UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL

TÓPICOS DE GENÉTICA E EVOLUÇÃO BIG003

PROF. FABRÍCIO SANTOS


BIODIVERSIDADE BRASILEIRA E

PRODUTOS INDUSTRIAIS


LUDMILA BORGES  - MARÍLIA SCLIAR  -  SIDNEY ALMEIDA


MARÇO/2003


BIODIVERSIDADE

O conceito de biodiversidade envolve tanto uma dimensão quantitativa, número e variedade de genes, espécies e ecossistemas, quanto qualitativa, isto é, a "saúde" das realidades biológicas e dos ambientes onde ocorrem. Falar em biodiversidade é falar de um indicador sensível de qualidade, sustentabilidade e enriquecimento do patrimônio genético, indispensável à saúde do planeta. A biodiversidade, na verdade, é um termo utilizado para definir o grau de variedade na natureza, incluindo tanto o número quanto a freqüência de genes, espécies e ecossistemas em determinada região. É normalmente considerada em três níveis diferentes: diversidade genética, diversidade de espécies e diversidade de ecossistemas.

A biodiversidade corresponde à "variedade e variabilidade entre os organismos vivos e complexos ecológicos em que ocorrem. O termo engloba diferentes ecossistemas, espécies, genes e suas abundâncias seletivas".

Concretamente, uma política para a biodiversidade implicaria um complexo de políticas e manejos visando assegurar a sobrevivência dos recursos biológicos e seu efetivo enriquecimento.

Não haverá biodiversidade senão a partir de uma nova matriz de relações homem-natureza, em que as necessárias produção e distribuição de riqueza se realizem a partir de políticas agro-urbano-ecológicos. Isso significa subordinar tanto a propriedade quanto os interesses e motivações particulares nos campos de investimento, das tecnologias e da produção ao critério do interesse coletivo, expresso em legislações, programas e incentivos, definidos a partir de estruturas de representação legítimas e com base em estudos e proposições amplamente divulgadas e debatidas com o conjunto da sociedade. Esse processo, em que a produção material se subordina ao interesse coletivo e à perspectiva de longo prazo, é um dos elementos centrais de afirmação do conceito de desenvolvimento sustentável.

 

LEVANTAMENTO DA BIODIVERSIDADE NO BRASIL

Não existe uma medida precisa o suficiente para determinar a biodiversidade de uma região, visto que a variedade de vida ainda é muito pouco conhecida no planeta.

O Brasil, país continental situado numa região tropical, apresenta uma enorme biodiversidade, fato notório mundialmente. Levantamentos estimam cerca de 2.000.000 de espécies entre animais, plantas e microrganismos no território brasileiro. Esta grande variação pode também ser explicada pela presença de diversos biomas no Brasil como floresta tropical úmida, Cerrado, Mata Atlântica, Pantanal e Caatinga. Além dessa grande variabilidade, há também um alto endemismo de espécies.

Em relação à diversidade vegetal especificamente, pesquisas indicam ser o Brasil o líder mundial, com cerca de 55.000 espécies catalogadas e 350.000 a 550.000 estimadas. Destas, 16.500 a 18.500 são consideradas endêmicas.

O primeiro lugar é também assumido pelo Brasil em relação à variedade ictiológica: cerca de 3.500 espécies. Além desses dados, convém ressaltar que o Brasil possui, segundo outras estimativas:

No que diz respeito aos recursos genéticos, fala-se em aproximadamente 16,5 bilhões de genes no país, distribuídos entre diferentes etnias.

Tais informações justificam o fato de o Brasil ser um país dotado de uma megadiversidade o que atrai a atenção mundial para o potencial biológico e econômico dos recursos naturais brasileiros.

 

VALOR ECONÔMICO AGREGADO À BIODIVERSIDADE BRASILEIRA

Com o rápido desenvolvimento da biologia molecular e da farmacologia clínica, tem-se aumentado surpreendentemente o interesse por recursos biológicos. Estes, em tese, são uma poderosa fonte de substâncias diversas com inúmeras aplicações científicas e econômicas. Disso decorrem, inevitavelmente, conversões da biodiversidade em cifras.

