen da antera para o estigma depende do vento, da Ægua ou de animais. Em geral, as moscas (a nªo ser as saprófilas) nªo sªo consideradas adaptadas à polinizaçªo, exercendo esse papel de modo ca- sual e irregular. Estudos recentes, porØm, tŒm de- monstrado que elas podem ser polinizadores im- portantes em florestas tropicais, em especial as mais abundantes, que visitam com freqüŒncia va- riados tipos de flores. Existem em regiıes tropicais cerca de 42 famí- lias de dípteros polinizadores, e 30 delas (71%) sªo de moscas. Por seu pequeno tamanho e suas peças bucais em geral curtas, as espØcies de mosquitos sªo, em grande parte, polinizadores ineficientes. As moscas sªo maiores e mais robustas, o que facilita o contato com os grªos de pólen. A polinizaçªo se dÆ principalmente com a ajuda do labelo, superfície œmida e sem pŒlos, na extremidade da probóscide, à qual os grªos de pólen aderem com freqüŒncia. Em visitas sucessivas, o pólen Ø transferido para ou- tras flores. EspØcies de Syrphidae, como E. tenax, polinizam com eficiŒncia pimentas-doces. EspØcies de Bom- byliidae, de probóscides longas e rígidas (como nos gŒneros Phthiria e Bombylius), polinizam em espe- cial flores com corola tubular, como Primula vulga- ris, Waltheria americana, C. verbenacea e Glecho- ma herderacea. Na MalÆsia, estudos sobre poliniza- çªo em gimnospermas (plantas sem flutos) registra- ram dípteros (famílias Lauxaniidae, Culicidae, Phoridae e Cecidomyiidae) como visitantes de ór- gªos sexuais de plantas do gŒnero Gnetum. Outras moscas (das famílias Tachinidae, Empididae, Sarco- phagidae, Syrphidae, Chloropidae, Drosophilidae) e mosquitos (Sciaridae e Tipulidae) sªo apontados como provÆveis polinizadores de certas orquídeas. Polinizadores sªo essenciais para manter as ca- deias alimentares, em ambientes naturais e agrí- colas. No Brasil, alguns estudos jÆ identificaram P. furcata, O. obesa (Syrphidae) e Fenicia eximia (Calliphoridae) como polinizadores de Metrodorea nigra e M. stipulares, plantas da família Rutaceae. Sªo necessÆrios, no entanto, estudos mais detalhados para avaliar devidamente a eficiŒncia desses insetos na polinizaçªo de vÆrias espØcies de planta. n Figura 6. Espécies de moscas mais freqüentes nas flores visitadas durante os estudos FAMÍLIAS ESPÉCIES TOTAL DE ESPÉCIE VEGETAL DE MOSCAS VISITANTES MOSCAS MAIS VISITADA Syrphidae Ornidia obesa 288 Asteraceae sp. 4 Palpada furcata 238 Baccharis trinervis Bombyliidae Ligyra morio 8 Waltheria americana Phthiria sp. 1 5 Vernonia sp. 1 Calliphoridae Chrysomya albiceps 27 Gouania sp. 1 Chrysomya megacephala 21 Gouania sp. 1 Chrysomya putoria 1 Asteraceae sp. 7 Lucilia eximia 38 Gouania sp. 1 Phormia sp. 1 21 Baccharis intermixta Stratiomyidae Hoplitimyia mutabilis 31 Baccharis trinervis 7 2 • C I Ê N C I A H O J E • v o l . 3 0 • n º 1 7 5 PR IME IRA LINHA enhum ambiente natural tem sofrido tantas e tªo grandes modificaçıes ao longo da história Os mØtodos biológicos de avaliaçªo da qualidade da Ægua de sistemas naturais apresentam uma gran- de vantagem em relaçªo aos mØtodos físicos e quí- micos, que medem diretamente a poluiçªo da Ægua. As amostras químicas representam apenas o estado da Ægua em um ponto e um momento determinados, o que faz com que variaçıes significativas entre dois instantes de amostragem sejam facilmente perdi- das e deixem de ser consideradas. Em contraste, as comunidades biológicas de um rio dependem de- le 24 horas por dia e sªo sensíveis o bastante para mostrar os efeitos mesmo de uma poluiçªo bastante suave e antiga. A escassez de Ægua, a recuperaçªo de sua quali- dade e o desenvolvimento de tecnologias (e metodo- logias) para o gerenciamento dos recursos hídricos sªo alguns dos grandes