Censo da Vida Marinha

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Descoberto tapete microbiano do tamanho da Grécia

Censo da Vida Marinha garante que 50 a 90 por cento da biomassa dos oceanos são micróbios

Os investigadores do Censo da Vida Marinha ( http://www.coml.org/) dão um grande impulso no estudo dos menores habitantes do oceano.

Um grupo de mais de dois mil cientistas de 80 países acaba de terminar o maior inventário das menores espécies do oceano.

Numa das maiores colaborações científicas mundiais, elaborou-se um censo histórico de micróbios, zooplancton, larvas e seres microscópicos fundamentais para a alimentação e para o sistema respiratório da Terra. Na figura acima, bactéria gigante encontrada em ambiente anóxico.

Como exemplo, numa região oceânica da costa oeste da América do Sul encontrou-se um tapete microbiano do tamanho da Grécia.

Esta investigação será apresentada num simpósio internacional, em Outubro em Londres, e é o centro de quatro dos 14 projetos do Censo da Vida Marinha (COML).
A identificação destas espécies é muito complicada. Além da dificuldade em encontrá-las e classificá-las por grupos é também complexo saber em que quantidades existem. Estes dados são fundamentais para entender o tamanho, a dinâmica e a estabilidade da cadeia de alimentação da Terra, o ciclo de carbono e outros dados a nível do planeta.

A investigação, gravação e registo da vida matinha tem sido realizada nos últimos dez anos.

Biodiversidade marinha

Os micróbios marinhos são os menores e essenciais habitantes dos oceanos para o funcionamento do planeta e constituem de 50 a 90 por cento de toda a biomassa do oceano.
A tecnologia deste milênio (especialmente a sequenciação do DNA) permitiu revelar este surpreendente mundo microscópio, até ao momento desconhecido pelo ser humano.

“A magnitude da descoberta no mundo dos micróbios é extraordinária”, afirmou Mitch Sogin, responsável pelo Censo Internacional de Micróbios Marinhos (ICoMM) e investigador do Laboratório de Biologia Marinha em Woods Hole, em Massachusetts, nos Estados Unidos.

“Os cientistas estão a descobrir e a descrever um mundo assombroso de biodiversidade e abundância microbiana marinha, os seus padrões de distribuição e alterações estacionais”, afirmou Sogin.

A rara biosfera

Depois de extrair amostras do oceano de mais de 1 200 lugares em todo o mundo, os investigadores de COML incluíram numa base de dados 18 milhões de seqüências de DNA da vida microbiana, que se ramificaram em mais de 100 grandes filos (tipo de organização taxonômica, onde se agrupam os organismos dentro do reino e classe dos seres vivos).
As revelações sobre o mundo microbiano na última década levaram os investigadores a rever drasticamente as suas estimativas acerca da diversidade − pode ser que existam cem vezes mais gêneros microbianos do que se pensava anteriormente.

Durante um estudo de 2007, seqüenciaram -se os genes de mais de 180 mil espécies do lado britânico do Canal da Mancha. No entanto este nível amostragem “está longe de esgotar a diversidade atual”, explicaram os investigadores que garantiam que de uma em cada 25 leituras resultava um novo gênero de bactérias.

Os cientistas também se surpreenderam e denominaram esta descoberta como “a rara biosfera” de micróbios.

Bactérias aos milhões

John Baross da Universidade de Washington, que preside ao conselho científico do ICoMM, explica que com os métodos tradicionais os especialistas isolaram e caracterizaram apenas 20 mil micróbios marinhos.
Os investigadores do censo sugerem que, dentro de uns limites de tamanho determinado, mais de 20 milhões de tipos de bactérias vivem no oceano. No entanto, Baross alerta: “O número total de espécies de micróbios marinhos, incluindo tanto as bactérias como as arqueias (microrganismos unicelulares), baseado na caracterização molecular, aproxima-se dos mil milhões”.
O investigador de Washington prossegue: “O ICoMM estudou relativamente pouco os ambientes microbianos dos oceanos, e há bactérias associadas com cada um das centenas de milhares de grandes animais marinhos, os quais têm uma flora microbiana no intestino e na sua superfície exterior que evoluem conjuntamente com os animais. As centenas de milhões de espécies microbianas são consequência da fauna marinha, isto é uma enorme fronteira de investigação na próxima década. Por exemplo, um estudo de esponjas da Grande Barreira de Coral da Austrália descobriu uma que era anfitriã de quase três mil unidades operativas taxonómicas das bactérias".

Endereço web
“A monitorização e visualização de tais populações complexas eram impossíveis há dez anos”, afirmou Baross. “A sequenciação permite-nos dar o equivalente a uma direção URL da Internet a milhões de micróbios, na qual podemos unir todo o tipo de informação, como a sua temperatura ideal e a quantidade de sal e luz”.
A variedade de vírus marinhos pode rivalizar com a dos micróbios. “O primeiro censo dos vírus marinhos deveria ser um objetivo da próxima década”, afirma Baross.