A variedade biológica brasileira é altíssima não sendo diferente o seu valor econômico agregado que gira em torno de trilhões de dólares.

 

APLICAÇÕES ECONÔMICAS ENVOLVENDO A VARIEDADE BIOLÓGICA DO BRASIL

O Brasil abriga 55 mil espécies de plantas, aproximadamente um quarto de todas as espécies conhecidas. Destas, 10 mil podem ser medicinais, aromáticas e úteis, de acordo com o estudo denominado Contribuição Efetiva ou Potencial do PADCT para Aproveitamento Econômico Sustentável da Biodiversidade.

O mercado mundial de produtos farmacêuticos, cosméticos e agroquímicos soma aproximadamente U$400 bilhões ao ano, o que dá a dimensão da enorme oportunidade existente para os produtos brasileiros.

O interesse pelos produtos naturais tem origem em fatores comportamentais, biológicos, farmacológicos, biotecnológicos e químicos, gerando uma mudança na estratégia das empresas, que passaram a visar ao mercado dos produtos originados de plantas. Neste mercado inclui-se o Brasil, considerado verdadeiro manancial de moléculas bio-ativas.

 

A indústria de cosméticos

A indústria de cosméticos é composta de quatro segmentos principais: perfumes, produtos para cabelos, maquiagem, e cosméticos dermatológicos, corporais ou faciais, incluindo os bronzeadores. O uso de extratos e óleos essenciais na indústria de cosméticos e, em particular, no ramo de perfumes remonta à Antigüidade. Os óleos essenciais encontram-se em diversas partes das plantas, principalmente folhas e flores, em estruturas especializadas, como os pêlos glandulares e bolsa secretoras. Dentre a vasta gama de plantas portadoras de óleos essenciais, destacam-se: alecrim, hortelã, erva-cidreira, rosa, anis, eucalipto, funcho, salsa, camomila, carqueja, poejo, losna, cravo-da-índia, boldo. Nacionalmente, grandes, médias e pequenas empresas comercializam cosméticos com base natural, como Natura, Boticário, Juruá, Água de Cheiro. Estas empresas estão incorporando a tendência internacional de uso dos óleos essenciais. O dinamismo de mercado dos óleos essenciais pode ser ilustrado com a recente instalação da Agronol, coligada ao grupo Santa Izabel na produção e extração de óleo de seis ervas medicinais com investimentos previstos de US$ 2 milhões.

A indústria nacional de cosméticos está contribuindo para que uma idéia muito difundida na Amazônia seja revista: a de que os produtores não ganham nada mantendo a floresta em pé. A revisão acompanha a expansão das linhas de produtos de beleza feitos à base de ervas amazônicas e beneficia comunidades na região. No Pará, por exemplo, já é possível observar a formação de uma cadeia de aproveitamento da biodiversidade, com empresas atuando como fornecedoras de insumos ou como fabricantes de produtos acabados de alta qualidade.

Neste último caso, a primeira indústria paraense a incorporar tecnologia à linha de produção foi a Chamma da Amazônia. A arrancada começou em 1996 e com o apoio do Programa de Incubação de Empresas de Base Tecnológica (PIEBT), da Universidade Federal do Pará, a empresa investiu para que seus produtos e lojas acompanhassem o padrão das grandes marcas nacionais, rompendo com a tradição artesanal característica das empresas de cosméticos paraenses. A Chamma da Amazônia se transformou em uma rede de franquias com 21 lojas espalhadas por todas as regiões brasileiras e possui uma capacidade instalada para produção de 150 mil unidades mensais de cosméticos. O faturamento médio anual está em torno de R$ 2 milhões.

