- |
Os recifes de coral do mundo são como cidades subaquáticas, repletas de todos os tipos de peixes e animais marinhos.Os recifes de coral cobrem menos de 1% do oceano, mas sustentam cerca de 25% de todas as espécies marinhas, incluindo muitas espécies importantes de peixes.O valor económico dos serviços que estes ecossistemas complexos fornecem é estimado em mais de US$ 3,4 bilhões anuais apenas nos EUA
Hoje, o aumento da temperatura dos oceanos ameaça a sobrevivência de muitos recifes.Quando as águas do oceano ficam muito quentes por muito tempo, os corais expelem o algas simbióticas coloridas, chamadas zooxantelas, que vivem em seus tecidos – um processo chamado branqueamento de corais.Essas algas fornecem alimento aos corais, de modo que os corais branqueados são vulneráveis à fome e às doenças e podem morrer se a água não esfriar rápido o suficiente.
Com o calor global dos oceanos em níveis recordes, os cientistas confirmaram que um evento global de branqueamento de corais está em andamento.Desde o início de 2023, os corais estão morrendo nos oceanos Índico, Pacífico e Atlântico, ao norte e ao sul do equador.
O actual evento de branqueamento na região das Caraíbas é mais longo e mais grave do que qualquer episódio de branqueamento anterior registado desde o primeiro episódio global em 1998.Eu estudo dinâmica climática e oceânica em grande escala e estou analisando como as conexões biológicas entre os recifes de coral – que às vezes se estendem por grandes distâncias – podem ajudar os recifes a se recuperarem do estresse térmico.
Relações de recife
Dada a rapidez com que as temperaturas dos oceanos estão a aquecer, os cientistas estão a trabalhar para desenvolver estratégias de resposta.Estes incluem tornando os corais mais tolerantes ao calor;restaurar áreas danificadas com corais saudáveis; realocando viveiros de corais para áreas mais frias; criando “super corais”que são mais resistentes a essas tensões;e melhorando sinais químicos naturais e sinais sonoros para atrair larvas de corais e peixes para recifes danificados.
Muitas espécies de peixes encontradas nos recifes de coral desempenham um papel valioso na manutenção da saúde destas comunidades.Por exemplo, as algas marinhas competem com os corais por espaço e luz, e muitas vezes tomam conta dos recifes após episódios de branqueamento.
Os corais permanecem mais saudáveis e se recuperam mais rapidamente se estiverem rodeados de peixes que comem diferentes tipos de algas marinhas, como peixe-papagaio, peixe-cirurgião e peixe-coelho.Refletindo o seu papel, estas espécies são frequentemente referidas colectivamente como herbívoros.
Pepinos do mar – habitantes do fundo coriáceos, remotamente relacionado com estrelas do mar e ouriços – também são importantes parceiros de recife.Alimentam-se de bactérias e outros materiais orgânicos presentes nos sedimentos oceânicos, limpando a área ao redor dos recifes.
Meu colega Georgia Tech Marcos Hay publicou recentemente um estudo que mostrou que a remoção de pepinos-do-mar das comunidades de recifes levou a um aumento de resíduos orgânicos e um aumento de 15 vezes nas mortes de corais.Proteger os pepinos-do-mar, que são colhido em excesso como fonte de alimento, poderia ajudar a manter os recifes de coral saudáveis.
O papel da conectividade oceânica
Os recifes de coral não são postos avançados isolados.Quando os peixes e os corais desovam, libertam milhões de larvas que flutuam nas correntes e são trocadas através dos recifes através de processos de mistura e transporte.Essas trocas constituem a conectividade dos recifes de coral.
Alguns recifes fornecem larvas para muitos outros.Outros recifes estão mais isolados, pelo que os cientistas poderão ter necessidade de introduzir artificialmente larvas para ajudar os recifes a recuperarem do branqueamento e de outras ameaças.
Pesquisas mostram que recifes bem conectados recuperar mais rapidamente de tensões como o branqueamento.Receber suprimentos abundantes de larvas de corais e peixes, transportados de longe pelas correntes oceânicas, ajuda a restaurar áreas branqueadas e a manter diversas comunidades de recifes.Preservar esta conectividade é fundamental para a conservação dos recifes.
Mas medir a conectividade é demorado e caro.Os investigadores recolhem amostras de corais de recifes que podem estar ligados e analisam o ADN dos corais para reconstruir a sua história genética.Isso produz uma imagem de como as diferentes populações estão inter-relacionadas.
Também usamos modelos de computador para simular correntes oceânicas transportando larvas virtuais desde os seus pontos de libertação até aos locais onde se instalam.Mas as correntes não são fixas como as rodovias:Sua força e direção mudam com o tempo, dependendo da estação e do ano.O estudo da conectividade dos recifes requer a realização de simulações de modelos plurianuais cobrindo pequenas áreas em detalhes, o que envolve muita computação.
Insights do aprendizado de máquina
Agora, aprendizado de máquina oferece uma nova maneira de analisar conexões de recifes.Este subcampo da inteligência artificial permite que os computadores aprendam tarefas ou associações sem serem explicitamente direcionados.Em vez disso, eles usam algoritmos para realizar várias tarefas.
Meu grupo de pesquisa desenvolveu uma ferramenta que coleta informações sobre correntes oceânicas, derivadas de dados de satélite;gera uma rede de ecorregiões, ou áreas onde os ecossistemas são geralmente semelhantes;e calcula sua conectividade nos últimos 30 a 40 anos.Em seguida, identificamos recifes mais bem conectados usando Centralidade do PageRank – o algoritmo que o Google desenvolveu para medir a popularidade das páginas da web.
Depois de definirmos uma rede de ecorregiões, é possível determinar quão “populares” – isto é, conectados – são os recifes conhecidos.E podemos verificar se os nossos algoritmos estão a funcionar bem, verificando se as comunidades de recifes “populares” contêm populações de corais mais diversificadas e saudáveis.
Descobrimos que em Triângulo de Coral do Sudeste Asiático – o maior ponto quente de biodiversidade na Terra – mudanças periódicas entre o Padrões climáticos El Niño e La Niña promover a biodiversidade, e provavelmente o fizeram nos últimos 5 milhões a 7 milhões de anos.A conectividade durante os eventos El Niño é muito diferente daquela durante La Niñas, porque as correntes oceânicas são diferentes.Esta dinâmica ajuda os recifes, garantindo que recebam larvas de muitos locais diferentes em anos diferentes.
Compreender quais as características ambientais e dos corais ajuda a tornar os recifes resilientes e combinar esta informação com redes de conectividade abre novos caminhos para ajudar os corais a sobreviverem um pouco mais.Juntas, estas abordagens indicam como e onde priorizar os esforços de monitorização e restauração.
A longo prazo, as únicas formas de impedir a extinção de corais e proteger os habitats dos recifes que sustentam tanta vida marinha são limitar a poluição da água e conter as mudanças climáticas.Mas ações mais localizadas que tornem os recifes mais saudáveis podem dar-lhes algum tempo e talvez torná-los mais resistentes ao aquecimento dos oceanos.