desafios que o desenvolvi- mento econômico enfrentarÆ no próximo sØculo.A Ægua doce Ø um recurso limitado (só 1% de toda a Ægua do planeta) e portanto necessita de programas específicos de recuperaçªo, proteçªo e conservaçªo para garantir a continuidade da vida. N da humanidade quanto os ecossistemas aquÆticos, principalmente as Æguas correntes superficiais: dos grandes rios aos pequenos ribeirıes. A rÆpida dete- rioraçªo qualitativa e quantitativa dos recursos hí- dricos Ø a conseqüŒncia mais indesejÆvel das ativi- dades humanas. A preocupaçªo com esse problema, em especial nas œltimas dØcadas, levou a avanços importantes nos mØtodos de avaliaçªo das condiçıes gerais dos ambientes hídricos, visando à sua conser- vaçªo ou recuperaçªo. Embora o monitoramento tradicional utilize va- riÆveis físicas e químicas (como temperatura, pH, oxigŒnio dissolvido etc.), Ø cada vez mais aceito que os melhores mØtodos para avaliar o grau de deterio- raçªo dos cursos dÆgua sªo os que se baseiam nas respostas das comunidades biológicas às alteraçıes do ambiente. Entre essas comunidades destaca-se a que vive no fundo do leito dos rios, por sua capacida- de de refletir o estado de conservaçªo ou degradaçªo do ecossistema. ECOLOGIA Efeitos sobre organismos aquáticos indicam níveis de poluição Na fauna do fundo, o retrato da degradação A qualidade das águas ainda é avaliada em inúmeros países, inclusive o Brasil, com base em parâmetros físicos e químicos, mas é cada vez mais aceito que os melhores indicadores do grau de degradação são os efeitos das alterações ambientais em organismos aquáticos, em especial os que vivem no fundo de rios e lagos. A realização de estudos que adaptem esses métodos aos sistemas aquáticos brasileiros, permitindo sua adoção pela legislação ambiental do país, é uma tarefa urgente. Por Maria Margarida Marques, doutoranda do Programa de Pós-graduação em Ecologia, Conservação e Manejo de Vida Silvestre do Instituto de Ciências Biológicas (ICB) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), e Francisco Barbosa, do Departamento de Biologia Geral (ICB, UFMG). A qualidade das águas ainda é avaliada em inúmeros países, inclusive o Brasil, com base em parâmetros físicos e químicos, mas é cada vez mais aceito que os melhores indicadores do grau de degradação são os efeitos das alterações ambientais em organismos aquáticos, em especial os que vivem no fundo de rios e lagos. A realização de estudos que adaptem esses métodos aos sistemas aquáticos brasileiros, permitindo sua adoção pela legislação ambiental do país, é uma tarefa urgente. Por Maria Margarida Marques, doutoranda do Programa de Pós-graduação em Ecologia, Conservação e Manejo de Vida Silvestre do Instituto de Ciências Biológicas (ICB) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), e Francisco Barbosa, do Departamento de Biologia Geral (ICB, UFMG). PR IME IRA LINHA s e t e m b r o d e 2 0 0 1 • C I Ê N C I A H O J E • 7 3 Os invOs invOs invOs invOs invererererertebrtebrtebrtebrtebrados bioindicadorados bioindicadorados bioindicadorados bioindicadorados bioindicadoreseseseses Os bioindicadores da qualidade de um ecossistema sªo espØcies ou grupos de espØcies com necessida- des ambientais conhecidas, que respondem a alte- raçıes no hÆbitat com mudanças em sua abundân- cia, morfologia, fisiologia ou comportamento. Sªo ideais os que apresentam tolerâncias ambientais estreitas, pois a sua presença em um ambiente per- mite deduzir que aquelas condiçıes específicas es- tªo presentes. Outras características de bons bioindicadores de qualidade ambiental sªo a fÆcil identificaçªo da espØcie, a distribuiçªo cosmopolita (o que permite comparaçıes entre diferentes ambientes), a abun- dância