O interesse crescente por cosméticos elaborados com ervas amazônicas alterou, até, o curso dos investimentos da Brasmazon, uma outra pequena indústria paraense. De fornecedora de óleos vegetais para indústrias cosméticas brasileiras e estrangeiras, ela passou a produtora e dedica-se atualmente ao desenvolvimento de produtos únicos, como é o caso do óleo de andiroba em pó para banho.

A Brasmazon detém quase 90% do mercado de óleos naturais amazônicos e se transformou em fornecedora de grupos como o francês Yves Rocher e o brasileiro Natura. O contrato com a Yves Rocher, por exemplo, prevê a remessa anual de 30 toneladas de óleo de andiroba. De fabricante de insumos a empresa passou a produzir uma linha própria de cosméticos, tendo como carro-chefe os óleos em pó. O primeiro a entrar no mercado foi o de andiroba. Em breve, estarão disponíveis óleos em pó de buriti e de castanha-do-pará.

O nicho que hoje beneficia as empresas paraenses foi aberto pela Natura, responsável pela criação da linha Ekos, com produtos desenvolvidos a partir de ervas extraídas da biodiversidade amazônica. A linha serviu não só para despertar o interesse do consumidor nacional como também ajudou a popularizar os cosméticos elaborados com este tipo de insumo, que antes atingiam apenas públicos muito restritos, como o formado por consumidores envolvidos com a causa ambiental, e concentrados principalmente em países do exterior. Um segmento que tem como mais conhecido representante o grupo inglês Body Shop.

Os efeitos da popularização se espalham do setor industrial para o meio rural. Na base da cadeia em formação estão as comunidades de pequenos produtores que detêm as reservas de biodiversidade. O efeito multiplicador do aproveitamento racional das florestas pode ser medido nos projetos em curso. Para manter-se ativa, a Brasmazon compra a produção e dá orientação técnica a 1,5 mil famílias de 156 comunidades ribeirinhas do interior do Pará. Todos atuam como parceiros da indústria e contribuem, inclusive, com as atividades de bioprospecção de plantas.

No Estado do Acre, o aproveitamento da diversidade florestal conseguiu barrar o que parecia ser um processo irreversível de desagregação da etnia indígena yawanawa. Concentrados na Terra Indígena Rio Gregório, no município de Tarauacá, os índios encontraram uma fonte de renda inesperada no urucum, um corante natural associado a aspectos espirituais de sua cultura. Maceradas, as sementes de urucum eram utilizadas em pinturas corporais ritualísticas feitas com o objetivo de afastar os maus espíritos.

A virada ocorreu durante o Fórum Global realizado paralelamente à Eco 92, no Rio de Janeiro, em que representantes da tribo discutiram a implantação de uma parceria com a indústria norte-americana Aveda Corporation. Para atender à demanda dos americanos, os yawanawa plantaram 30 hectares de urucuzeiros que produzem perto de 30 toneladas anuais de sementes. A produção vai para São Paulo, onde é extraída a bixina – o óleo essencial utilizado pela indústria cosmética. Tudo isso garante uma renda média anual de US$ 80 mil, dinheiro que é investido na melhoria da qualidade de vida da comunidade indígena (inclusive um laboratório de controle de malária e febre amarela e um curso de formação de agentes de saúde).

Para as comunidades, a preservação das áreas de mata é a garantia de uma renda estável por tempo indeterminado, diferente do dinheiro rápido e descontínuo gerado por atividades como a venda de árvores, extraídas de forma não-manejada, para a indústria madeireira.

A indústria farmacêutica

Frente à megadiversidade brasileira e o potencial econômico envolvido, não surpreende que o Brasil seja alvo para os ávidos interesses das indústrias farmacêuticas mundiais. É certo que a matéria-prima, seja ela planta, microrganismo ou animal, não representam alto valor para os produtores de medicamentos. Porém os gastos envolvidos na prospecção dos recursos brutos e o longo tempo requerido para a produção e testes de remédios tornam o produto final muito caro e menos rentável aos seus proprietários.

