Desenvolvimento do sistema mais sofisticado do mundo para o mapeamento de espécies ameaçadas

Desenvolvimento do sistema mais sofisticado do mundo para o mapeamento de espécies ameaçadas
Uma entrevista com Steven Phillips da AT&T Laboratórios
Jeremy Hance, pt.mongabay.com
Traduzido por Thomaz W. Mendoza-Harrell
12 de Agosto, 2008

Foi uma grande noticia em Abril quando foi desvendado um mapa compreensivo da rica e singular biodiversidade de Madagascar. O projeto conseguiu mapear entre 2,315 espécies numa ilha maior que a França. Esse mapeamento não poderia ter acontecido sem a ajuda de Steven Phillips. Um pesquisador na AT&T. Phillips desenvolveu o software que tornou possível esse mapeamento tão vasto e detalhado.

Os resultados do mapa foram surpreendentes, mostrando bolsas de área em Madagascar que merecem proteção, mas foram negligenciadas até o presente assim como áreas maiores e melhor conhecidas.

Trabalhando estreitamente com cientistas conservacionistas, e ainda nos ajustes finais do seu programa — Phillips desenvolveu um software que já se tornou uma ferramenta indispensável para salvar a vida selvagem em Madagascar - e ao redor do mundo. Abaixo ele conta para mongabay.com como ele fez.

Mongabay: Como você se envolveu no desenvolvimento do software para o mapa de biodiversidade de Madagascar?

Steven Phillips in a tree in Madagascar

Steven Phillips: Ha alguns anos eu estava trabalhando como programador voluntário no Centro de Biodiversidade e Conservação do Museu Americano de Historia Natural. Alguns ecologistas estavam modelando a distribuição de espécies dos arquivos de coleções do museu e eu percebi que esta tarefa oferecia a oportunidade de fazer pesquisa em ciências da computação e contribuir com os esforços de conservação ao mesmo tempo.

Mongabay: Como você deu o salto tecnológico de trabalhar com redes de telecomunicação para criar software de mapeamento de regiões e de vida selvagem de num país do tamanho de Madagascar?

Steven Phillips: Como pesquisador na AT&T tenho o luxo de poder definir a minha própria agenda de pesquisa. Geralmente trabalho com algoritmos e otimização - procurando formas eficazes de resolver grandes problemas tais como desenhar e administrar redes de comunicação em escala continental. Mas ficou evidente para mim que para desenvolver uma nova abordagem para a modelagem de distribuição de espécies implicava em pesquisa de aprendizado de maquinas e eu não havia trabalhado nessa área antes. Ai fui até o escritório de Rob Schapire um dos pesquisadores estrela no grupo de aprendizado de maquinas da AT&T na época. Eu descrevi a tarefa de modelagem para ele e sem hesitar ele me sugeriu uma abordagem de "entropia máxima". Temos trabalhado juntos em Maxent desde então, junto com Miro Dudik, que foi o primeiro aluno de Ph.D. dele depois que Rob passou para o Departamento de Ciências da Computação em Princeton. Aprendi bastante sobre aprendizado de maquinas e um pouco sobre ecologia também.

Mongabay: Quanto tempo levou para desenvolver o software?

Steven Phillips: A primeira versão do software ficou pronta em menos de dois meses, mas já estamos trabalhando nele ha mais de seis anos adicionando novas funções e fazendo refinamentos. Dados de biodiversidade são um grande desafio - as espécies mais importantes são quase sempre as mais difíceis de localizar e isso oferece muitos poucos dados para os modelos e os dados têm discrepâncias geográficas fortes de coleta que refletem a dificuldade em se alcançar e trabalhar em determinadas áreas onde vivem essas espécies. Isto torna a tarefa de fazer um modelo viável um grande desafio e isso já nos levou a uma série de interessantes questões teóricas sobre o aprendizado de maquinas. Já fizemos talvez uma dúzia de edições de software com as novas funções vindas de nossa pesquisa teórica e pedidos de ecologistas que utilizam o software.

Mongabay: Você pode nos explicar como funciona o software?

SCIENCE VOL 320 11 APRIL 2008

Steven Phillips: Maxent utiliza uma série de localizações onde uma espécie foi encontrada, junto com as condições ambientais (tais como taxa pluvial e temperatura ambiente) por toda a área de estudo, para produzir uma estimativa da distribuição de espécies nessa área. Ele faz isto inferindo uma série de parâmetros sobre a distribuição da espécie, baseados em condições ambientais nos locais de presença: por exemplo, se a maioria dos locais de presença tem uma média de temperatura acima de 20 graus Celsius, inferimos que a espécie gosta de condições amenas, e, portanto quase toda a sua distribuição deve estar acima dos 20 graus. Entre todas as possíveis distribuições que cumprem os parâmetros MAXENT encontra a maior e mais abrangente distribuição, ou seja, a distribuição de entropia máxima. Porque maximizamos entropia, chegamos a uma previsão que mostra a total extensão de áreas com condições ambientais semelhantes aos lugares onde a espécie foi encontrada.

