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Doutorando Rodrigo Penna Data: Junho de 2007. Professor Rodrigo Penna Sítio na internet: www.fisicanovestibular.com.brwww.fisicanovestibular.com.br Blog:

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1 Doutorando Rodrigo Penna Data: Junho de 2007

2 Professor Rodrigo Penna Sítio na internet: Blog: Link para currículo no Sistema Lattes: s

3 Rodrigo Penna Agronegócio no Bra$il em número$ US$ 55 bilhões até o final do ano, contra as US$ 49,4 bilhões de 2006, com elevação de 12,24%. Balança comercial do agronegócio: saldo recorde de US$ 13,88 bilhões em 4 meses de 2007 (+ 23,1%). Carne bovina: exportações aumentaram 43,3%, totalizando US$ 1,42 bilhão de Janeiro a Abril/07. O crescimento das exportações de álcool chegou a atingir 108,1% nos primeiros quatro meses do ano. O suco de laranja cresceu 90,4% no período. 3 Agência Safras, em 10/06/07,

4 Rodrigo Penna Balança Comercial do Brasil 4

5 Rodrigo Penna Balança comercial Agrobu$ine$$ 5

6 Rodrigo Penna Cre $ cimento do total 6

7 Rodrigo Penna $etore $ do Agronegócio 7

8 8 Introdução As técnicas nucleares possibilitam diversas aplicações das radiações em vários campos da tecnologia. Neste trabalho, iremos enfocar apenas duas destas aplicações, na agropecuária e no controle de pragas: Utilização de radioisótopos como traçadores para estudo de plantas e animais; Utilização das radiações para esterilização de insetos e controles de pragas e doenças. Professor Rodrigo Penna

9 9 CONTROLE DE PRAGAS E DOENÇAS Num mundo onde a preocupação ecológica é cada vez mais presente, o uso de pesticidas, venenos que deixam resíduos responsáveis por comprovadas contaminações de pessoas e do meio ambiente, vem sendo desestimulado. A Técnica de Esterilização de Insetos, (Sterile Insect Technique - SIT) já se mostrou uma alternativa eficiente e conta com apoio e financiamento de órgãos como a Agência Internacional de Energia Atômica, AIEA, e da FAO, Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação.

10 10 HISTÓRICO - 1 Em 1903, os efeitos da radiação proveniente do Rádio-226 sobre o sistema reprodutivo e o desenvolvimento dos insetos foi reportado por C. Bohn. Em 1916, G. A. Runner descobriu que baixas doses de raios X reduziam a reprodução do escaravelho “cigarrillo”, enquanto altas doses o matavam. G. A. Runner, em 1926, demonstrou que raios X causavam danos hereditários na mosca da fruta (Drosophila melanogaster). Em 1937, E. F. Knipling sugeriu um mecanismo de controle de insetos por agentes químicos ou físicos (radiação) esterilizando machos da mosca Cochliomyia hominivorax. Estava inventado o método atual! Em 1979, outro cientista propôs a esterilização de insetos por produtos químicos mutagênicos. Mas tal método alternativo não logrou êxito nem foi muito utilizado por receio de contaminação do meio ambiente por produtos químicos perigosos. Professor Rodrigo Penna

11 11 A TÉCNICA É considerada uma técnica “autocida”, em que o próprio inseto se encarrega de sua progressiva eliminação. Consiste em uma idéia simples: produz-se, em laboratório, machos esterelizados por baixas doses de radiação para competirem na natureza com os machos silvestres, férteis. Após o acasalamento com estes machos, a fêmea não irá reproduzir e a população tende a diminuir.

12 12 A PRAGA Ataque de uma “mosca da fruta” típica da Espanha. À esquerda, o momento em que uma fêmea deposita seus ovos em um figo. À direita, a deterioração de uma fruta devido ao ataque do inseto.

13 13 PREJUÍSOS E MORTES Perda de 12 bilhões de dólares devido à malária na África. Uma criança morre de malária a cada 20 segundos na África. 600 milhões a 1,2 bilhões perdidos devidos à tripanossomíase bovina no continente africano. Estima-se que mais de 500 mil africanos estejam infectados pela tripanossomíase transmitida pela mosca tsé-tsé. Nos seres humanos, os parasitas invadem a corrente sangüínea, podendo provocar uma anemia que leva à debilidade e até à morte.

