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Usando manãtodos de engenharia para rastrear os movimentos impercepta­veis de corais rochosos
Os recifes de coral em todo o mundo estãoameaa§ados pelo aumento da temperatura do mar, acidificaça£o dos oceanos, doenças e pesca predata³ria, entre outros motivos.
Por Sarah McQuate - 21/04/2021


Um novo estudo de prova de conceito liderado por pesquisadores da Universidade de Washington emprestou manãtodos de análise de imagem da engenharia para detectar os movimentos minuciosos de um coral rochoso. Crédito: Michael Webster

Os recifes de coral em todo o mundo estãoameaa§ados pelo aumento da temperatura do mar, acidificação dos oceanos, doenças e pesca predata³ria, entre outros motivos.

Rastrear sinais de estresse e problemas de saúde édifa­cil porque os corais - um hospedeiro animal que coexiste com algas, bactanãrias, va­rus e fungos - são organismos dina¢micos que se comportam de maneira diferente dependendo do que estãoacontecendo em seu ambiente. Alguns cientistas se perguntam se o registro dasmudanças nos movimentos dos corais ao longo do tempo poderia ajudar a monitorar a saúde de um recife de coral.

Essa nem sempre éuma tarefa simples. Algumas espanãcies de coral ondulam e pulsam na corrente, mas outras tem esqueletos rochosos e podem ter movimentos que não são visa­veis ao olho humano. Um novo estudo liderado por pesquisadores da Universidade de Washington emprestou manãtodos de análise de imagem da engenharia para detectar os movimentos ma­nimos de um coral rochoso.

A equipe publicou esses resultados em 8 de abril na Scientific Reports .

"Na meca¢nica, temos que ser capazes de medir deformações impercepta­veis em materiais e estruturas para entender quanta carga esses sistemas estãoenfrentando e para prever possa­veis falhas", disse o coautor Jinkyu Yang, professor associado de aerona¡utica e astrona¡utica da UW. "Achamos que podera­amos usar esses mesmos manãtodos de análise para estudar sistemas vivos, como os corais."

Primeiro, os pesquisadores precisavam encontrar as espanãcies de coral certas para testar.

"Nosso manãtodo de análise captura facilmente a deformação dasuperfÍcie quando tudo o que estamos visualizando tem textura em suasuperfÍcie. Superfa­cies lisas sem texturas, como metal polido e vidro, não funcionam tão bem", disse o autor principal Shuaifeng Li, um estudante de doutorado em aerona¡utica da UW e astrona¡utica. "Felizmente, corais rochosos , como Montipora capricornis, tem padraµes aºnicos em suassuperfÍcies."

Para comea§ar, os pesquisadores montaram uma sessão de fotos de corais. Eles tiraram 200 imagens do espanãcime de M. capricornis em um tanque a uma taxa de 30 fotos por hora durante o dia e a noite, que foram controladas por diferentes luzes.

"Foi um desafio manter um foco na­tido no coral devido a  forma como a luz refratava do tanque de vidro", disse Li. "Além disso, precisa¡vamos prestar atenção especial para garantir que as condições de iluminação fossem consistentes durante todo o teste."

Depois de adquirir as fotos, os pesquisadores usaram dois manãtodos de análise para pesquisar o movimento. Ambos os manãtodos comparam as imagens subsequentes em uma sanãrie com a primeira imagem, reproduzindo-as como um flipbook para extrair as alterações. A partir daqui, a equipe pode medir parametros como a velocidade do pixel, quais partes do coral estãose movendo e se algo estãosendo comprimido ou esticado. Os pesquisadores também processaram as fotos para poder extrair os diferentes tipos de movimentos que ocorrem no coral.

Em todas as medições, os pesquisadores viram mais atividades acontecendo durante a noite. A equipe também observou o movimento do tecido que cresce no esqueleto rochoso do coral, bem como dos pa³lipos do coral , embora os pa³lipos tenham movimentos maiores.

"Uma investigação que deve ser considerada éobservar como o movimento do tecido coral muda com a exposição a poluentes gerados por atividades antropogaªnicas, como dispersantes químicos e a³leo", disse Yang. "Além disso, este manãtodo poderia ser usado para monitorar recifes de coral usando imagens de satanãlite ou fotos tiradas por cientistas cidada£os."


"Os corais geralmente se alimentam mais a  noite expandindo seus pa³lipos e usando seus tenta¡culos para capturar presas do zoopla¢ncton, e aqui somos capazes de quantificar esses movimentos noturnos", disse o coautor Hollie Putnam, professor assistente de ciências biológicas da Universidade de Rhode Ilha. "Esta aplicação de técnicas de engenharia e análises para avaliar movimentos sutis e dina¢micos pode transformar nossa compreensão do comportamento e fisiologia dos corais, o que écrítico porque os corais estãosob a ameaça de maºltiplos estressores."

A equipe planeja expandir este manãtodo para trabalhar em mais espanãcies de corais, incluindo corais moles, que tem movimentos muito maiores. Em última análise, o objetivo étornar esta técnica útil para determinarmudanças potenciais na saúde dos corais em diferentes circunsta¢ncias.

"Uma investigação que deve ser considerada éobservar como o movimento do tecido coral muda com a exposição a poluentes gerados por atividades antropogaªnicas, como dispersantes químicos e a³leo", disse Yang. "Além disso, este manãtodo poderia ser usado para monitorar recifes de coral usando imagens de satanãlite ou fotos tiradas por cientistas cidada£os."

 

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