Mongabay: Você acredita que este software pode ser utilizado para esforços de conservação em outros lugares do mundo?

Steven Phillips: Sim, já esta sendo usado pelo mundo todo. Está disponível na Web para uso por entidades sem fins lucrativos e já teve milhares de downloads em mais de 60 países.

Mongabay: Você planeja continuar trabalhando neste software? Quais são algumas das mudanças que você gostaria de ver no futuro? Steven Phillips: Estamos nos preparando para lançar uma nova versão do software, mas as novas funções são muito pequenas no momento. Um tópico que me interessa muito é a mudança climática, que irá imprimir grandes deslocamentos de distribuição. Precisamos proteger as espécies não somente onde se encontram hoje, mas onde estarão daqui a 50 ou 100 anos e precisamos facilitar os seus movimentos se essas áreas não se sobrepuserem. Se encontrarmos alguma forma geral de melhorar a precisão das distribuições no futuro eu certamente gostaria muito de incorporá-las no Maxent.

Mongabay: Quais outros projetos estão sendo desenvolvidos por pesquisadores da AT&T?

Uroplatus fimbriatus

Steven Phillips: Não Posso falar por todos os laboratórios, mas posso descrever alguns projetos dos quais tenho conhecimento e que dizem respeito ao meio ambiente. Estamos utilizando muito uma abordagem bastante utilizada para otimizar transmissão de dados por redes de telecomunicações para modelar correntes de organismos através de uma paisagem. Já o utilizamos na proteas, uma família de umas 300 lindas plantas floridas da África do Sul para determinar quanta terra seria necessário conservar para permitir as espécies migrarem por áreas protegidas em resposta a mudanças climáticas. Utilizamos programação de íntegros para otimizar a configuração de poças d'agua e várzeas salgadas no sul da Bahia de San Francisco, onde antigos lagos salgados estão hoje sendo gerenciados para preservação de aves. Este verão um estudante com bolsa de pós-graduação da AT&T, esta trabalhando nos laboratórios na aplicação de métodos de otimização para determinar "insubstituibilidade" (1.) uma forma de medir a importância relativa de lugares para comprar para finalidades de conservação. Outro projeto que acho muito divertido e não tem relação com o meio ambiente é uma exposição que está atualmente no Museu de Arte Moderna em Nova Iorque no qual dados da rede AT&T são utilizados em tempo real para demonstrar diferentes padrões de comunicação entre Nova Iorque e o resto do mundo. (1.) Nota do tradutor: palvara original é irreplaceability ou seja; a qualidade de ser insubstituível. Insubtituibilidade seria um neologismo.

Mongabay: Você já possuía algum interesse em Madagascar ou em vida selvagem antes de trabalhar neste projeto?

Steven Phillips: Definitivamente, eu tenho fortes convicções sobre a conservação da vida selvagem porque a nossa geração tem uma grande responsabilidade — um quarto de todas as espécies do mundo podem ser levadas à extinção durante nossa vida e nos não podemos simplesmente ficar como espectadores, Madagascar é particularmente interessante por dois motivos um porque é indiscutivelmente um dos pontos quentes do mundo (lugares do mundo com uma alta concentração de espécies raras e ameaçadas) e porque existe vontade política para proteger a biodiversidade de Madagascar; o presidente Ravalomanana se comprometeu a proteger 10% da área terrestre dentro dos parques nacionais, bem mais do que os 2,8% de 2003.

Mongabay: Você já teve a oportunidade de visitar Madagascar? Se a resposta é não o que você mais gostaria de ver?

Steven Phillips: Eu tive a sorte de visitar Madagascar primeiro em Janeiro. Quase toda a viagem foi a trabalho para ensinar um grupo de alunos da Ilha sobre modelagem de distribuição de espécies e participando de um workshop sobre conservação e mudança climática. Eu tive uma semana e meia para viajar, o que foi suficiente para sentir o gosto da diversidade de Madagascar. Passei dois dia numa floresta em Andasibe, onde o ponto alto foi ficar a poucos metros de uma família de Indri, os maiores da espécie de uma família de lêmures, em quanto entoavam o seu estridente mas lindo canto territorial. A minha visita terminou com uma viagem pelo deserto espinhoso ao sudoeste onde visitamos um programa de conservação da Sociedade de Conservação de Vida Selvagem em Andavadoaka. O deserto espinhoso é fora deste mundo e repleto de espécies de plantas altamente especializadas como a arvore polvo e as quase cilíndricas arvores baobab. Ficou claro porque esta area muito especial foi escolhida como prioridade par o nosso projeto e eu espero que o nosso estudo seja útil no sentido de aumentar a conservação.

Mongabay: O projeto de mapeamento de Madagascar foi uma das matérias de maior repercussão na revista Ciência e um vídeo sobre o seu trabalho da AT&T já entrou no YouTube—você esperava tal resposta para o seu trabalho?

Steven Phillips: Não eu não esperava de forma alguma! Estou muito feliz com a resposta principalmente pelo alto perfil dado pela revista Ciência (Science Magazine), e pelo apoio entusiasmado que a AT&T deu e está ainda dando a minha pesquisa de conservação.

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