numØrica, o grande tamanho corporal (que facilita a coleta e o manuseio), o ciclo de vida longo (que possibilita acompanhar os efeitos das pertur- baçıes ao longo do tempo), a mobilidade limitada e a disponibilidade de uso em laboratório. Entre os variados organismos aquÆticos, os que apre- sentam o maior nœmero dessas características sªo os macroinvertebrados bentônicos. Macroinvertebrados sªo os invertebrados facilmente visíveis a olho nu, e bentônicos sªo os que habitam o substrato do fundo dos sistemas aquÆticos (do grego bØnthos, ou profun- didade). Ou seja, os organismos que vivem enterrados na areia e na lama, presos à superfície de rochas, sobre o sedimento orgânico do fundo ou escondidos nos es- paços existentes entre seixos e pedras. Os principais representantes da comunidade bentônica pertencem aos filos Anellida e Mollusca e às classes Crustacea e Insecta, abrangendo, na œlti- ma, principalmente formas imaturas, larvas e ninfas (figura 1). Alguns desses organismos sªo extrema- mente sensíveis à poluiçªo e às alteraçıes do hÆbitat e suas populaçıes tendem a desaparecer assim que ocorrem modificaçıes no ambiente. Outros, no en- tanto, tŒm adaptaçıes que os tornam bastante tole- rantes às mÆs condiçıes ambientais Ø comum ob- servar um grande crescimento de suas populaçıes em locais de pØssima qualidade de Ægua. A comunidade bentônica pode ser usada de mui- tas maneiras na avaliaçªo da qualidade de Ægua. Po- dem-se medir parâmetros relacionados às espØcies, como, entre outros, mudanças na composiçªo genØ- tica da populaçªo, acumulaçªo de substâncias tóxi- cas (principalmente metais pesados) nos tecidos dos organismos, alteraçıes nas taxas de natalidade e/ou mortalidade, surgimento de malformaçıes e/ou ano- malias, presença ou ausŒncia de algumas espØcies ou grupos e outros. TambØm podem ser usados nas avaliaçıes parâmetros relacionados à composiçªo da comunidade, como diversidade de organismos, ín- Figura 1. Principais macroinvertebrados bentônicos encontrados em rios e lagos de água doce 4 IL U S TR A Ç Õ ES D E A N N A B EL W IL D R IC K INSECTAINSECTAINSECTAINSECTAINSECTA — As ordens principais são Odonata, Ephemeroptera, Plecotera, Coleoptera, Diptera, Lepidoptera, Megaloptera, Heteroptera e Trichoptera. São os mais diversos, abundantes, freqüentes e ecologicamente importantes organismos bentônicos. Têm variadas estratégias de vida, tipos de alimentação e graus de tolerância à poluição ANELLIDAANELLIDAANELLIDAANELLIDAANELLIDA — Minhocas aquáticas e sanguessugas. Coletados com freqüência em altas densidades em locais poluídos, pois têm pigmentos semelhantes à hemoglobina, com alta afinidade por oxigênio, que garantem sua sobrevivência mesmo onde os teores desse elemento são muito baixos CRUSTACEACRUSTACEACRUSTACEACRUSTACEACRUSTACEA — Ordens Decapoda, Amphipoda e Isopoda. Podem ter grande importância nos sistemas de água doce por se alimentarem de detritos, devolvendo nutrientes e energia ao ambiente. Locais poluídos podem exibir grande abundância desses organismos MOLMOLMOLMOLMOLLLLLLUSCUSCUSCUSCUSCAAAAA — Classes Gastropoda e Pelecypoda. Evitam águas ácidas e preferem aquelas com maior teor de carbonato de cálcio, pois precisam do cálcio para formar as conchas. Têm importância médico-sanitária: alguns, como os caramujos do gênero Biomphalaria, são hospedeiros intermediários de parasitas humanos Pelecypoda Gastropoda Amphipoda Isopoda Ephemeroptera Chironomidae Trichoptera Coleoptera 7 4 • C I Ê N C I A H O J E • v o l . 