Cientistas de Portugal e do Canadá criam ferramenta de IA para reconhecer microrganismos raros
Investigadores portugueses de instituições de Portugal e do Canadá desenvolveram uma nova ferramenta de Inteligência Artificial (IA) para detetar automaticamente organismos raros em conjuntos de dados ecológicos.
Essa ferramenta usa “machine learning”, um ramo da IA, para identificar, de forma rápida, autónoma e não supervisionada, os microrganismos raros em conjuntos de dados de microbiomas, diz, em comunicado, o Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), da Universidade do Porto, uma das instituições envolvidas no projeto.
De nome “ulrb”, a ferramenta permite dar resposta a um desafio de longa data na ecologia microbiana, o de distinguir os microrganismos raros dos mais abundantes em ambientes naturais, refere a mesma fonte.
O avanço científico foi publicado recentemente na revista ‘Communications Biology’, e resulta da colaboração internacional entre o CIIMAR, a Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, o Instituto de Bioengenharia e Biociências (iBB) do Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa e ainda da School of Electrical Engineering and Computer Science of University of Ottawa (EECS) e da Faculty of Computer Science of Dalhousie University, ambas no Canadá.
Os investigadores estão confiantes de que este novo software aumentará não só a precisão das análises ecológicas de diferentes microbiomas e ecossistemas, mas também a profundidade a que estas análises são feitas. Dessa forma, será possível melhorar, em última instância, a compreensão da diversidade microbiana e do seu papel na resiliência dos ecossistemas.
Apesar de conterem milhares de espécies, nas comunidades microbianas apenas uma pequena percentagem é, na verdade, realmente abundante, sendo que as restantes são raras e muito difíceis de detetar e identificar devido a limitações metodológicas.
Mas as espécies raras de microrganismos apresentam dos maiores níveis de diversidade genética encontrados no planeta, sendo fundamentais para a resiliência dos ecossistemas.
“Se as espécies mais abundantes ficarem ameaçadas pelas alterações climáticas, outras espécies raras podem assumir o controlo e assegurar as funções do microbioma, mantendo o ecossistema estável”, explica Francisco Pascoal, primeiro autor do artigo.
Como tal, estudar os organismos raros permite-nos conhecer a resiliência dos ecossistemas a estas mudanças e estudar a sua reação às alterações do meio.
O investigador recorda que “a possibilidade de identificar os microrganismos raros surgiu com o desenvolvimento de tecnologias de sequenciação de DNA com alto rendimento, mas mesmo com esses dados nunca foi claro entre os pares como identificar os microrganismos raros, pois estes eram ofuscados pelos abundantes”.
Assim, com esta nova ferramenta, “conseguimos usar dados de sequenciação para distinguir de forma automática quais são os microrganismos raros, com base na informação disponibilizada em cada amostragem”, destaca.
E as aplicações do “ulrb” não se esgotam nos microrganismos, uma vez que, de acordo com os seus criadores, esse programa pode também ser usado para determinar que espécies de animais ou de plantas estão em risco em determinados contextos, o que poderá ser útil para a monitorização ambiental.