Estudo liderado pela UFSCar comprova teoria ecológica clássica sobre competição entre microrganismos

Uma pesquisa brasileira publicada recentemente na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) trouxe evidências robustas que comprovam uma das bases da Ecologia formuladas ainda no século XIX por Charles Darwin: a influência da disponibilidade de recursos na competição entre seres vivos.

O estudo foi conduzido por um grupo liderado por Hugo Sarmento, professor da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), e utilizou uma abordagem inovadora baseada na análise de mais de 14 mil genomas de microrganismos. A partir desses dados, os pesquisadores desenvolveram uma ferramenta computacional capaz de medir, com precisão, como ocorre a competição por recursos em diferentes microbiomas.

A chamada competição por recursos é considerada um dos principais fatores que moldam a biodiversidade e o funcionamento dos ecossistemas. Ela determina quais organismos prosperam ou desaparecem em determinado ambiente, influenciando processos essenciais como a ciclagem de nutrientes, a regulação do clima e até a saúde humana.

Apesar de sua importância, comprovar essa teoria em comunidades naturais — especialmente no universo microscópico — sempre foi um desafio científico. Com o novo método, os pesquisadores conseguiram avançar nesse entendimento.

Os resultados confirmam que ambientes com poucos nutrientes tendem a favorecer microrganismos especializados, que utilizam recursos específicos e apresentam menor sobreposição de nichos. Já em ambientes ricos em recursos, há maior presença de organismos generalistas, capazes de metabolizar diferentes substâncias, o que aumenta a sobreposição e a competição — sem necessariamente eliminar espécies, devido à abundância disponível.

Para chegar a essas conclusões, o estudo analisou quatro tipos de microbiomas em um gradiente de nutrientes: microbiota intestinal, solo, água doce (rios e lagos) e oceano. A equipe utilizou uma ferramenta própria chamada CaCo (Carbon Competition), que identifica quais moléculas — especialmente fontes de carbono — são utilizadas pelos microrganismos.

“Se dois organismos metabolizam as mesmas substâncias, a competição entre eles é máxima. Já quando utilizam recursos diferentes, praticamente não há competição”, explica Sarmento.

Outro destaque do trabalho é que os resultados não ficaram restritos a simulações computacionais. As previsões foram testadas e confirmadas em experimentos reais, reforçando a confiabilidade da abordagem.

Além de validar uma teoria clássica da Ecologia, o estudo abre novas possibilidades para prever como microbiomas se comportam diante de mudanças ambientais, com base apenas em dados genéticos.

A pesquisa contou com colaboração de cientistas de instituições do Brasil, Colômbia, Argentina e China, incluindo o primeiro autor do artigo, Célio Dias Santos-Júnior. No país, o trabalho recebeu apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), além de financiamento internacional.