14 14 A ESTRATÉGIA É necessária a montagem de uma verdadeira fábrica de insetos estéreis. Para a eficiência da técnica, eles precisam ser soltos no ambiente infestado pelo menos na proporção de 10:1, sendo que em Zamzibar, África, chegou a 50:1! Além da irradiação, o trabalho de especialistas da área de Biologia é fundamental: os machos de laboratório precisam ser robustos e resistentes para competirem com os silvestres.

15 15 PERDAS NA PRODUÇÃO Professor Rodrigo Penna

16 16 COLETA DE AMOSTRAS Pode-se utilizar produtos Químicos para atrair os insetos às armadilhas: METHYL EUGENOL e CUELURE, por exemplo (fonte: AIEA).

17 17 NO LABORATÓRIO

18 18 EM ZANZIBAR Campanha se inciou em Primeiro, a população de moscas foi reduzida com métodos tradicionais: inseticidas. Posteriormente, foi introduzida a técnica de esterilização de insetos, tudo com apoio e financiamento da Divisão Mixta FAO/AIEA. Montaram uma fábrica de machos estéreis, com mais de um milhão de fêmeas, que chegaram a produzir 70 mil machos estéreis por semana. Em 1997, um grupo de especialistas independentes confirmou que desde setembro de 1996 não havia sido capturado nenhum exemplar da mosca tsé-tsé. A ilha foi considerada região livre da praga e serviu de laboratório para confirmar a eficiência do método.

19 19 Outras campanhas Na Líbia, norte da África, a técnica também foi utilizada quando se descobriu espécimes de “gusano barrenador” (tipo de berne de gado, transmitido por mosca como a tsé- tsé) em Percebeu-se o perigo do alastramento da praga. No momento mais intenso da campanha, chegou-se a liberar, de avião, em uma área de 40 mil Km 2, 40 milhões de machos estéreis por semana, transportados do México também de avião. Em 90, os registros da praga na Líbia chegavam a cerca de Já em 1991, nenhum caso havia sido registrado após a campanha. Professor Rodrigo Penna

20 20 MAIS CAMPANHAS A esterilização foi utilizada por mais de 20 anos para combater a praga de moscas na América do Norte, e tem sido utilizada também na América Central. A Argentina promove um projeto semelhante para erradicação da mosca da fruta, orçado inicialmente em US$ , que pretende obter êxito em cerca de 9 anos de trabalho. O Quênia também prepara grande campanha.

21 21 MATERIAL E ARMADILHAS PARA INSETOS Bio Controle R. João Anes, 117 S. Paulo, SP Tel: Fax: Web: biocontrole.com.br Atendimento: Mario Menezes FONTE: AIEA. Professor Rodrigo Penna

22 22 OS ESPECIALISTAS Bart Knols, entomólogo holandês da Agência Internacional de Energía Atômica (AIEA), da ONU e Alan Robinson, entomólogo a cargo da unidade de entomologia da AIEA. Disseram que a técnica de esterilização não era aplicável em toda a África, e que teria que ser combinada com outras técnicas de controle da população para suprimir o parasita da malária. "Pero no hay alternativa al uso de irradiación para la técnica de insectos estériles. Es una técnica muy limpia", disseram, alegando que não havia risco de contaminação. "Los insectos no son radiactivos cuando se sueltan".

23 23 A ARGENTINA Campanha de outubro a maio. Duas vezes por semana se liberam cerca de bolsas de papel com cerca de 12 milhões de moscas da fruta estéreis. A região da Patagônia é reconhecida pelo Serviço Nacional de Saúde e Qualidade Agroalimentícia como de baixa ocorrência, e almeja o status de região livre da praga. O país exporta muitas frutas e encontra as chamadas barreiras fitosanitárias em países como EUA e da União Européia.

24 Rodrigo Penna No Brasil – CENA/USP Laboratório de Irradiação de Alimentos e Radioentomologia. Pesquisas em andamento Supressão populacional de moscas-das-frutas por insetos estéreis (SIT) e parasitóides (Convênio de pesquisa com o Ministério da Agricultura) - Selo Verde. Estudo do comportamento de adultos de bicho-furão dos citros com utilização de P-32 (Convênio com o FUNDECITRUS). Sexagem genética em moscas-das-frutas para uso em SIT (RC com a IAEA). 24

25 Rodrigo Penna Fábrica de insetos estéreis: Juazeiro/BA 200 milhões/semana. R$ 10 milhões já foram investidos no projeto. realizado em hectares do Pólo de Irrigação Curaçá. Reduziu em 90% a quantidade de moscas. “Fábrica” deve produzir 5 milhões de insetos estéreis por ano. 25 “De 1998 a 2005, quando trabalhamos com as vespas e a irradiação de larvas junto às fazendas de cítricos de São Paulo, houve uma redução de 6% na perda das plantações”, afirma o entomologista Júlio Walder, do Cena. “Antes dessa experiência, 15% da colheita era inutilizada pela queda prematura dos frutos”.

