Avaliação por inteligência artificial indica nível de estresse de peixe amazônico cultivado

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“Primeiro verificamos que, em uma condição estressante, ou seja, em um ambiente mais confinado do que o normal, os peixes ficavam mais escuros. Depois, que a adição de um hormônio ligado ao estresse também alterava a coloração nas escamas. Então treinamos um software com mais de 3 mil imagens para chegarmos num limiar de estresse que pudesse orientar piscicultores e programas de seleção genética, pois vimos que essa é uma característica herdável”, explica Diogo Hashimoto, professor do Centro de Aquicultura da Unesp (Caunesp), que coordenou o estudo.

O trabalho tem como primeira autora Celma Lemos, que realiza doutorado na instituição, e integra projeto apoiado pela FAPESP no âmbito de um acordo com a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (Fapeam).

Para desenvolver a ferramenta, os pesquisadores fotografaram 3.780 tambaquis de duas populações, uma do Caunesp (1.280 indivíduos) e outra da Embrapa Pesca e Aquicultura, em Palmas, no Tocantins (2.500 indivíduos), com a colaboração da equipe coordenada pela pesquisadora Luciana Shiotsuki.

Em seguida, cada imagem teve marcada a região que deveria ser avaliada pelo software, a metade inferior do corpo. O contraste com a coloração da parte superior é bastante comum em peixes, provavelmente um atributo da seleção natural, que resultou numa espécie de camuflagem. O “countershading”, como é chamado em inglês, pode ser observado, por exemplo, em tubarões, que têm o ventre mais claro do que as costas.

Os pesquisadores treinaram então um modelo de aprendizado profundo (deep learning) para chegar a um limiar que indica, pelo número de pixels pretos em relação aos brancos da imagem, o grau de estresse dos tambaquis.

Uma vez que os exemplares do Tocantins tinham sido marcados quanto à sua ascendência, foi possível saber quanto a característica pode ser passada adiante. “Calculamos que a tolerância ao estresse é uma característica moderada a altamente herdável. Isso se reflete em ganho de peso e tolerância a doenças, abrindo caminho para termos gerações com cada vez mais bem-estar em ambiente de cultivo”, avalia Hashimoto.

A mudança na coloração sob estresse é uma característica encontrada em diversas espécies de peixe, mas ainda não havia sido comprovada no tambaqui. No caso das que se tornam mais escuras à medida que estão mais estressadas, como a tilápia (Oreochromis niloticus), um hormônio envolvido no estresse promove a expansão dos melanóforos, células que, a olho nu, são pequenas pintas pretas.

Para comprovar o efeito no tambaqui, os pesquisadores coletaram escamas de seis indivíduos, da população de Jaboticabal, e as mergulharam em duas soluções. Numa delas, havia uma solução neutra e o α-MSH, uma versão do hormônio estimulante de melanóforos. Na outra, apenas a solução neutra. Depois de 30 minutos, os autores observaram que as banhadas no hormônio estavam mais escuras, com os melanóforos expandidos.

Em outro experimento, seis tambaquis foram retirados dos tanques normais de criação, de 200 metros quadrados, fotografados e divididos em três reservatórios redondos muito menores, de 2 mil litros (85 centímetros de altura e 1,66 metro de diâmetro). Depois de dez dias, foram novamente fotografados e a diferença de coloração era evidente, confirmando que a espécie também fica mais escura à medida que se estressa.

“A ferramenta de IA pode ser usada para monitorar o estresse dos peixes cultivados, num momento em que se cobra cada vez mais bem-estar animal. Apenas avaliando as fotos dos animais, seria possível obter essa medida e melhorar as práticas quando necessário, como reduzir o número de indivíduos por tanque, por exemplo”, diz o pesquisador.