O déficit de poder é o fator central do comportamento e da evolução dos animais. A incrível diversidade da vida neste planeta é uma prova da abundância da solução biológica do romance para o problema de proteger e manter a energia. No entanto, apesar de ser tão central na biologia, é difícil determinar a quantidade e resultar na análise analiticamente do consumo de energia.
Embora os organismos usem energia para diferentes tipos de processos – do crescimento ao conhecimento – uma atividade é um grande dreno para muitos animais: movimento. Para animais móveis com alto teor móvel, o movimento é uma lente tão forte através da qual o uso de energia pode ser estimado.
No contexto do gasto energético, existe um método forte para medir o movimento animal, mas eles são limitados pelo tamanho físico do equipamento utilizado. Agora, publicado em um artigo Jornal de Biologia ExperimentalPesquisadores da Unidade de Biofísica Marinha do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIS) descreveram um método inovador para medir o uso de energia durante o movimento através da educação profunda por meio de vídeo e 3 racking D, em colaboração com a professora Amatzia Zenin da Universidade Hebraica em Jerusalém. “O melhor método sem restrições de espaço, o melhor método do mundo, foi negado devido à dependência do uso de equipamentos do mundo”, disse o Dr. Kota Ishikawa, o primeiro autor do estudo. “Com vídeos, agora temos métodos mais inclusivos para estudar o uso de energia no contexto do comportamento e da ecologia dos animais”.
A aceleração do corpo dinâmico (DBA) foi um método sofisticado para o uso de energia durante o longo movimento. Em suma, a quantidade de oxigênio consumida pelo DBA envolve medir o consumo de oxigênio de uma determinada espécie que executa o comportamento fornecido no laboratório. O oxigênio é um bom indicador de energia, pois é consumido como parte do respiratório aéreo para produzir ATP – fornecendo energia para a maioria dos processos físicos, incluindo contração muscular, ‘combustível’. A aceleração animal é medida juntamente com um aceleômetro e, na maioria dos casos, a relação mútua entre aceleração e ingestão de oxigênio durante o comportamento é muito forte, fornecendo uma estimativa confiável do uso da energia DBA.
No laboratório, o DBA é medido na natureza, incluindo o conjunto padrão, onde é impossível medir com segurança o custo do oxigênio, através de um acremômetro de desgaste. No entanto, confiar em equipamentos físicos apresenta um grande obstáculo. “Para garantir a medição adequada sem ter que afetar o comportamento durante a observação, os pesquisadores usaram ferramentas que pesam pelo menos dez vezes menos que os animais.
A solução deles para esse problema é elegantemente fácil. Em vez de usar um Acceleomômetro físico para medir os movimentos, o comportamento de duas câmera captura imagens de vídeo – neste caso, nadando em um tanque de peixe – para reconstruir o comportamento de vários ângulos para espaços 3D. Alguns quadros dos vídeos são usados para treinar uma rede neural de educação profunda para rastrear a localização das características do corpo, o que permite aos pesquisadores medir a aceleração do movimento.
Tanto o campo quanto o laboratório, uma vez que a câmera é configurada para a captura dos movimentos do animal, os custos de energia podem ser estimados. Por exemplo, o DBA baseado em vídeo pode ser usado no contexto do comportamento coletivo: “pequenas escolas de peixes enquanto estudam a energia permanecem misteriosas”, explicou o Dr. Ishikawa. “Por exemplo, os peixes principais usam mais energia e é em uma escola de movimentação de poder? E o que ele pode dizer sobre nossa ecologia e evolução escolares de phish?”
Com o DBA baseado em vídeo, a medida exata do uso de energia durante o comportamento de animais gratuitos foi aberta para a metade menor das espécies de vérteis do mundo, permite muitas novas oportunidades de pesquisa na largura da vida do nosso planeta.