Só no setor de medicamentos, o volume de vendas de fitoterápicos no mundo já atingiu a cifra de US$ 13,9 milhões ao ano. O valor representa cerca de 5% do total de vendas no mercado global de medicamentos.

As empresas brasileiras encontram-se em estágio de desenvolvimento suficiente para a fabricação de produtos farmacêuticos. Os medicamentos vendidos em farmácias no Brasil, contendo produtos naturais renderam aproximadamente U$ 470 milhões em 1994. No entanto, o volume de medicamentos patenteados pela indústria farmacêutica brasileira é praticamente nulo, se comparado com a indústria estrangeira. Uma das limitações está no fato de que 70% do mercado é controlado por empresas transnacionais. Apesar disso, as universidades já começam a desenvolver suas próprias patentes. Um exemplo é o do Departamento de Psicofarmacologia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) que tem duas patentes desenvolvidas com a colaboração de indústrias brasileiras e está desenvolvendo parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), juntamente com um laboratório brasileiro, para um novo preparado fitoterápico.

Nesse aspecto, o pouco que se conhece da biodiversidade brasileira tem revelado fatos surpreendentes. Especificamente em redutos de Mata Atlântica situados no estado de São Paulo, plantas com propriedades antibióticas, antichagásicas, antitumorais e antioxidantes têm sido descobertas pelo projeto Biota Fapesp. De qualquer forma, as espécies vegetais em questão não são reveladas pelos seus descobridores, pois estes temem que aplicações biotecnológicas envolvendo tais plantas sejam patenteadas por grandes empresas farmacêuticas.

De modo geral, as toxinas encontradas em organismos vivos são uma grande promessa para a produção de drogas e antibióticos muito mais eficazes. Existem vários exemplos de medicamentos cuja origem é direta ou indiretamente relacionada a fontes biológicas, sobretudo de plantas. Despertam atenção a pilocarpina, os curares, a morfina, a quinina, os digitálicos, as estatinas, drogas antitumorais, imunossupressores, inibidores de angiotensina, degradantes de bradicinina como o captopril, o qual foi desenvolvido a partir do conhecimento gerado por cientistas brasileiros que isolaram o princípio ativo do veneno da cobra Bothrops jararaca entre outros inúmeros destaques.

A ação de metabólitos secundários e de toxinas animais, vegetais e de microrganismos podem ajudar a elucidar mecanismos complexos da biologia celular e molecular. Com estudos feitos nessa área, tem sido possível clonar genes referentes a enzimas, receptores e canais iônicos. Além disso, moléculas complexas podem ser usadas como protótipos para a fabricação de novos fármacos. Disso pode resultar a elaboração de remédios cada vez mais seletivos e com menos efeitos colaterais.

Mais uma vez, confirma-se o Brasil como uma região estratégica, tendo em vista que o mercado mundial de fármacos atinge vários bilhões de dólares. Além disso, estimativas apontam que, de todos os medicamentos disponibilizados no mundo, 40% são de fontes biológicas (desse subtotal, 25% são de plantas, 13% de microrganismos e 3% de animais). Os investimentos nesse setor chegam a 24% do faturamento bruto das empresas envolvidas, algo em torno de 300 bilhões de dólares. Em relação ao mercado brasileiro de fitoterápicos não há estatísticas precisas. Especula-se que as cifras girem em torno de 0,7 a 1 bilhão de dólares (7 a 10% do mercado de medicamentos do país).

Microrganismos e Aplicações Industriais

A aplicação industrial de microrganismos, principalmente bactérias, fungos e leveduras, é um exemplo de uma indústria extremamente diversificada com altos rendimentos. Exemplos clássicos de processos microbiológicos são as fermentações, entre elas a de produção de bebidas alcoólicas e álcool combustível, laticínios, ácidos orgânicos e fármacos, incluindo antibióticos. Outros produtos de origem microbiana são enzimas e polímeros de aplicação industrial, moléculas estereoespefícicas produzidas através de biotransformação, aditivos alimentares (aminoácidos) e vitaminas. Microrganismos são também utilizados na formulação de inoculantes microbiológicos para uso industrial e agropecuário, tais como probióticos, inoculantes para biodegradação de compostos tóxicos em tratamentos de efluentes, inoculantes para biorremediação ambiental e inoculantes agrícolas.

