Prêmio internacional busca ampliar conhecimento sobre florestas tropicais. Brasileiros iniciam inventário com dados da Floresta Amazônica
Uma equipe de pesquisadores de diversas universidades brasileiras iniciou um inventário da Floresta Amazônica, coletando informações que vão desde sequenciamento de DNA até fotos e sons de espécies vegetais e animais.
A base de dados fornecerá subsídios para a automatização do reconhecimento de espécies por uma inteligência artificial utilizada pela equipe Brazilian Team na competição XPrize Florestas Tropicais. Formado majoritariamente por brasileiros, o grupo se organizou em 2019 para reunir diferentes expertises e disputar a competição global de mapeamento de florestas tropicais.
“Começamos com um grupo pequeno e, aos poucos, fomos adicionando pessoas. Eu, como botânico, não conhecia ninguém da área de robótica, então procurei especialistas, como Marco Terra. O mesmo ocorreu com bioacústica, DNA e outras áreas,” relembra o coordenador do grupo Vinícius Souza, botânico e professor na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP).
Os integrantes da equipe se dedicaram a soluções tecnológicas para avançar na competição. Chegaram a uma combinação de sensores, podadores e armadilhas adaptados a drones e um robô terrestre, capazes de coletar DNA ambiental e enviar as informações a uma inteligência artificial que identifica as espécies. A equipe também desenvolveu um protocolo modular para identificar sons e laboratórios portáteis para análise de DNA ambiental em qualquer local.
Apesar da tecnologia avançada para acessar áreas remotas e coletar amostras científicas, o grupo identificou uma lacuna: a base de dados. Amostras e listas de espécies amazônicas existentes em coleções científicas não eram completas o suficiente para ensinar uma inteligência artificial a fazer a identificação instantânea.
“Várias espécies da Amazônia não são descritas pela ciência e, das que são, não temos muitas informações, como sequências de DNA, boas imagens ou gravações de som,” explica Carla Lopes, bióloga molecular e professora da Esalq-USP. Apenas 10% das espécies de insetos da Amazônia são registradas pela ciência, segundo a equipe.
“Cerca de 90% das espécies de insetos na Amazônia ainda não foram catalogadas, descritas ou possuem um nome científico. A ciência não as conhece, mas as comunidades locais podem conhecer,” afirma Simone Dena, especialista em bioacústica e professora da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
Inventário:
A solução foi iniciar um inventário de espécies amazônicas e hospedá-lo, inicialmente, em coleções científicas ou bancos de dados de ciência-cidadã até o fim da competição. A ideia é que esses dados sejam disponibilizados em uma plataforma pública.
“A comunidade local conhece o que a ciência desconhece. O protocolo que desenvolvemos permite que essa comunidade registre digitalmente espécies conhecidas há milhares de anos,” explica Paulo Guilherme Molin, da Universidade Federal de São Carlos (Ufscar), especialista em sensoriamento remoto.
Até as semifinais, o Brazilian Team levantou 50 mil imagens de espécies amazônicas, 16 mil sons e sequenciou o DNA de 624 árvores, 384 insetos e 117 peixes, que foram classificados e inseridos na base de dados que alimenta a inteligência artificial utilizada na última prova aplicada às seis equipes finalistas. O teste consistia em explorar 100 hectares da Floresta Amazônica, na Reserva de Desenvolvimento Sustentável do Rio Negro (AM), coletando material por 24 horas para processamento em até 48 horas.
Painel:
Diferentemente do grupo brasileiro, a também finalista norte-americana Map of Life já existia antes da competição. Formada em 2012 por pesquisadores das universidades de Yale e do Colorado, o grupo criou um painel online para reunir informações sobre a distribuição de espécies vivas no planeta e suas mudanças.
Com uma base de dados mundial que inclui informações de mais de 15 mil espécies no Caribe e América do Sul, 4,5 mil nos Estados Unidos e Canadá e mais de 6,1 mil no Sudeste Asiático, o grupo também enfrenta a escassez de informações sobre a Amazônia brasileira. A equipe conseguiu identificar 598 espécies de vertebrados, 500 espécies de aves amazônicas e centenas de espécies de vegetação na região.
Mudanças Climáticas:
Os pesquisadores utilizam drones com captura de imagens de alta resolução e sensores acústicos que transmitem informações para a base de dados, onde os cientistas refinam e publicam as espécies identificadas no painel online. O foco principal das pesquisas está nas mudanças em espécies de plantas, vertebrados terrestres e alguns grupos de insetos, motivadas pelo aumento da temperatura global.
Inovação:
Para a competição, os principais ajustes foram técnicas para análise de e-DNA em locais remotos e ampliação da capacidade de captação de dados em diferentes biomas, atendendo às especificidades da Floresta Amazônica.
O prêmio de US$ 5 milhões para o vencedor poderá viabilizar um aprofundamento das pesquisas e, no caso da equipe brasileira, a construção de uma plataforma nacional para reunir essas informações. Os valores serão investidos em ciência, incluindo infraestrutura para armazenar dados de imagens, informações de espécies, DNA e sons.
“Precisaremos de infraestrutura para manter esses acervos, como servidores e manutenção de coleções científicas,” conclui Carla Lopes.