26 Rodrigo Penna Cartilha de CORDEL 26

27 Rodrigo Penna O PROJETO NA BAHIA 27

28 28 TRAÇADORES NA AGROPECUÁRIA A compreensão da fisiologia de uma determinada espécie de planta de interesse comercial, como a soja ou a cana-de-açúcar, é fundamental para uma maior eficiência em sua cultura. A agricultura moderna não pode prescindir mais de todos os recursos disponibilizados pela alta tecnologia se quiser competir em um mercado mundial eficiente, competitivo, submetido ao protecionismo dos subsídios agrícolas dos países desenvolvidos e suas barreiras fitosanitárias.

29 29 EXEMPLOS DE TRAÇADORES NITROGÊNIO-15, sendo o Nitrogênio um dos principais nutrientes para as plantas. Estável: Nitrogênio-14, abundante, quase 80 % do ar. Fósforo-32. Estável: Fósforo-31. Enxofre-35. Estável: Enxofre-32. Cálcio-45. Estável: Cálcio-40. Zinco-65. Estável: Zinco-64. Manganês-54. Estável: Manganês-55. Ferro-59. Estável: Ferro-55.

30 30 EXEMPLOS DE PESQUISAS Entre várias fontes possíveis de nutrientes, aquela que é mais eficiente para absorção pela planta. Grau de absorção de adubos. Estudo da nutrição animal. Compreender a cinética de alguns minerais no organismo dos animais. Estudo da excreção animal, para compreensão do metabolismo dos nutrientes. Medidas do crescimento dos microorganismos no rúmen do animal, que permitem o desenvolvimento de melhores qualidades de capim.

31 31 VANTAGENS DAS PESQUISAS Economia de fertilizantes. Preservação do meio ambiente. Redução do custo em suplementação alimentar para o gado. Controle do desperdício. Redução da poluição dos solos. Redução da absorção de metais pesados, lançados junto com nutrientes, pelo homem.

32 32 Artigos Científicos Brasileiros - 1 Aplicou-se o herbicida diuron ligado ao Carbono-14 como traçador em duas culturas de cana-de-açúcar, plantadas em solos com características diferentes. Estudou-se a absorção do herbicida pelas plantas, detectando-se a presença do isótopo radioativo. Esta pesquisa permitiu concluir em qual dos dois solos as plantas absorviam mais o veneno. E não foi detectado o radioisótopo no caldo de cana, após a colheita em 46 semanas desde o plantio. Professor Rodrigo Penna

33 33 Foi feito um experimento para determinar a perda e a absorção de P por ovinos que receberam várias fontes do mineral como suplementos. Após 15 dias de dietas com cada suplemento alimentar, injetou-se nos ovinos 200  Ci de P-32. Amostras de sangue e fezes foram coletadas por 8 dias. Encontrou-se o percentual de absorção e eliminação do Fósforo para os diversos suplementos utilizados no experimento. Artigos Científicos Brasileiros - 2

34 34 Foi estudada a disponibilidade do nutriente Fósforo em rochas provenientes de Patos de Minas, Tapira e Finos de Tapira, utilizadas após processamento para a alimentação de ovinos. Após a dieta, aplicou-se 7,4MBq de 32 P nos animais e coletou-se amostra de sangue e fezes para análise. Concluiu-se que as rochas fosfáticas das regiões estudadas disponibilizavam altas quantidades de nutrientes aos animais. Artigos Científicos Brasileiros - 3 Professor Rodrigo Penna

35 35 Pesquisadores da Embrapa estudaram as exigências de Fósforo para a raça Nelore, pois os dados disponíveis não eram adequados à realidade brasileira. De forma semelhante aos experimentos anteriores, os pesquisadores alimentaram os animais com braquiária, aplicaram radiofósforo e pesquisaram sangue e fezes. Encontrou-se que o Nelore perde 5,72 mg/kg e precisa de 8,84 mg/kg de peso vivo, por dia. Artigos Científicos Brasileiros - 4

