Notícia

Drone especial coleta DNA ambiental de árvores

Fonte

ETH Zurique | Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

terça-feira, 24 janeiro 2023 17:25

Áreas

Biodiversidade. Biologia. Ciência Ambiental. Ecologia. Engenharia Florestal. Microbiologia. Saúde Ambiental.

Os ecologistas estão usando cada vez mais vestígios de material genético deixados por organismos vivos no meio ambiente, o chamado DNA ambiental (eDNA), para catalogar e monitorar a biodiversidade. Com base nesses traços de DNA, os pesquisadores podem determinar quais espécies estão presentes em uma determinada área.

A obtenção de amostras da água ou do solo é fácil, mas outros habitats – como o dossel da floresta – podem ser de difícil acesso para os pesquisadores. Como resultado, muitas espécies permanecem sem rastreamento em áreas pouco exploradas.

Recentemente, pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique), do Instituto WSL e da empresa SPYGEN fizeram uma parceria para desenvolver um drone especial que pudesse coletar amostras de forma autônoma em galhos de árvores.

Como o drone coleta material

O drone está equipado com fitas adesivas. Quando a aeronave pousa em um galho, o material do galho gruda nessas tiras. Os pesquisadores podem então extrair DNA no laboratório, analisá-lo e atribuí-lo a correspondências genéticas de vários organismos usando comparações de banco de dados.

Mas nem todos os galhos são iguais: eles variam em espessura e elasticidade. Os galhos também podem se curvar quando um drone pousa sobre eles. Programar a aeronave de forma que ela conseguisse se aproximar de um galho de forma autônoma e permanecer estável nele por tempo suficiente para coletar amostras foi um grande desafio para os pesquisadores.

“Aterrissar em galhos requer um controle complexo”, explicou o Dr. Stefano Mintchev, professor de Robótica Ambiental no ETH Zurique e no Instituto WSL. Inicialmente, o drone não sabe o quão flexível é um galho, então os pesquisadores o equiparam com um sistema de detecção de força. Isso permite que o drone possa medir esse fator no local e o incorpore à sua manobra de voo.

Preparando as operações na floresta tropical do Zoológico de Zurique

Pesquisadores testaram seu novo dispositivo em sete espécies de árvores. Nas amostras, eles encontraram DNA de 21 grupos distintos de organismos, incluindo aves, mamíferos e insetos. “Isso é encorajador, porque mostra que a técnica de coleta funciona”, disse o Dr. Stefano Mintchev, coautor do estudo que acaba de ser publicado na revista científica Science Robotics.

Os pesquisadores agora querem melhorar ainda mais seu drone para prepará-lo para uma competição na qual o objetivo será detectar o maior número possível de espécies diferentes em 100 hectares de floresta tropical em Cingapura em 24 horas.

Para testar a eficiência do drone em condições semelhantes às que experimentará na competição, o professor Mintchev e sua equipe estão trabalhando atualmente na floresta tropical de Masoala, no Zoológico de Zurique. “Aqui temos a vantagem de saber quais espécies estão presentes, o que nos ajudará a avaliar melhor o quão minuciosos somos na captura de todos os vestígios de eDNA com esta técnica ou se estamos perdendo alguma coisa”, disse o pesquisador.

Para este evento, no entanto, o dispositivo de coleta deve se tornar mais eficiente e se mobilizar mais rapidamente. Nos testes na Suíça, o drone coletou material de sete árvores em três dias; em Cingapura, deve ser capaz de voar e coletar amostras de dez vezes mais árvores em apenas um dia.

A coleta de amostras em uma floresta tropical natural, no entanto, apresenta aos pesquisadores desafios ainda mais difíceis. A chuva frequente lava o eDNA das superfícies, enquanto o vento e as nuvens impedem a operação do drone. “Estamos, portanto, muito curiosos para ver se nosso método de amostragem também se provará em condições extremas nos trópicos”, concluiu o professor Stefano Mintchev.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (em inglês).

Fonte: Peter Rüegg, ETH Zurique. Imagem: Gottardo Pestalozzi, Instituto WSL.