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Uma vez por ano, uma pequena floresta na Zâmbia se torna palco de um dos maiores espetáculos naturais do mundo. Em novembro, morcegos frugívoros cor de palha migram de todo o continente africano para um trecho de árvores no Parque Nacional Kasanka. Por razões ainda desconhecidas, os morcegos convergem por três meses em uma pequena área do parque, formando a maior colônia de morcegos da África. O número exato de morcegos nesta colônia, no entanto, nunca foi conhecido. As estimativas variam de 1 a 10 milhões. Um novo método desenvolvido pelo Instituto Max Planck de Comportamento Animal (MPI-AB) contou a colônia com a maior precisão até agora. O método usa câmeras GoPro para gravar morcegos e, em seguida, aplica inteligência artificial (IA) para detectar animais sem a necessidade de observadores humanos. O método, publicado na revista Ecosferaproduziu uma estimativa geral entre 750.000 e 1.000.000 de morcegos em Kasanka – tornando a colônia a maior para morcegos por biomassa em qualquer lugar do mundo.
“Mostramos que câmeras baratas, combinadas com IA, podem ser usadas para monitorar grandes populações de animais de maneiras que de outra forma seriam impossíveis”, diz Ben Koger, primeiro autor do artigo. “Essa abordagem mudará o que sabemos sobre o mundo natural e como trabalhamos para mantê-lo diante do rápido desenvolvimento humano e das mudanças climáticas”.
Os jardineiros secretos da África
Mesmo entre a carismática fauna do continente africano, o morcego frugívoro cor de palha brilha. Segundo algumas estimativas, é o mamífero mais abundante em qualquer lugar do continente. E, viajando até dois mil quilômetros todos os anos, é também o migrante de longa distância mais extremo de qualquer raposa voadora. Do ponto de vista ambiental, esses méritos são muito importantes. Ao dispersar as sementes enquanto voam por grandes distâncias, os morcegos frugívoros são reflorestores cardeais de terras degradadas – tornando-os uma espécie “chave” no continente africano.
Os cientistas há muito procuram estimar o tamanho das colônias dessa importante espécie, mas os desafios de contar manualmente populações muito grandes levaram a números muito flutuantes. Isso sempre frustrou Dina Dechmann, bióloga do MPI-AB, que há mais de 10 anos estuda morcegos frugívoros cor de palha. Preocupada por ter testemunhado um declínio no número desses morcegos frugívoros ao longo de sua carreira, Dechmann queria uma ferramenta que pudesse revelar com precisão se as populações estavam mudando. Ou seja, ela precisava de uma forma de contar morcegos que fosse reproduzível e comparável ao longo do tempo.
“Os morcegos frugívoros cor de palha são os jardineiros secretos da África”, diz Dechmann. “Eles conectam o continente de uma forma que nenhum outro dispersor de sementes faz. A perda da espécie seria devastadora para o ecossistema. Então, se a população está diminuindo, precisamos saber urgentemente.”
Dechmann começou a conversar com os colaboradores de longa data Roland Kays da NC State University e Teague O’Mara da Southeastern Louisiana University, bem como Kasanka Trust, a organização de conservação da Zâmbia responsável por administrar o Parque Nacional Kasanka e proteger sua colônia de morcegos. Juntos, eles se perguntaram se os avanços na visão computacional e na inteligência artificial poderiam melhorar a precisão e a eficiência da contagem de grandes e complexas populações de morcegos. Para descobrir, eles abordaram Ben Koger, então aluno de doutorado no MPI-AB, especialista no uso de abordagens automatizadas para criar conjuntos de dados ecológicos.
Contagens de morcegos precisas e comparáveis
Koger trabalhou para criar um método que pudesse ser usado por cientistas e gerentes de conservação para quantificar eficientemente o complexo sistema. Seu método compreendia duas etapas principais. Primeiro, nove câmeras GoPro foram instaladas uniformemente ao redor da colônia para registrar os morcegos quando eles deixaram o poleiro ao entardecer. Em segundo lugar, Koger treinou modelos de aprendizado profundo para detectar e contar automaticamente os morcegos nos vídeos. Para testar a precisão do método, a equipe contou manualmente os morcegos em uma amostra de clipes e descobriu que a IA tinha 95% de precisão – funcionava bem até mesmo em condições de escuridão.
“Usar tecnologia mais sofisticada para monitorar uma colônia tão gigante quanto a de Kasanka pode ser proibitivamente caro porque você precisaria de muito equipamento”, diz Koger. “Mas pudemos mostrar que câmeras baratas emparelhadas com nossos algoritmos de software personalizados se saíram muito bem na detecção e contagem de morcegos em nosso local de estudo. Isso é extremamente importante para monitorar o local no futuro.”
Registrando morcegos durante cinco noites, o novo método contou uma média entre cerca de 750.000 e 1.000.000 de animais por noite. Este resultado fica abaixo das contagens anteriores em Kasanka, e os autores afirmam que o estudo pode não ter capturado o pico da migração dos morcegos, e alguns animais podem ter chegado após o período de contagem. Mesmo assim, a estimativa do estudo torna a colônia de Kasanka a maior concentração de morcegos do mundo.
Diz Dechmann: “Este é um divisor de águas para contar e conservar grandes populações de animais. Agora, temos uma maneira eficiente e reprodutível de monitorar animais ao longo do tempo. Se usarmos esse mesmo método para censo de animais todos os anos, podemos realmente dizer se a população está aumentando ou diminuindo.”
Para a colônia Kasanka, que enfrenta ameaças de agricultura e constrição, Dechmann diz que a necessidade de monitoramento preciso nunca foi tão urgente quanto agora.
“É fácil supor que perder alguns animais aqui e ali de grandes populações não fará diferença. Mas se quisermos manter os serviços ecossistêmicos fornecidos por esses animais, precisamos manter suas populações em níveis significativos. A colônia Kasanka não é apenas um entre muitos; é uma colônia de morcegos de todo o subcontinente. Perder esta colônia seria devastador para a África como um todo.”
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