Los manglares son la piedra angular de los ecosistemas costeros tropicais y subtropicales. Os manglares podem crescer onde nenhuma outra árvore pode fazer e trazer benefícios enormes para a ecologia costera. Os complexos sistemas de raízes dos manguezais atraem os sedimentos e os contaminantes e estabilizam o bosque litoral. Também fornece áreas de criança e habitat para a vida selvagem e marina, refúgio e proteção contra as tormentas.
Em contraste, los manglares se enfrentam a numerosos amenazas, como a elevação do nível do mar, a contaminação das águas de arriba, a extração de madeira e a expansão urbana. Os manglares são um dos biomas mais ricos em carbono, e contribuiu com um avanço de 14% para a captura de carbono nos oceanos do mundo. Mas, quando talan y destruyen, liberam quantidades massivas de dióxido de carbono a la atmósfera contribuindo al cambio climático.
É urgente melhorar nossa capacidade de prever a resposta dos problemas a essas ameaças.
Usar a técnica de simulação informática nos pode servir para compreender e prever o impacto dos seres humanos e a mudança climática neste ecossistema vulnerável. Em primeiro lugar, os modelos devem ser desenvolvidos com detalhes suficientes para representar os processos estruturais e fisiológicos únicos dos mangás.
A configuração das folhas de uma planta (filotaxia) afeta a capacidade de realizar a fotossíntese ao posicionar as folhas para maximizar a superfície disponível para interceptar a luz solar. Nas espécies de manguezais, a filotaxia é um fenômeno pouco explorado e os modelos atuais de manguezais não representam adequadamente a diversidade morfológica dessas árvores.
El Dr. Faustino Chi, investigador pós-doutorado da Georg-August-Universität Göttingen, y sus colegas reconstrua a arquitetura detalhada dos arbólitos do manglar rojo para criar um modelo de interceptação da luz.
Para obter dados sobre o mangle rojo, os investigadores viajam de barco até o lado norte do atolón Turneffe, situado a mais de 20 milhões da costa de Belice. Allí tomaron fotografías digitales de alta resolução, realizaron medidas manuais “in situ” y llevaron a cabo una digitalización en 3D de arbolitos del mangle rojo mediante registro eletromagnético.
A tomada de dados não foi fácil. Chi explica: “Alguns medidas de los arbolitos se realizam durante la marea baja. O que dificulta o uso do equipamento de digitalização Fastrak em um ambiente remoto tropical; por exemplo, las condiciones de viento obrigaron a cortar unos arbolitos ya utilizar un armazón cerrado para digitalizar las plantas, ya que estas deben estar fijas para poder digitalizarlas. Use um gerador de eletricidade portátil compacto para operar o equipamento de campo. E por suposto, hay que tener una mano firme durante las horas del proceso de digitalización, momento en que los mosquitos y otros insectos salen a procurarte. Também era muito importante levar recipientes resistentes à água ou impermeáveis para manter o equipamento seco durante o transporte e de alta umidade e as chuvas repentinas enquanto estabam no campo”.

Los arbolitos digitalizados y las medidas manuais se utilizamon para reconstruir la arquitectura de los arboles. A seguir, crie um algoritmo de filotaxia (distribuição das folhas em um tamanho) com base nas fotos e anotações de campo. Isso permite que os autores recuperem digitalmente as árvores com folhas em 3D usando a plataforma GroIMP.

Para simular a interceptação da luz por parte das folhas individuais, os autores usam o modelo “radiação baseada em raytracing estocástico” incorporado ao GroIMP.
Os resultados preliminares permitem que os autores avaliem e visualizem a proporção de luz absorvida das folhas individuais ao longo da copa dos árbitros. E também o efeito de alterar o ângulo da folha para observar a radiação absorvida relativa ao nível de toda a copa do árbitro. A medición da luz absorvida é necessária para futuros cálculos das contribuições fotosintéticas das folhas individuais.

“Con el modelo de arbolito en 3D, la simulación de otros procesos, como los flujos en el xilema y el floema y el comportamiento mecánico estructural, podría basarse en dicho modelo de mangle”, diz o Dr. Chi.
Leia o artigo:
Faustino Chi, Katarína Streit, Aleksi Tavkhelidze, Winfried Kurth, Reconstrução da filotaxia a partir do exemplo do mangue vermelho digitalizado (Rhizophora mangle) e aplicação à simulação de interceptação luminosa, in silico Plants, 2022;, diac002, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diac002
tradução espanhola por Dr. Faustino Chi.
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