Após os antibióticos, enzimas são os produtos microbianos mais explorados na indústria biotecnológica. Elas apresentam uma série de vantagens sobre equivalentes de origem animal ou plantas, tais como custos de produção relativamente baixos, susceptibilidade de produção em larga escala em fermentadores industriais, espectro amplo de características fisico-químicas de diferentes enzimas, geralmente relacionadas ao habitat e fisiologia do microrganismo produtor, susceptibilidade de manipulação genética e representarem um recurso renovável.

Atualmente, enzimas microbianas são amplamente utilizadas no processamento de alimentos, indústrias têxtil e farmacêutica, biologia molecular e aplicações médicas.

Alguns bacilos são produtores de enzimas como amilases, lipases e proteases. Algumas leveduras também produzem enzimas de aplicação industrial (inulinases e pululanases).

A utilização de microrganismos na agroindústria pode consistir no emprego direto de microrganismos como inoculantes de processos microbiológicos ou na utilização de produtos microbianos processados. A utilização direta de microrganismos in loco verifica-se na forma de produtos probióticos, inoculantes para fixação de nitrogênio e inoculantes para biorremediação/aumento da fertilidade de solos. Probióticos são microrganismos ou consórcios microbianos, os quais administrados oralmente promovem a formação de um flora intestinal antagonista a patógenos ou competidores, resultando na proteção do animal contra infecções gastrintestinais e promovendo um melhor crescimento e/ou ganho de peso. Inoculantes para biorremediação e aumento da fertilidade de solos consistem de consórcios de bactérias e fungos capazes de promover a deterioração de poluentes, agregação de partículas (melhoria da textura do solo) e ciclagem de matéria orgânica no solo para liberação de nutrientes. Este último tipo de emprego de microrganismos na agricultura vem ganhando maior atenção devido aos esforços internacionais no sentido de desenvolvimento de formas de agricultura sustentável em substituição ao uso de fertilizantes químicos em plantações.

Alguns bacilos são utilizados na produção de bioinseticidas.

No início da década de 90, começaram estudos no Brasil para o desenvolvimento de tecnologia para a produção de plásticos biodegradáveis e biocompatíveis utilizando-se microrganismos e empregando matéria prima renovável pela agricultura. Descobriu-se a Burkholderia sacchari, produtora de poli-3-hidroxibutirato (P3HB) e seu co-polímero utilizando como fonte de carbono principal o açúcar da cana.

Esses plásticos têm propriedades semelhantes às dos plásticos de origem petroquímica e, além disso, tem a vantagem de poderem ser biodegradados no ambiente por microrganismos nele existentes.

As aplicações desses plásticos são diversas, podendo ser moldados ou transformados em filmes. Podem, também, Ter aplicações médico veterinárias, como suturas, suportes de cultura de tecido para implantes e encapsulação de fármacos para liberação controlada.

Em relação aos alimentos, os lactobacilos são utilizados na indústria de lacínios e no processamento de carnes; fungos filamentosos como Penicillium roqueforti são usados na fabricação de queijos e linhagens fermentativas de Saccharomyces são responsáveis pela produção de cervejas, vinhos e pães.

Extração vegetal

A vegetação é fornecedora de látex (Hévea), castanhas, fibras (Piaçava), corantes, taninos, frutas (Açaí), medicamentos, óleos (Babaçu), ceras (Carnaúba), além de outras formas de uso diversificado. Mas são as espécies madeireiras que são responsáveis pelo maior extrativismo vegetal.