3 0 • n º 1 7 5 PR IME IRA LINHA dices comparativos entre comunidades sob impac- tos diferentes, proporçªo de organismos bioindica- dores e composiçªo e abundância de grupos funcio- nais de alimentaçªo (como os predadores, filtradores, fragmentadores e raspadores), ou atØ alteraçıes no funcionamento do ecossistema. Em geral, sªo considerados ambientes de boa qualidade de Ægua aqueles que apresentam grande variedade de organismos, com abundância bem equi- librada entre as espØcies, o que significa alta diver- sidade. Ambientes com pouca influŒncia de ativi- dadeshumanas tŒm organismos com os mais diver- sos tipos de vida (sedentÆrios, nadadores, minadores de plantas aquÆticas etc.) e variadas formas de ali- mentaçªo. No entanto, a riqueza e a diversidade de um rio tendem a diminuir com o impacto causado por ati- vidades humanas. Algumas espØcies mais sensíveis sªo as primeiras a desaparecer, como as ninfas dos insetos da ordem Plecoptera (chamados de moscas- das-pedras) e algumas famílias das ordens Epheme- roptera (efŒmeras) e Trichoptera (friganÆrios). JÆ al- guns outros insetos, como os mosquitos (ordem Diptera) das famílias Chironomidae e Simuliidae, podem ter sua abundância aumentada. Em ambientes muito degradados, onde a quali- dade de Ægua Ø realmente baixa, a quantidade de espØcies Ø pequena e ocorre grande predomínio de apenas um tipo de organismo, embora outros ain- da ocorram, em abundâncias menores. Nesses ca- sos, os invertebrados ainda capazes de sobreviver sªo os muito tolerantes à poluiçªo, como minhocas aquÆticas (filo Anellida, classe Oligochaeta), san- guessugas (filo Anellida, classe Hirudinea), pla- nÆrias (filo Platyhelminthes, classe Turbellaria), ver- mes nematódeos (filo Aschelminthes, classe Ne- matoda) e larvas de mosquitos do gŒnero Chirono- mus (ordem Diptera, família Chironomidae). Histórico do biomonitoramentoHistórico do biomonitoramentoHistórico do biomonitoramentoHistórico do biomonitoramentoHistórico do biomonitoramento Os macroinvertebrados bentônicos vŒm sendo usa- dos para indicar o estado de limpeza ou degrada- çªo de um corpo dÆgua desde o início do sØculo 20. JÆ em 1909, os pesquisadores alemªes Richard Kolkwitz (1873-1956) e M. Marsson tinham obser- vado que a contaminaçªo de um rio por matØria or- gânica proveniente de esgotos domØsticos e a conse- qüente reduçªo de oxigŒnio na Ægua alteravam a ocorrŒncia de certos organismos aquÆticos. Criaram entªo um mØtodo de classificaçªo chamado de sis- tema de saprobidade (do grego saprós podre). Nesse sistema, o rio era dividido em zonas com ca- racterísticas físicas e químicas próprias e comuni- dades biológicas bem definidas, de acordo com um gradiente de decrØscimo de poluiçªo à medida que aumentava a distância do local de descarga dos es- gotos (figura 2). A partir dos anos 60, surgiram as primeiras ten- tativas de quantificar o grau de poluiçªo levando em conta nªo só a presença ou ausŒncia de um organis- mo, mas tambØm a abundância de determinada es- pØcie e sua tolerância à poluiçªo. Aparecem entªo os índices bióticos, baseados em duas conseqüŒn- cias da deterioraçªo de um corpo dÆgua: a reduçªo da biodiversidade e o desaparecimento progressivo de certos grupos de organismos. Hoje, um grande nœmero desses índices Ø utilizado por órgªos de con- trole governamentais e pesquisadores. Figura 2. Esquema das quatro zonas de saprobidade, cada uma com aspectos físicos e químicos próprios e comunidades biológicas bem definidas PR IME IRA LINHA s e t e m b r o d e 2 0 0 1 • C I Ê N C I A H O J E • 7 5 Figura 3. Locais próximos e com situações ambientais diferentes: lagoa Dom Helvécio (à esquerda), no Parque Estadual do Rio Doce (MG), onde a preservação da vegetação e a falta de atividades humanas impactantes garantem a boa qualidade da água, e trecho do rio Doce (abaixo) fora dos limites do parque, onde a retirada da mata nativa, as queimadas e a erosão contribuem para a