Enquanto caminha entre o mar de folhas verdes, amarelas e alaranjadas de um pomar de castanheiros, coletando cuidadosamente carrapichos das árvores, Sara Fitzsimmons, diretora de restauração da American Chestnut Foundation, sabe que não estará por perto para ver o plenos frutos de seu trabalho. O ciclo de vida de uma árvore é muito longo para isso.
Há quase duas décadas, Fitzsimmons trabalha para reviver a castanha americana (
Castanea dentata) , uma espécie fundamental que já dominou as florestas orientais dos Estados Unidos e o sul de Ontário, Canadá. Mas há mais de um século, as árvores foram expostas à praga do castanheiro, um patógeno invasor que foi acidentalmente introduzido por espécies asiáticas importadas das árvores, usadas principalmente para plantas ornamentais e em pomares. As castanheiras americanas, vulneráveis à doença fúngica, foram devastadas pela praga, deixando para trás florestas cheias de árvores derrubadas ou caules com galhos nus e mortos. Agora, 84 por cento das castanheiras nos Estados Unidos permanecem pequenas e incapazes de dar frutos.
A certa altura, havia entre três e cinco bilhões de castanheiros americanos. Hoje, há, no máximo, 435 milhões ainda vivos. Organizações como a American Chestnut Foundation estão trabalhando para desenvolver uma nova castanheira resistente à praga para reintroduzir e ajudar a reviver a população. A linha do tempo? “Vamos levar de 150 a 200 anos para causar um impacto ecológico com milhões de mudas na paisagem”, diz Fitzsimmons.
Antes da praga, as castanheiras americanas tinham importância não apenas para o ecossistema, mas para os humanos e seu modo de vida. Quando as castanheiras eram abundantes, os agricultores podiam confiar nas suas nozes como fonte de nutrição para os seus porcos ou perus. Eles também frequentemente procuravam as nozes para comer como seu próprio alimento ou até mesmo negociar. A madeira das árvores provou ser resistente para estruturas de construção, e foi usada para telhas, vigas e pisos em casas, bem como para dormentes ferroviários e postes de telégrafo ou telefone.
“A madeira era muito resistente ao apodrecimento, tínhamos muitos usos para ela. É muito bom no sequestro de carbono, o que é importante nos dias de hoje com as mudanças climáticas. É um habitat muito bom para a vida selvagem. E as pessoas costumavam colher castanhas nesta época do ano”, diz William Powell, diretor do American Chestnut Research and Restoration Project da State University of New York College of Environmental Science and Forestry (SUNY-ESF).
Castanhas maduras.
Foto de karnavalfoto, Shutterstock. E, claro, eram bons para assar. “Você ouve aquela música, ‘castanhas assando [em] uma fogueira’”, diz Powell, referindo-se à clássica canção de Natal escrita em 1945 por Robert Wells e Mel Tormé. “Isso são castanhas americanas. Então tudo isso foi perdido.”
As ruas da cidade já foram repletas de carrinhos servindo o doce e quentinho do feriado. Embora a associação das castanhas com os feriados possa ser atribuída à Europa do século XVI, as castanhas cultivadas na América do Norte eram conhecidas por terem um sabor mais rico e doce e eram especialmente adequadas como um deleite quente durante os meses de inverno. Isso tudo mudou quando a praga diminuiu o número de castanhas americanas para quase nada. Agora, qualquer castanha assada em fogo aberto é provavelmente importada, já que os EUA são responsáveis por menos de um por cento da produção mundial total da safra.
Criando uma castanha americana melhor
Apesar da perda maciça, as castanheiras não estão tecnicamente extintas. Na verdade, eles nem estão em uma lista de ameaçadas de extinção. O fungo da praga não pode atacar os sistemas radiculares das árvores devido a microorganismos no solo que atuam como protetores. Isso resulta em uma capacidade única para as castanheiras americanas sobreviverem nas raízes.
Mas a versão de hoje de um castanheiro empalidece em comparação com os ancestrais imponentes das árvores, que costumavam atingir 80 a 100 pés de altura com diâmetros de tronco crescendo em torno de 10 pés. “O problema é que 84% deles têm apenas 2,5 cm de diâmetro na altura do peito”, diz Fitzsimmons. “E eles têm apenas cerca de 15 pés de altura. Eles não estão servindo aos serviços e ecossistemas que a espécie deveria atender. Então nós os chamamos de funcionalmente extintos.”
Um homem é ofuscado por uma grande castanha americana sobrevivente em Kentucky.
Foto cortesia da American Chestnut Foundation. Em sua missão de restaurar a castanheira americana criando uma árvore resistente à praga, a fundação utiliza um sistema que incorpora técnicas de criação e biotecnologia. Um método utilizado pela American Chestnut Foundation é conhecido como reprodução por retrocruzamento. Para este método, os cientistas selecionam e movem características desejáveis de uma variedade para outra. O objetivo é isolar os genes de resistência à praga de outra espécie e incorporá-los à composição genética das castanheiras americanas. Leila Pinchot, ecologista pesquisadora do Serviço Florestal dos EUA, especializada na reintrodução de castanheiros na floresta, explica o retrocruzamento como uma “abordagem para incorporar os genes de resistência do castanheiro chinês com o castanheiro americano porque o que queremos é uma árvore que pareça e age como americano.”
