vaquita (Baía de Fokken), um pequeno boto encontrado apenas nas águas rasas do norte do Golfo do México, é um dos mamíferos marinhos mais ameaçados do planeta. Com cerca de 1,5 metro de comprimento, é o menor membro do grupo dos cetáceos, que inclui baleias, golfinhos e botos. Reconhecida pelas manchas escuras ao redor dos olhos e da boca, a vaquita era desconhecida da ciência até a segunda metade do século XX. Hoje, tornou-se um símbolo poderoso da crise da biodiversidade que afecta os oceanos em todo o mundo.
Estima-se que apenas um pequeno punhado de vaquitas permaneça na natureza, deixando a espécie perigosamente perto da extinção. O declínio populacional foi causado principalmente pelo emaranhamento acidental em redes de emalhar, particularmente aquelas utilizadas para a pesca ilegal de totaba. Este grande peixe é visado porque a sua bexiga natatória é altamente valorizada nos mercados negros internacionais. Embora a pesca da totaba tenha sido proibida há décadas, a colheita ilegal continua devido às redes de comércio de vida selvagem e à procura contínua no exterior.
Apesar de anos de esforços de conservação, o futuro da vaquita permanece incerto. Especialistas dizem que a sua sobrevivência depende de uma rápida cooperação internacional para eliminar a pesca com redes de emalhar no seu habitat e evitar a extinção de uma das espécies mais ameaçadas do oceano.
Advanced Imaging está criando um arquivo digital do Vaquita
Em um esforço para preservar o conhecimento da espécie, pesquisadores da Florida Atlantic University trabalharam com o Museu de História Natural de San Diego, o SeaWorld California e a NOAA Fisheries para documentar digitalmente o esqueleto completo de uma vaquita fêmea. O espécime foi doado ao museu em 1966 e agora é a base para um registro digital excepcionalmente detalhado da rara toninha.
Um estudo publicado em Ciência dos mamíferos marinhoscombinou tomografia computadorizada médica, micro-tomografia computadorizada e fotografia digital para criar um dos registros anatômicos digitais mais completos da vaquita já criados. Esta abordagem permitiu aos cientistas capturar pequenas características do esqueleto e transformá-las em modelos tridimensionais interativos.
“Ao combinar tecnologias avançadas de imagem com compartilhamento de dados de acesso aberto, o esforço não apenas preserva um registro valioso de um dos mamíferos marinhos mais ameaçados do planeta, mas também torna essa informação disponível para todos”, disse o primeiro autor Jamie Knaub, técnico de laboratório de imagem do Laboratório de Bioimagem da Família de Berlim no Centro Marcus de Pesquisa e Inovação das Escolas Laboratoriais da FAU e Ph.D. candidato no Departamento de Biologia da Charles E. Schmidt College of Science da FAU. “O projeto produzirá réplicas cientificamente precisas para museus, salas de aula e programas educacionais, ajudando a aumentar a conscientização e apoiar os esforços de conservação de uma espécie que está agora à beira da extinção”.
Knaub colaborou com os co-autores Brittany Aja Dolan, ex-SeaWorld Califórnia e gerente de projeto; Phillip Unit, Curador de Aves e Mamíferos do Museu de História Natural de San Diego; e Robert L. Brownell Jr., Ph.D., biólogo da Divisão de Mamíferos e Tartarugas Marinhas do Southwest Fisheries Science Center da NOAA Fisheries, que coletou o espécime na década de 1960, quando era estudante de pós-graduação.
Tomografias computadorizadas e micro-tomografias revelam detalhes microscópicos
Para criar o arquivo digital, a equipe utilizou diversas técnicas de imagem que documentaram o esqueleto em vários níveis de detalhe. Os pesquisadores primeiro digitalizaram a amostra usando uma tomografia computadorizada (TC) médica, que usa raios X para criar imagens transversais. Eles então fotografaram ossos individuais e componentes do esqueleto antes de realizar uma microtomografia computadorizada de alta resolução, ou micro-TC.
Ao contrário dos scanners de tomografia computadorizada padrão, os sistemas de micro-TC podem capturar estruturas anatômicas extremamente pequenas, medidas em mícrons – menores que a largura de um fio de cabelo humano.
“Este projeto exigiu um fluxo de trabalho de imagem extraordinariamente complexo para capturar o esqueleto da vaquita em múltiplas escalas, desde a estrutura óssea intacta até detalhes internos microscópicos”, disse Marianne E. Porter, Ph.D., autora sênior e professora do Departamento de Ciências Biológicas da FAU. “Ao integrar tomografia computadorizada médica, micro-TC e fotografia de alta resolução, fomos capazes de reconstruir a morfologia externa e a arquitetura interna de cada osso de uma forma que manteve a precisão anatômica, permanecendo totalmente interativo digitalmente. O resultado não é apenas um modelo, mas um conjunto de dados de múltiplas camadas que reflete a verdadeira complexidade da amostra.”
Milhares de imagens transversais foram obtidas durante o processo de digitalização. Usando um software especializado de imagem 3D, os pesquisadores seccionaram digitalmente cada osso e os reconstruíram em modelos 3D altamente detalhados. As cópias resultantes podem ser giradas, ampliadas e visualizadas de qualquer ângulo, permitindo aos cientistas estudar o espécime sem correr o risco de danificar o esqueleto original.
Modelos 3D de acesso aberto para pesquisa e educação
Como o esqueleto original da vaquita é frágil e extremamente raro, as oportunidades de estudo direto e exibição pública são limitadas. Para tornar as informações mais acessíveis, a equipe carregou os modelos 3D no repositório online MorphoSource, onde podem ser acessados gratuitamente.
“O sucesso deste projeto foi possível graças aos recursos avançados de imagem disponíveis no Laboratório de Bioimagem Familiar de Berlim”, disse Tricia L. Meredith, Ph.D., coautora e diretora de pesquisa nas Escolas de Laboratório On-site da FAU, AD Henderson University School e FAU High School, e professora associada na Faculdade de Educação da FAU. “Ter acesso a sistemas micro-CT de alta resolução, bem como experiência no processamento e reconstrução de conjuntos de dados grandes e complexos, foi essencial para converter os dados brutos da digitalização em modelos 3D utilizáveis. Um ambiente tecnológico integrado desse tipo permite que espécimes como a vaquita sejam preservados e disseminados com um nível de detalhe que não era possível até recentemente.’
A pesquisa foi apoiada pela Escola de Sustentabilidade Ambiental, Costeira e Oceânica (ECOS) da FAU, pelo Joshua M. Berlin Research Gift, pelas Escolas de Laboratório da FAU e pelo SeaWorld Califórnia.