deterioração da qualidade do rio Tais índices foram desenvolvidos para diferentes ambientes (com espØcies às vezes tambØm diferentes) e para diversos tipos de poluiçªo, mas sua aplicaçªo segue em geral a mesma metodologia: após a coleta de amostras da comunidade bentônica de um rio, em lo- cais cada vez mais distantes do ponto de descarga de poluiçªo, as espØcies sªo identificadas e contabilizadas, Ø atribuído um valor de tolerância a cada uma (com base em sua abundância no local de coleta, em bioensaios laboratoriais ou às vezes na experiŒncia do pesquisador) e, por fim, o índice Ø calculado por fór- mulas que envolvem os dados obtidos. No caso do índice proposto pelo limnólogo norte- americano William L. Hilsenhoff, da Universidade de Wisconsin, o cÆlculo Ø feito atravØs da fórmula I = S nx . tx / N, onde S Ø o símbolo de somatória, nx Ø o nœmero de indivíduos da espØcie x, tx Ø o valor de tolerância da espØcie x e N Ø o nœmero total de indivíduos (de todas as espØcies) na amos- tra. O índice, portanto, serÆ a somatória dos resulta- dos obtidos para cada uma das espØcies presentes no local, e seu valor no caso dessa fórmula varia- rÆ de zero (para rios de Æguas totalmente limpas) a 10 (para rios extremamente degradados). A situação das águas brasileirasA situação das águas brasileirasA situação das águas brasileirasA situação das águas brasileirasA situação das águas brasileiras É importante salientar que os vÆrios índices biológi- cos existentes foram criados e testados em países da Europa ou da AmØrica do Norte. Seu uso no Brasil Ø limitado, jÆ que as espØcies encontradas aqui nªo sªo as mesmas e, portanto, apresentam outros valo- res de tolerância, ainda nªo atribuídos. Um exem- plo de índice para Æguas tropicais Ø o proposto pela Universidade Federal de Minas Gerais para o trecho mØdio da bacia do rio Doce, naquele estado (figura 3). Esse índice considera tanto variÆveis físicas e químicas da Ægua quanto medidas da comunidade de macroinvertebrados bentônicos. É enorme a quantidade de artigos científicos so- bre o tema nos quais Ø mostrado o quanto os índices que envolvem características de comunidades bio- lógicas sªo mais precisos e realistas, na avaliaçªo da qualidade ambiental dos rios e lagos, que os mØto- dos baseados apenas em medidas físicas e químicas de amostras de Ægua. A legislaçªo brasileira sobre essa questªo, princi- palmente a Resoluçªo n” 20 (de 18 de junho de 1986) do Conselho Nacional do Meio Ambiente, que classi- fica as Æguas doces, salobras e salinas do país segundo seus usos principais, nªo faz referŒncia à necessi- dade de considerar os componentes biológicos do ecossistema afetado entre os critØrios de avaliaçªo tais critØrios incluem o teor de coliformes fecais, mas nesse caso sªo organismos introduzidos no ambiente. Um maior incentivo aos estudos da biodiversidade aquÆtica e à utilizaçªo desta no monitoramento da qualidade desses ecossistemas em ambientes tropi- cais mostrarÆ o quanto essa nova ótica Ø importante e certamente levarÆ a mudanças na legislaçªo. n FO TO S D E M A U R ÍC IO P ET R U C C IO 7 6 • C I Ê N C I A H O J E • v o l . 3 0 • n º 1 7 5 PR IME IRA LINHA este artigo, pretendemos apontar os principais aspectos sobre o metabolismo do aspartame Um trabalho científico publicado em 1998 pelo neurofisiologista norte-americano Paul A. Spiers e por seus colaboradores aponta alguns compo- nentes do aspartame, o Æcido aspÆrtico e o Æcido glutâmico, como causadores de desordens neuroló- gicas crônicas sØrias entre elas, enxaqueca e rea- çıes de hipersensibilidade alØm de vÆrios outros sintomas agudos. A estabilidade do aspartame Ø outro aspecto de- batido na literatura. Sabe-se que apresenta boa esta- bilidade em