Apesar da grande variedade de espécies que podem ser utilizadas, o índice de aproveitamento pela indústria madeireira ainda é muito reduzido. Como exemplos de espécies mais exploradas podem ser citadas o Ipê (Tabebula serratifolia) e o Pequiá, (Caryocar villosum).


DETENTORES VERSUS EXPLORADORES DA BIODIVERSIDADE

A expansão da indústria natural tem resultado em fortes questionamentos nos países detentores da biodiversidade sob dois distintos aspectos. O primeiro está associado aos ecologistas e protetores do meio ambiente que questionam os impactos do extrativismo comercial sobre a floresta e sobre as populações tradicionais. O uso de insumos naturais tanto para as empresas de cosméticos tradicionais ou para aquelas especializadas em produtos naturais tem por limite a escala da coleta e a sustentabilidade da floresta. Na grande maioria dos casos, a indústria busca novos cultivares que garantam a escala de produção dos insumos.

O desenvolvimento da biotecnologia, em particular, da engenharia genética vem facilitando o cultivo nas plantas e introdução de matéria-prima longe do seu habitat natural, passando do extrativismo ao cultivo. Este é o caso do Ginkgo biloba, originário da China, que é produzido, atualmente, na França e nos Estados Unidos.

O segundo questionamento diz respeito à institucionalização da coleta de matéria-prima que supra os bancos genéticos para a bioprospecção de moléculas que serão sintetizadas quimicamente. A regulamentação do acesso aos recursos naturais é imprescindível, uma vez que a grande maioria das empresas estão localizadas nos países industrializados do Norte, enquanto os recursos predominam nos países do Sul. Neste caso, requer-se a institucionalização da coleta de materiais, em particular da flora, para evitar-se a biopirataria e/ou a extinção das espécies incorporadas no processo de produção. A Convenção da Biodiversidade está negociando as questões das patente e dos direitos de propriedades dos agricultores e das populações nativas.

 

A BIODIVERSIDADE BRASILEIRA E USUFRUTO NACIONAL

Tendo em vista toda esse manancial de recursos, surge o seguinte questionamento: por que não há um aproveitamento efetivo dessa imensa potencialidade para gerar desenvolvimento no país?

É facilmente perceptível no Brasil a não existência de um apoio governamental efetivo às universidades e às indústrias nacionais. Tal fato, sem dúvidas, tem vetado muitos avanços significativos no conhecimento aplicado à biodiversidade brasileira. Somado a isso, o Brasil tem sido vítima da biopirataria a qual não tem, ainda, mecanismos eficientes de controle.

Desta forma, fica explícita a grande necessidade de se adotarem medidas sérias e comprometidas com a proteção e o uso racional e planejado da biodiversidade brasileira. No entanto, como proteger o que ainda não está bem conhecido?

Essa indagação proporciona um grande desafio a todas as instâncias competentes da sociedade. Torna-se urgente o estabelecimento de uma parceria sólida entre o governo (representado pelos ministérios da Saúde, Ciência e Tecnologia e Meio Ambiente), a comunidade científica e empresas nacionais, que viabilize a manipulação da biodiversidade nacional de forma sustentável e conseqüente avanço tecnológico e industrial.

Referências Bibliográficas

 

Mittermeier RA, Gil RP, Mittermeier CG. Megadiversity: Earth’s Biologically Wealthiest Nations. Mexico: CEMEX , 1997, p.39-55.

Paula JA, Barbieri AF, Guerra CB, Landau EC, Vieira F, Barbosa FAR, et.al Biodiversidade, Populações e Economia. Belo Horizonte: UFMG/Cedeplar; ECMXC; PADCT/CIAMB, 1997 p.245-246.

Biopirataria Ciência Hoje 2000 Dez;28(167):36-43

Em Busca de Novos Medicamentos Ciência Hoje 2001 Jan/Fev;28(168):42

Sites consultados

www.biotecnologia.com.br

www.comciencia.br

www.mct.gov.br

www.ibge.gov.br

www.fat.org.br

www.intermega.com.br/bromelia/madeira.html