Robô submarino tem sistema sensorial inspirado em peixes cegos

Os peixes e alguns anfíbios guiam-se por meio da chamada "linha lateral", um órgão sensorial distribuído ao longo de seu corpo que permite a detecção de movimentos. [Imagem: Institut für Theoretische Biophysik/TUM]

O robô submarino Snookie está sendo usado para testar a tecnologia de sensores e algoritmos inspirados pelo sistema de linha lateral, um órgão sensorial que permite que peixes e alguns anfíbios se orientem.[Imagem: Institut für Theoretische Biophysik/TUM]
Órgão sensorial
Ainda que os robôs submarinos já estejam monitorando todos os oceanos da Terra, navegar em águas turvas nunca foi uma tarefa fácil.
E se já é complicado desenvolver sistemas de visão artificial que funcionem na água limpa, tentar enxergar onde não dá mesmo para ver é uma tarefa virtualmente impossível.
Por isso, pesquisadores da Universidade Técnica de Munique resolveram esquecer os olhos e se inspiraram nos bagres cegos, que não possuem olhos, para desenvolver um robô capaz de navegar por águas turvas ou mesmo na escuridão total.
Os bagres cegos são peixes que vivem nos ambientes sempre escuros das cavernas. Eles, assim como alguns anfíbios, guiam-se por meio da chamada "linha lateral", um órgão sensorial distribuído ao longo de seu corpo que permite a detecção de movimentos.
Robôs autônomos
Os pesquisadores acreditam que a criação de uma linha lateral artificial permitirá que os robôs submarinos trabalhem de forma autônoma em operações que vão desde a exploração do mar profundo até a inspeção de tubulações de esgoto ou de transporte de qualquer tipo de líquido.
Para ser autônomo, executando suas tarefas de forma independente, sem que cada passo tenha que ser previamente detalhado em um programa, um robô deve se basear em suas próprias "percepções sensoriais" - é para isso que existem os sensores.
O problema é que os sensores costumam falhar em ambientes agressivos, tomados por fumaça, poeira e altas temperaturas - ou por água suja. Por isso os pesquisadores se voltaram para o estudo das estruturas biológicas existentes nos animais, tentando reproduzi-las - o que é conhecido como biomimetismo.
"Visão cega"
Ao contrário do homem, os peixes e escorpiões, e mesmo os sapos, têm órgãos sensoriais mais precisos para situações nas quais os olhos não conseguem cumprir seu papel ou não são a melhor opção.
Esses animais não apenas são capazes de detectar minúsculas diferenças de pressão e vibrações sutis demais para serem detectadas pelo homem, como eles usam esses sentidos para formar uma imagem exata do seu entorno, permitindo-lhes decidir, por exemplo, a melhor forma de atacar uma presa ou de se esconder de um predador.
O biofísico Leo van Hemmen e seus colegas estão estudando como os animais fazem isso. Construir sensores artificiais com uma precisão que imite a sensibilidade dos animais já é possível, mas é preciso também desenvolver algoritmos que reproduzam como seus cérebros processam essas informações.
Esses algoritmos poderão então ser codificados na forma de programas de computador capazes de receber as leituras dos sensores e criar imagens do ambiente onde os robôs se encontram.
O grande desafio é que diferenças de pressão são muito mais difíceis de rastrear com precisão do que as ondas de luz. Podemos perceber facilmente isto quando, ao ouvirmos um som que chama nossa atenção, nossos olhos automaticamente se voltam para o eventual local de onde saiu o som, tentando confirmar sua origem.
Os animais não precisam disso, podendo precisar a origem das vibrações e agir em conformidade com elas.
Evolução robótica
Os primeiros resultados são promissores. Utilizando informações colhidas do comportamento dos bagres cegos e de escorpiões - que possuem sensores de pressão semelhantes ao da linha lateral dos peixes, só que embaixo dos pés - os cientistas criaram algoritmos que estão sendo utilizados para controlar um robô-submarino chamado Snookie.
O Snookie é uma espécie de peixe-robô feito de acrílico e alumínio, com cerca de 80 centímetros de comprimento e 30 centímetros de diâmetro, com seis hélices para movimentação e posicionamento.
Por enquanto, os sensores - mais precisamente, termistores - estão colocados apenas no nariz do robô, a grande porção amarela frontal.
Quando ocorre uma alteração na velocidade do fluxo, isso imediatamente causa uma alteração na dispersão de calor através de um fio aquecido. Esta alteração pode ser medida eletronicamente com grande velocidade, em intervalos de um décimo de segundo e usando uma quantidade mínima de energia elétrica.
Esses sensores de pressão registram flutuações de menos de um por cento sobre uma área de apenas alguns milímetros quadrados.
A precisão obtida na navegação foi tão grande que os pesquisadores já estão pensando em utilizar o sistema também em robôs comuns, que operam fora da água, já que a análises dos fluxos de ar e calor são mais precisos dos que os sistemas de rastreamento por laser ou por infravermelho utilizados atualmente.
E, da mesma forma que os animais evoluíram da água para a terra, os robôs preparados para a água poderão dar seus próprios passos rumo à vida na superfície, levando a biomimética aonde nunca se julgou possível.

Fonte: Site Inovação Tecnológica- www.inovacaotecnologica.com.br URL: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=robo-submarino-sistema-sensorial-peixes-cegos