IA encontra cheiros que afastam abelhas de pesticidas

Imagine uma abelha voando em direção a uma área com flores. Antes de se aproximar, porém, ela percebe determinado cheiro e muda de direção. Para o inseto, é uma decisão guiada pelo olfato; para os pesquisadores, esse comportamento pode abrir uma nova estratégia para reduzir o contato de polinizadores com pesticidas.

Cientistas da Universidade da Califórnia em Riverside, nos Estados Unidos, usaram aprendizado de máquina para procurar moléculas capazes de provocar justamente essa reação. A ideia foi explorar o poderoso sistema olfativo das abelhas para descobrir odores que funcionassem como repelentes.

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A escala da busca chama atenção. A inteligência artificial analisou mais de 50 milhões de compostos e reduziu esse universo a pouco mais de 130 candidatos com potencial para afastar as abelhas.

Depois, veio a parte decisiva. Os compostos mais promissores saíram do computador e passaram por experimentos, incluindo testes com abelhas em voo livre no campo. Assim, os cientistas puderam verificar se aquilo que o algoritmo havia previsto realmente alterava o comportamento dos insetos.

O estudo, publicado na revista científica eLife, mostra como a inteligência artificial pode ajudar a decifrar um dos sistemas mais importantes para esses polinizadores: o olfato. Ao mesmo tempo, abre caminho para uma abordagem diferente na agricultura, baseada não apenas em proteger a cultura, mas também em tentar evitar que a abelha se aproxime de áreas onde existe risco de exposição.

O mundo das abelhas também é feito de cheiros

Para uma abelha, cheiro é informação. Os sinais químicos ajudam o inseto a localizar flores, encontrar alimento e tomar decisões enquanto procura néctar e pólen.

Ao mesmo tempo, essa capacidade cria um desafio para os cientistas: encontrar um odor que provoque a reação contrária, ou seja, repelência.

“As abelhas dependem muito do olfato para buscar alimento, mas essa sensibilidade torna difícil encontrar odores que as afastem em vez de atraí-las”, afirmou Anandasankar Ray, professor da UC Riverside e líder do estudo.

Testar milhões de moléculas individualmente seria praticamente inviável. Por isso, os pesquisadores recorreram ao aprendizado de máquina.

O modelo foi treinado com informações químicas e dados relacionados ao comportamento dos insetos. Além disso, experimentos com abelhas e moscas-das-frutas ajudaram a aprimorar as previsões.

Com essa base pronta, começou a peneira digital.

De 50 milhões de moléculas para cerca de 130

A inteligência artificial percorreu mais de 50 milhões de possibilidades e reduziu esse universo a pouco mais de 130 compostos considerados promissores.

A diferença de escala é enorme. Em vez de testar molécula por molécula, os pesquisadores puderam concentrar os experimentos em um grupo muito menor indicado pelo algoritmo.

Na prática, a IA funcionou como um filtro. Primeiro, reduziu o campo de busca. Depois, coube aos experimentos mostrar se as previsões funcionavam com insetos reais.

Segundo Ray, pesquisas desse tipo também não precisam necessariamente partir de volumes gigantescos de informações. Para o pesquisador, o mais importante é trabalhar com dados de boa qualidade e aprimorar o modelo ao longo do processo.

Abelhas em voo livre colocaram a IA à prova

Depois da seleção computacional e dos experimentos controlados, os candidatos mais promissores chegaram ao campo.

Nessa etapa, os pesquisadores avaliaram sete compostos com abelhas forrageando livremente. Os testes mostraram efeito repelente, indicando que moléculas selecionadas pelo modelo conseguiram alterar o comportamento dos insetos fora das condições restritas do laboratório.

É quase como criar uma mensagem que a abelha consegue interpretar pelo nariz. No futuro, se a técnica avançar, um odor repelente poderia ajudar o polinizador a evitar determinados locais durante períodos de maior risco de contato com defensivos.

“Ao manter as abelhas longe de pesticidas nocivos, podemos potencialmente reduzir o risco de exposição sem comprometer a proteção das culturas”, afirmou Ray.

Não é um pesticida que deixou de ser tóxico

Apesar dos resultados, há uma diferença importante. O estudo não tornou pesticidas inofensivos para as abelhas, nem demonstrou que os compostos estejam prontos para aplicação comercial nas lavouras.

A estratégia é outra. Em vez de modificar o pesticida, os pesquisadores exploram o comportamento olfativo das abelhas para tentar reduzir a aproximação dos insetos de determinadas áreas.

Antes de uma aplicação comercial, porém, ainda será necessário avaliar concentração, duração do efeito, formulação, segurança ambiental e desempenho em diferentes culturas e condições de campo.

O estudo também informa potenciais conflitos de interesse relacionados à propriedade intelectual, empresas ligadas à tecnologia e financiamento da pesquisa. Esse contexto é relevante diante de uma possível aplicação comercial dos compostos.

Uma barreira que a abelha não vê

A pesquisa mostra uma aplicação diferente da inteligência artificial na agricultura. Desta vez, a máquina não dirige tratores, identifica plantas daninhas ou calcula produtividade.

Ela ajuda cientistas a procurar, entre milhões de possibilidades, moléculas capazes de interferir na resposta olfativa das abelhas. Além disso, a investigação não terminou na previsão do computador: os candidatos passaram por experimentos e chegaram a testes com abelhas em voo livre.

“Proteger os polinizadores não precisa ocorrer às custas da segurança alimentar”, afirmou Ray ao EurekAlert.

Agora começa outra etapa. Os pesquisadores precisam descobrir se esses odores conseguem funcionar de maneira segura, duradoura e economicamente viável em escala comercial.

Se isso acontecer, uma futura ferramenta para proteger abelhas poderá ser praticamente invisível para os humanos. Para elas, porém, o aviso estará no ar.