Pinchot explica que esse método, como mostra a pesquisa do geneticista Jared Westbrook para a American Chestnut Foundation, acabou não sendo a solução no caso do castanheiro. O objetivo do retrocruzamento é isolar dois ou três genes, mas no caso do castanheiro, “há tantos genes de resistência no castanheiro chinês, que não é viável combiná-los com o castanheiro americano e produzir uma árvore que é principalmente americano, mas ainda incorpora os genes para sistemas chineses”, diz Pinchot. Mesmo assim, as árvores retrocruzadas têm maior tolerância à ferrugem do que uma árvore selvagem e ainda são plantadas em florestas para complementar a população de árvores por enquanto.
Ler os genes do trigo
A reprodução retrocruzada não é a única esperança da árvore. No laboratório de Powell na SUNY-ESF, ele recentemente usou engenharia genética para desenvolver uma árvore resistente à ferrugem, combinando uma única fita de DNA de trigo com o DNA de castanha americana. Powell, que trabalha no projeto há mais de 30 anos, isolou um gene do trigo, visando-o por sua capacidade de lidar com o fungo da praga. “O bom desse gene é que ele neutraliza a forma como o fungo ataca a árvore”, diz ele.
Powell explica que quando a praga infecta uma árvore, ela começa a produzir ácidos e enzimas que atuam nesses ácidos. O principal ácido que produz, conhecido como ácido oxálico, é uma toxina que mata as células vegetais. O fungo então se alimenta dessas células mortas, formando uma estrutura chamada cancro que eventualmente envolve uma árvore e mata tudo acima do ponto de infecção. “O que esse gene [do trigo] fará é, na verdade, produzir uma enzima que desintoxica esse ácido. Ele o decompõe em peróxido de hidrogênio e dióxido de carbono, duas coisas que a planta usa de qualquer maneira”, diz Powell. “Então, basicamente, estamos tirando a arma do fungo.” As árvores geneticamente modificadas, ou transgênicas, são conhecidas como Darling 58 e são as primeiras desse tipo. E enquanto as novas árvores ainda podem ser infectadas com a mesma praga do castanheiro que matou seus primos há mais de um século – e potencialmente até serem levemente danificadas por ela – a árvore sobreviverá.
Plantando mudas transgênicas em um pomar em Nova York.
Foto cortesia da American Chestnut Foundation. Devido ao status de Darling 58 como uma planta geneticamente modificada, o próximo passo para colocar as árvores nas florestas é um processo regulatório rigoroso por meio do USDA, EPA e FDA. A SUNY-ESF apresentou uma petição ao USDA em 2020, buscando desregulamentar as árvores para plantá-las na natureza. Este processo, Powell espera que seja concluído em algum momento de 2023. Enquanto isso, mais de 2.000 Darlings são plantados em campos altamente regulamentados, proibidos de florescer ou espalhar pólen na natureza. Enquanto aguardam os regulamentos necessários para plantar árvores nas florestas, o laboratório de Powell e a American Chestnut Foundation estão trabalhando para cruzar as árvores Darling com DNA de castanhas selvagens, na esperança de criar árvores mais fortes que cresçam em todo o país.
Desta forma, mesmo com o seu estado funcionalmente extinto, os castanheiros bravos são de vital importância para o processo de recuperação do castanheiro americano. As árvores selvagens, proeminentes em regiões com climas muito diferentes – desde a Geórgia até o sul do Canadá – têm diversidade adaptativa que lhes permite prosperar em seus ecossistemas. “Querida 58 é um clone. Não podemos restaurar a castanha americana ou qualquer espécie com um clone”, diz Fitzsimmons. “A árvore não seria capaz de persistir em todos os tipos de ambientes. Digamos que eu pegue uma castanheira do Alabama e tente plantá-la no Maine, pelo menos neste momento, essa árvore não sobreviveria.” Sem tolerância adaptativa ao frio, o castanheiro não seria viável em uma região fria. O cruzamento das árvores Darling 58 com castanheiros bravos permite a diversidade que a espécie precisará para rejuvenescer em todo o país.
A fundação conta com indivíduos apaixonados ou cientistas cidadãos para encontrar matéria de castanha americana selvagem que possa usar nos programas de reprodução e biotecnologia.
E para as próximas etapas do processo de restauração, quando chegar a hora de começar a introduzir árvores resistentes à praga nas florestas americanas, o processo não será mais fácil do que desenvolver a nova árvore. Pinchot observa potenciais desafios ecológicos nos próximos passos de revitalização da espécie. “Precisamos saber quanta luz as árvores precisam para crescer e que tipos de tratamentos são apropriados para as castanhas para estimular seu crescimento sem, novamente, dar vantagem competitiva a outras espécies. É realmente aí que estão meus interesses de pesquisa”, diz ela. Desafios logísticos, como cultivar mudas suficientes em viveiros e depois transferi-las com sucesso para as florestas, também são importantes. Assim como os voluntários de botas no chão, que serão essenciais para plantar as dezenas de milhões de árvores.
“Vai levar muita gente, muito dinheiro, muita energia, muito tempo. Você sabe, com árvores, a natureza faz muito melhor. Mas a natureza não pode fazer isso por conta própria, e vamos ter que lhe dar muita ajuda”, diz Fitzsimmons. “É realmente poético que eu esteja ajudando a trabalhar em um projeto que meus antepassados começaram há 100 anos e minha progênie levará mais 100 anos para terminar. Eu acho que há algo muito legal nisso.”
