Como a matemática pode ajudar a salvar o meio ambiente

Fonte: Superinteressante

Se é possível prever a chuva com base em dados meteorológicos, por que não prever a extinção de uma espécie ou a reação de uma floresta a um incêndio? Essa é a proposta da ecologia quantitativa, campo que leva a matemática para dentro da biologia.

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Ao combinar observações em campo com estatística, algoritmos e simulações computacionais, pesquisadores tentam decifrar padrões invisíveis da vida e oferecer pistas sobre o futuro dos ecossistemas em meio à crise climática.

Para o pesquisador Caio Mattos, coordenador científico do Programa de Formação em Ecologia Quantitativa do Instituto Serrapilheira, a definição passa pela combinação de saberes de áreas distintas. “É sobretudo uma conversa transdisciplinar, envolvendo conceitos e conhecimentos de ecologia com física, matemática e computação, para responder os grandes desafios da sociedade”, contou à Super.

Segundo Mattos, perguntas que envolvem escala, complexidade e futuro só podem ser respondidas com esse tipo de abordagem. “Quando precisamos ‘observar’ ecossistemas inteiros ou predizer a reação de todas as florestas tropicais à mudança do clima, inevitavelmente precisamos utilizar modelos matemáticos, dados de satélite e grandes bases de dados.”

Isso não significa substituir o trabalho em campo, mas sim complementá-lo. “O campo nos dá a realidade, o que podemos observar: uma população de cigarras, por exemplo. Da observação surgem as hipóteses. A matemática organiza essas peças e a computação permite projetar cenários”, explica Mattos.

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A ecologia quantitativa avança justamente quando a degradação ambiental e a crise climática se intensificam. Eventos extremos, como ondas de calor, secas, enchentes e furacões, estão ocorrendo com mais frequência e intensidade do que os cientistas previam. As simulações ecológicas ajudam a antecipar estes riscos – e a planejar respostas.

“Um bom exemplo são os modelos globais do sistema terrestre, usados para prever os impactos das mudanças climáticas. Um mundo de dados coletados em campo é sintetizado em equações que representam ecossistemas e projetam sua resposta a secas, incêndios ou ao aumento de CO₂ na atmosfera”, diz Mattos.

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O mestrando João Lucas Burginski, da Universidade Federal do Paraná (UFPR), viveu na prática essa integração entre campo e modelos matemáticos em um projeto na Mata Atlântica, durante o curso de formação em ecologia quantitativa.

A equipe investigava se caramujos em uma praia seguiam um padrão de distribuição: os pequenos na parte inferior das rochas, os grandes no alto. “Nós usamos todas as ferramentas que se pode usar. Teve coleta em campo, triagem, análise estatística, experimento no laboratório e modelo computacional”, contou à Super.