Biodiversidade é a variedade e variabilidade entre organismos vivos e os complexos ecológicos em uma dada área (U.S. Office of Technology Assessment, 1987) e compreende a diversidade de espécies, diversidade genética e diversidade de ecossistemas. Biodiversidade pode também ser definida como uma riqueza de vida (o número total de espécies), assim indicada pela variedade da biota e inter-relações de processos bioquímicos. A diversidade biológica, no seu nível mais básico, inclui todas as espécies sobre a Terra, como bactérias, vírus e até reinos multicelulares como plantas e animais. Em um patamar mais refinado de organização, a diversidade biológica inclui a variação genética dentro de espécies, que ocorre entre populações separadas geograficamente e entre indivíduos dentro de uma população. Em uma escala maior, a diversidade biológica inclui variações nas comunidades biológicas nas quais as espécies vivem, os ecossistemas nas quais as comunidades existem e as interações entre esses níveis.

A extensão e distribuição da diversidade microbiana no planeta é um assunto para a biogeografia, que estuda, entre outros assuntos, se as bactérias são cosmopolitas - encontradas em mais de um local - ou se elas são endêmicas. Os estudos biogeográficos também auxiliam a identificar a ameaça de extinção de certas bactérias, baseada na suposição geral de que espécies endêmicas correm mais risco do que espécies cosmopolitas.

A diversidade genética dentro de uma espécie é afetada, freqüentemente, pelo comportamento produtivo de indivíduos dentro de populações. Indivíduos dentro de uma população são geneticamente diferentes uns dos outros. Essa variação genética surge porque indivíduos têm formas suavemente diferentes de seus genes. Essas formas diferentes de um gene são conhecidas como alelos e as diferenças podem surgir por intermédio de mutações de genes e da recombinação de genes durante a reprodução sexual. Essa variação genética permite às espécies se adaptarem às condições ambientais, por meio do processo de seleção natural. A recombinação cria novas combinações alélicas que podem ser adaptativas. Esse fato explica porque os microrganismos possuem uma importância especial na adaptação ao ambiente em constante transformação. Eles se adaptam rapidamente a muitos compostos orgânicos sintéticos lançados na natureza, resultando em mudanças nas enzimas sintetizadas por essas populações. Imagine o que seria da humanidade sem os microrganismos capazes de metabolizar toda a poluição gerada nos mais diversos ecossistemas.

O maior esforço dos microbiologistas tem sido no sentido de desenvolver métodos de triagem e de cultivo de linhagens com propriedades desejadas. Os microrganismos, devidamente caracterizados biologicamente, mantidos em coleções de cultura, também constituem um verdadeiro acervo de linhagens prontamente disponíveis à população. Talvez o solo seja o habitat mais explorado para isolamento de microrganismos. No entanto, fontes naturais diversas, como água doce, matéria orgânica, sedimentos, folhas, frutos, também oferecem ambientes ricos para exploração. Especula-se que menos de 1% dos microrganismos tenham sido identificados.

No tocante à procura de microrganismos raros e/ou novas espécies, principalmente para propósitos biotecnológicos, habitats específicos, onde naturalmente tenha havido enriquecimento no ambiente, são as fontes de interesse. Esses ambientes são: fontes de águas térmicas, ambientes glaciais, cavernas, entre outros. Também, há interesse de exploração de microrganismos em ambientes extremos, onde somente microrganismos adaptados podem sobreviver e existem em abundância por causa da pressão química e física. Exemplos desses microrganismos são as comunidades criptoendolíticas da Antártica, cianobactérias e fungos liquenizados com algas, dentre outros.

Vê-se que há muito a se fazer no campo da diversidade microbiana, na identificação de novas espécies e na árdua tarefa de selecionar linhagens de interesse biotecnológico. No entanto, com os avanços da biologia molecular, principalmente seqüências de rRNA 165, os estudos de taxonomia molecular tornaram-se mais ágeis. Além disso, um melhor conhecimento sobre fisiologia do crescimento tem permitido isolar, seletivamente, novos microrganismos. Os métodos de isolamento deixaram de ser exclusivamente empíricos e passaram a ser mais científicos.

 Aliado à dificuldade de identificar novas espécies da natureza, está o fato de que muitos microrganismos (ou a maioria) não crescem em meios de cultura sintéticos. Às vezes, o microrganismo é viável, mas não cresce. É de se supor que os organismos cultiváveis representem uma pequena fração da microbiota. Células que são viáveis mas não-cultiváveis não são metabolicamente inertes, podendo sintetizar proteínas e usar diferentes substratos. Desse modo, com o uso de sondas de ácidos nucléicos e amplificação de DNA (PCR) têm-se confirmado a presença de células ativas em amostras ambientais. Muitas espécies e certos gêneros que não crescem em meios de cultura, podem ser auxotróficos, necessitando para seu crescimento, determinados requerimentos nutricionais (vitaminas, aminoácidos, hormônios, etc.). Outros organismos apresentam crescimento extremamente lento e necessitam de um tempo de incubação excessivamente longo. Esse é o caso de certos gêneros de actinomicetos.

A Embrapa Meio Ambiente vem explorando os recursos microbianos na busca de fungicidas para controle de fitopatógenos, como também vem estudando a biodiversidade de microrganismos endofíticos e de bactérias do solo. Com relação aos endófitos, tentativas estão sendo feitas para preservação de bactérias endofíticas encontradas em diferentes espécies agrícolas e de importância ecológica como Dicksonia (xaxim) e cactáceas da caatinga nordestina.

Foto: Itamar Soares de Melo

Foto: Itamar Soares de Melo

Figura 2. Trichoderma  - ação parasítica sobre o fitopatógeno Rhizoctonia