alimentos secos mas se decompıe quan- do exposto prolongadamente a sistemas líquidos sendo suscetível ao grau de acidez (pH) ou a altas temperaturas. Estudos com bebidas carbonatadas, como refrigerantes, mostram que o aspartame se degrada em 3-carboxymetil-6-benzil-2,5-dicetopipe- razina (ciclo Asp-Phe) e em seus componentes aminoacídicos-Phe, b-aspartil-fenilalanina (b-Asp- Phe), b-aspartame (b-AP), aspartil-l-fenilalanina (Asp-Phe) , alØm de metanol. Quando essas bebi- N mencionados tanto na literatura científica quanto em publicaçıes dirigidas ao consumidor. O aspartame ou Øster metílico de N-alfa-aspartil- L-fenilalanina (figura) foi descobertopor acidente em 1965, quando o químico James Schlatter estava testando uma droga contra a œlcera. A substância Ø composta por 50% de fenilalanina (Phe), 40% de Æcido aspÆrtico (Asp) e 10% de metanol (sob a for- ma de Øster). Por ser formado por dois aminoÆcidos, o aspartame fornece calorias, mas como proporcio- na uma doçura elevada cerca de 160 a 220 vezes a da sacarose , seu valor energØtico se torna desprezível. Aceito em mais de 100 países, o produto vem sendo extensamente usado na Euro- pa, nos Estados Unidos, no CanadÆ, na AmØrica do Sul, na AustrÆlia e no Japªo. O limite mÆximo diÆrio recomendado pela Organizaçªo Mundial da Saœde (OMS) Ø de 40 mg por kg corpóreo. BIOQUÍMICA Literatura científica sobre efeitos do adoçante aponta necessidade de mais estudos Aspartame: uma doçura amarga? O uso de adoçantes ou edulcorantes artificiais por longo prazo e seus efeitos no organismo vêm despertando muita polêmica, dando margem a interpretações quase sempre equivocadas. Se até há algumas décadas seu consumo se restringia a pessoas obesas, com diabetes ou outros distúrbios, hoje eles estão presentes 7 6 • C I Ê N C I A H O J E • v o l . 3 0 • n º 1 7 5 PR IME IRA LINHA nas mesas de grande quantidade da população preocupada em manter a forma física ou reduzir o nível de ingestão calórica. É importante ressaltar, entretanto, que os limites de consumo – definidos pela Associação Dietética Norte-americana e pela Organização Mundial da Saúde segundo a idade e o peso da pessoa e o constituinte básico e a quantidade do edulcorante (mg/kg corpóreo/dia) – devem ser respeitados. Por Ana Luiza Rezende Ferreira, Helena Alves de Carvalho Sampaio e Krishnamurti de Moraes Carvalho, do mestrado acadêmico em ciências fisiológicas do Centro de Ciências da Saúde da Universidade Estadual do Ceará. PR IME IRA LINHA s e t e m b r o d e 2 0 0 1 • C I Ê N C I A H O J E • 7 7 PR IME IRA LINHA s e t e m b r o d e 2 0 0 1 • C I Ê N C I A H O J E • 7 7 das sªo estocadas por oito semanas a 20”C, persiste 84% a 89% do aspartame original adicionado, sen- do que 3% a 4% sªo degradados em ciclo Asp-Phe. Se mantidas a 30”C pelo mesmo período, permane- cem apenas 62% do adoçante original, sendo 12% convertidos em ciclo Asp-Phe. Apesar dessa falta de estabilidade, a agŒncia norte-americana que contro- la drogas e alimentos (FDA) garante que o produto nªo oferece risco à saœde. Metabolismo e efeitos Ao ser digerido por enzimas intestinais, o aspartame libera aminoÆcidos. Uma pequena quantidade do adoçante, jÆ desmetilado (sem o radical metil), con- segue entrar em cØlulas da mucosa intestinal, onde enzimas completam a quebra da molØcula. Em se- guida, os produtos resultantes da digestªo (L-Phe, Asp e uma quantidade muito pequena de metanol) entram na circulaçªo sangüínea. Esses trŒs compo- nentes sªo utilizados da mesma forma que os prove- nientes de outras fontes da dieta regular, como car- ne, leite, frutas e verduras. Os malefícios do metanol no organismo sªo alvo de controvØrsia. O composto Ø liberado no intestino quando o grupo Øster