36 36 COMENTÁRIO Nos arquivos da EMBRAPA, existem milhares de trabalhos científicos, de pesquisadores nacionais. Dentre estes, dezenas de artigos, para pesquisas e estudos diversos, que utilizam de alguma forma radioisótopos como traçadores. Professor Rodrigo Penna

37 37 BIBLIOGRAFIA Biofábricas de insectos machos estériles para combatir las plagas agrícolas, Development and evaluation of improved fruit fly attractants. Ther integration into fruit fly SIT. Management Programes. Joint FAO/IAEA Division of Nuclear Techniques in Food and Agriculture, Investigadora responsable: Doctora Aina Alemany, profesora titular de Zoología, Universitat de les Illes Balears, site em 07/05/05.http://www.uib.es/ca/ 2.Insectos plaga: usan energía nuclear para combatirlos, 25/Abr/04, site em 07/05/ Erradicada la mosca tsetsé en la Isla de Zanzíbar, 22 de mayo de 1998, divisão mista FAO/AIEA, site da FAO, em 07/05/04.http://www.fao.org/index_es.htm 4.Quênia usará radiação nuclear contra mosca da doença do sono, BBC BRASIL, 31/08/04, Portal UFOGênesis, site em 07/05/05.http://www.ufogenesis.com.br/default.asp 5.TRAPPING GUIDELINES FOR AREA-WIDE FRUIT FLY PROGRAMMES, AIEA, site em 07/05/05.http://www.iaea.org/ 6.Técnica de los insectos estériles, divisão mista FAO/AIEA, site da FAO, em 07/05/ Liberan insectos estériles para combatir la “mosca de los frutos”, 10/01/05, site RIONEGRO, em 07/05/05.http://www.rionegro.com.ar/index.php

38 38 8.AQUI, O BRASIL TAMBÉM PODE SER CAMPEÃO MUNDIAL, BRASIL NUCLEAR, ANO 9, NÚMERO 25, JUN-AGO/2002, Associação Brasileira de Energia Nuclear, site em 07/05/ El Método de la Liberación de Insectos Estériles y Otras Estrategias de Control Genético, Alan C. Bartlett y. Robert T. Staten, University of Minnesota, site em 07/05/05.http://www1.umn.edu/twincities/index.php 10.DEGRADAÇÃO DO DIURON-14C EM SOLOS E EM PLANTAS DE CANA-DE-AÇÚCAR (Saccharum spp), Maria Raphaela Musumeci, Lia Emi Nakagawa, Luiz Carlos Luchini, Marcos Barafusi Matallo e Mara Mercedes de Andrea, EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, site em 06/05/05.http://www.embrapa.br/ 11.ABSORÇÃO REAL DE FÓSFORO DE DIFERENTES FONTES PARA OVINOS, ATRAVÉSO DO USO DE RADIOFÓSFORO (P-32), Dorinha M. S. C. Vitti, Adib L. Abdalla, Cyro F. Meirelles, José C. S. Filho e Hélder Louvandini, EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, site em 06/05/05.http://www.embrapa.br/ 12.AVALIACAO DA DlSPONlBlLlDADE BIOLOGICA DO FOSFORO DO FOSFATO BICALCICO E DE FOSFATOS DE ROCHA PARA OVlNOS COM US0 DO RADIOFÓSFORO( 32 P) COMO TRACADOR, Dorinha M. S. C. Vitti, Adib L. Abdalla e José C. S. Filho, EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, site em 06/05/05.http://www.embrapa.br/ 13.EXIGÊNCIA MÍNINA DE FÓSFORO EM NOVILHOS DA RAÇA NELORE, José C. S. Filho, Dorinha M. S. C. Vitti, Otávio C. Neto e Adib L. Abdalla, EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, site em 06/05/05.http://www.embrapa.br/ BIBLIOGRAFIA - 2

39 Rodrigo Penna BIBLIOGRAFIA - 3 Agronegócio: exportações deverão atingir us$ 55 bilhões até dezembro, Agência Safras, acessado em 10/06/07, link Ministério da Agricultura, Ministério do Desenvolvimento, CENA/USP, acesso em 10/06/07, Sítio da MOSCAMED, acesso em 10/06/07, 39


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