Pesquisadores da Faculdade de Engenharia da Oregon State University aproveitaram o poder da inteligência artificial para ajudar a proteger as abelhas dos pesticidas.
Cory Simon, professor assistente de engenharia química, e Xiaoli Fern, professor associado de ciência da computação, lideraram o projeto, que envolveu o treinamento de um modelo de aprendizado de máquina para prever se qualquer novo herbicida, fungicida ou inseticida proposto seria tóxico para as abelhas com base no estrutura molecular do composto.

As descobertas, apresentadas na capa do The Journal of Chemical Physics em uma edição especial, "Design Químico por Inteligência Artificial", são importantes porque muitas frutas, nozes, hortaliças e sementes dependem da polinização por abelhas.

Sem abelhas para transferir o pólen necessário para a reprodução, quase 100 culturas comerciais nos Estados Unidos desapareceriam. O impacto econômico global das abelhas é estimado anualmente em mais de US$ 100 bilhões.

"Os pesticidas são amplamente utilizados na agricultura, o que aumenta o rendimento das colheitas e fornece segurança alimentar, mas os pesticidas podem prejudicar espécies fora do alvo, como as abelhas", disse Simon. "E como insetos, ervas daninhas, etc. eventualmente desenvolvem resistência, novos pesticidas devem ser continuamente desenvolvidos, aqueles que não prejudiquem as abelhas."

Os alunos de pós-graduação Ping Yang e Adrian Henle usaram dados de toxicidade de abelhas de experimentos de exposição a pesticidas, envolvendo quase 400 moléculas de pesticidas diferentes, para treinar um algoritmo para prever se uma nova molécula de pesticida seria tóxica para as abelhas.

"O modelo representa moléculas de pesticidas pelo conjunto de caminhadas aleatórias em seus gráficos moleculares", disse Yang.

Um passeio aleatório é um conceito matemático que descreve qualquer caminho sinuoso, como na complicada estrutura química de um pesticida, onde cada passo ao longo do caminho é decidido ao acaso, como se fosse um sorteio.

Imagine, explica Yang, que você está dando um passeio sem rumo ao longo da estrutura química de um pesticida, percorrendo seu caminho de átomo em átomo através das ligações que mantêm o composto unido. Você viaja em direções aleatórias, mas acompanha sua rota, a sequência de átomos e ligações que você visita. Então você sai em uma molécula diferente, comparando a série de voltas e reviravoltas com o que você fez antes.

“O algoritmo declara duas moléculas semelhantes se elas compartilham muitas caminhadas com a mesma sequência de átomos e ligações”, disse Yang. “Nosso modelo serve como substituto para um experimento de toxicidade de abelhas e pode ser usado para rastrear rapidamente moléculas de pesticidas propostas quanto à sua toxicidade”. + Explorar mais

Os pesticidas usados ​​em áreas urbanas e suburbanas prejudicam as abelhas?