metílico do aspartame encon- tra a enzima quimiotripsina. A absorçªo de metanol livre Ø rÆpida. Dentro do corpo, ele Ø oxidado em formaldeído e Æcido fórmico ambas substâncias altamente tóxicas. Os sintomas relatados incluem dores de cabeça, nÆuseas, distœrbios gastrointes- tinais, vertigens, perdas de memória, neurites e per- da da visªo. No entanto, a quantidade de metanol liberada pelo adoçante Ø muito pequena. O aspartame e os produtos de sua degradaçªo no organismo podem ser tóxicos ou causar hipersensibi- lidade, especialmente em cØlulas da mama. Quan- do a fenilalanina, o aspartil e o metanol estiverem presentes em quantidades excessivas, os efeitos se verificam tambØm no sistema nervoso central. En- tre os problemas ainda nªo comprovados pela lite- ratura científica destacam-se disfunçıes do sistema nervoso central, enxaqueca, acœmulo de produçªo de formaldeído que pode danificar os Æcidos nuclØicos , alØm de reaçıes de hipersensibilidade. Os efeitos deletØrios mais citados tŒm sido os de ordem neurológica, alØm de uma possível açªo carcinogŒnica. As repercussıes neurológicas tŒm sido relacio- nadas aos aminoÆcidos fenilalanina e aspartil, pre- sentes no adoçante. O aspartil aumenta significa- tivamente os níveis de aspartato e glutamato (neu- rotransmissores que estimulam a transmissªo de in- formaçªo entre os neurônios) no plasma sangüíneo. Tal elevaçªo ocorre após ingerir aspartame ou pro- dutos com Æcido glutâmico livre, aumentando a quantidade desses neurotransmissores em certas Æreas do cØrebro. O acœmulo desses compostos permite a entrada de grande quantidade de cÆlcio nos neurônios, disparando enorme volume de radi- cais livres que acabam destruindo-os. Portadores de fenilcetonœria (desordem genØtica que impede o metabolismo de fenilalanina) nªo podem consumir produtos contendo aspartame. Al- guns estudos mostram que a ingestªo do adoçante junto com carboidratos pode elevar os níveis cere- brais de fenilalanina mesmo em pessoas que nªo tŒm fenilcetonœria, reduzindo os teores de sero- tonina (neurotransmissor) e, conseqüentemente, provocando distœrbios emocionais, como depres- sªo. Por outro lado, Spiers e colaboradores verifica- ram em trabalho de 1998 que altas doses diÆrias de aspartame (45 mg/kg de peso corpóreo) nªo tive- ram efeito nas funçıes neuropsicológica, neuro- fisiológica ou comportamental em jovens saudÆveis. Levantamento feito por Mark D. Gold em 1995 sugere que, em meados de 1970, os fabricantes de aspartame falsificaram estudos de vÆrias maneiras. É interessante notar que a incidŒncia de tumores de cØrebro em pessoas acima de 65 anos de idade au- mentou 67% entre 1973 e 1987. A literatura cientí- fica, entretanto, nªo estabelece relaçªo conclusiva entre a doença e o consumo do adoçante. Em um estudo de dois anos conduzido por um fabricante de aspartame com 320 ratos, 20 recebe- ram uma dieta normal contendo o adoçante. Todos os 20 sem exceçªo desenvolveram tumores cere- brais, o que nªo ocorreu entre os animais do grupo controle. É interessante destacar que cinco dos 20 ratos que apresentaram tumores tomaram uma dose baixa de aspartame. Esta breve revisªo mostra que, apesar do uso le- galizado do adoçante, ainda existem lacunas quanto ao seu metabolismo e efeitos orgânicos. AlØm disso, nªo se conhece literatura sobre a participaçªo renal na assimilaçªo do aspartame. Nesse sentido, grupos de pesquisadores das universidades Federal e Esta- dual do CearÆ estªo estudando como certos peptídeos incluindo o aspartame sªo metabolizados pelos rins, o que poderÆ fornecer, a mØdio prazo, resulta- dos que ajudem a elucidar a questªo. n Estrutura molecular do aspartame (APM) FO N TE: P R O D O LLIET & B R U ELH A R T (19 9 3 )