5%: essa é a fração que restou das florestas submarinas de algas gigantes na costa da Tasmânia, no sul da Austrália, após o aumento da temperatura dos oceanos destruir quase toda a vegetação original. Para tentar frear esse colapso, pesquisadores da agência nacional de ciência australiana (CSIRO (abre em nova aba)) e do Google (abre em nova aba) divulgaram nesta quinta-feira (12), durante a semana de abertura da conferência climática COP31, os resultados da análise genética de 600 algas selvagens sobreviventes. O trabalho usa ferramentas de inteligência artificial para identificar no DNA dessas plantas marinhas o que permite a algumas delas suportar águas mais quentes, preparando a base científica para o replantio no oceano.
Conhecidas em inglês como giant kelp, essas algas crescem do fundo do mar até a superfície e funcionam como as florestas em terra firme. Elas protegem o litoral contra a força das ondas, abrigam peixes e sustentam toda a cadeia alimentar marinha ao redor. Quando a água esquenta além do normal, as algas morrem e o ecossistema inteiro perde sua estrutura.
O mapa genético das sobreviventes
A colaboração começou em fevereiro de 2024 como parte da Digital Futures Initiative, um programa de 1 bilhão de dólares do Google na Austrália, mas só agora atingiu seu marco genético mais concreto. Antes de procurar diferenças entre uma planta e outra, a equipe precisou publicar dois genomas de referência de alta qualidade para a espécie australiana. Na prática, um genoma de referência funciona como o mapa completo do DNA daquela alga, servindo de gabarito para que os biólogos consigam comparar diferentes indivíduos.
Com esse mapa em mãos, os cientistas colheram amostras das algas que resistiram ao calor em 40 pontos diferentes do litoral da Tasmânia e treinaram uma versão adaptada do DeepVariant. Trata-se de um programa de inteligência artificial de código aberto (gratuito e liberado para adaptação por outros pesquisadores) criado pelo Google para ler sequências de DNA. Ao lado de outra ferramenta chamada DeepConsensus, o sistema processou o volume complexo de dados biológicos para apontar quais padrões genéticos garantem a tolerância térmica nas poucas algas que sobreviveram.
Analisar esses conjuntos gigantescos de dados de forma manual levaria décadas de trabalho humano.
Do computador para o fundo do mar
A confirmação de que a resistência ao calor tem base genética permite que os pesquisadores passem da tela do computador para o cultivo em laboratório. Instituições parceiras do projeto, como o Instituto de Estudos Marinhos e Antárticos (IMAS), a organização ambiental The Nature Conservancy, a Great Southern Reef Foundation e a Kelp Forest Alliance, utilizam técnicas de cruzamento seletivo para reproduzir em tanques as variedades mais fortes e com maior diversidade genética.
O processo funciona por meio do cruzamento natural entre plantas selecionadas, sem modificação artificial:
- Seleção genética: a IA aponta quais algas selvagens têm o DNA naturalmente adaptado ao calor.
- Berçário em laboratório: os cientistas trabalham com a fase inicial e microscópica da alga e cultivam as novas linhagens por cerca de seis semanas.
- Replantio no oceano: as mudas jovens são levadas ao mar e fixadas diretamente no fundo rochoso em áreas escolhidas para restauração.
Enquanto a genética cuida da resistência das mudas, outra frente do projeto ajuda a decidir onde agir. Como enxergar o que resta debaixo d'água é caro e trabalhoso para equipes de campo, a empresa de tecnologia geográfica NGIS usou o Google Earth Engine e a plataforma Vertex AI para vasculhar mais de 7 mil quilômetros quadrados em imagens de satélite pela primeira vez. Esse mapeamento localizou as manchas de floresta que ainda resistem na região, orientando os cientistas sobre os melhores pontos para o plantio e para o monitoramento de longo prazo.
Para quem acompanha o avanço da inteligência artificial fora do universo dos assistentes de texto, os resultados mostram como algoritmos de reconhecimento de padrões aceleram pesquisas ambientais que dependem de cruzar milhões de informações biológicas. O sequenciamento das 600 amostras não significa que a floresta submarina da Tasmânia já esteja recuperada, mas entrega aos biólogos a base genética necessária para que as novas mudas plantadas no oceano tenham chance real de sobreviver em águas mais quentes.