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Saiba mais sobre vermes segmentados, como minhocas, sanguessugas e poliquetas, o seu papel nos ecossistemas e como a visão por computador ajuda os investigadores a estudá-los.
Os vermes segmentados são organismos que pertencem ao filo Annelida, um grupo de invertebrados de corpo mole que inclui espécies bem conhecidas como as minhocas, sanguessugas e poliquetas.
São referidos como vermes segmentados porque os seus corpos são constituídos por secções repetidas, uma caraterística que os distingue de muitos outros grupos.
Um exemplo comum de uma minhoca segmentada é a minhoca da terra, frequentemente observada no solo após a chuva, mas muitas espécies também vivem em habitats de água doce e marinhos. Estes vermes desempenham um papel crucial na manutenção do equilíbrio dos ecossistemas naturais.
Por exemplo, as minhocas melhoram a fertilidade do solo, permitindo que as plantas cresçam mais eficazmente. Entretanto, as sanguessugas são utilizadas na medicina há séculos e algumas espécies ainda são estudadas pela sua capacidade de ajudar a melhorar o ambiente.
Além disso, o estudo de vermes segmentados ajuda os cientistas a compreenderem os ecossistemas e a acompanharem as alterações nos ambientes. A sua presença ou ausência pode indicar a saúde do solo, dos rios ou das zonas costeiras.
No entanto, a observação manual de vermes pode ser morosa e difícil. É por isso que tecnologias como a visão por computador estão a ser adoptadas pelos cientistas. A visão por computador é um ramo da inteligência artificial que permite às máquinas analisar e interpretar imagens, tornando possível detetar e estudar vermes segmentados de forma mais eficiente.
Neste artigo, vamos analisar mais detalhadamente os vermes segmentados, as suas caraterísticas e a forma como os modelos de visão por computador, como o Ultralytics YOLO11, podem ajudar na sua análise. Vamos começar!
Uma visão geral do filo Annelida
Antes de explorar o papel da visão computacional neste campo de investigação, vamos analisar mais de perto o que torna os vermes segmentados únicos e como ajudam a manter o equilíbrio da natureza. Ao compreender o seu papel, podemos ver porque é que o estudo destas criaturas é tão importante para a saúde do ecossistema. Comecemos pela forma como estes organismos são classificados.
As minhocas segmentadas pertencem a um grande grupo chamado anelídeos, que os cientistas dividem em três classes principais. O primeiro grupo é a classe Oligochaeta, que inclui as minhocas. Vivem no solo, cavam tocas e ajudam a reciclar nutrientes. O seu movimento constante melhora a saúde do solo e facilita o crescimento das plantas.
O segundo grupo é a classe Hirudinea, que inclui as sanguessugas. A maioria das sanguessugas vive em habitats de água doce. Algumas são necrófagas inofensivas, enquanto outras são sugadoras de sangue, como a Hirudo medicinalis, uma espécie que tem sido utilizada na medicina há centenas de anos.
O terceiro grupo é a classe Polychaeta, também designada por vermes poliquetas, vermes de penas, vermes de cerdas ou vermes tubulares. São comuns em ambientes marinhos, onde alguns constroem tubos protectores na areia e nas rochas, enquanto outros nadam livremente na água.
Atualmente, a taxonomia agrupa frequentemente as minhocas e as sanguessugas em Clitellata e coloca as outras em Polychaeta, embora o sistema tradicional de três classes ainda seja muito utilizado no ensino.
Fig. 1. Exemplos de anelídeos: (a) minhoca, (b) sanguessuga, (c) verme de penas.(Fonte)
Um olhar mais atento à anatomia dos vermes segmentados
A seguir, vamos percorrer a anatomia das minhocas segmentadas para ver como os seus corpos são construídos e como cada parte as ajuda a sobreviver e a mover-se.
O corpo de um anelídeo é constituído por unidades repetitivas chamadas segmentos, razão pela qual são frequentemente descritos como tendo corpos segmentados. Os cientistas também utilizam o termo metamérica para descrever esta estrutura.
Fig. 2. As principais partes do corpo de uma minhoca.(Fonte)
Cada segmento do corpo pode conter músculos, nervos e partes dos órgãos internos, que ajudam a minhoca a mover-se com flexibilidade e controlo. Muitas espécies têm pequenas cerdas conhecidas como caudas ou cerdas. Nos poliquetas, estas cerdas estão ligadas a parapódios, que são apêndices emparelhados utilizados para rastejar, nadar ou respirar.
Outras estruturas importantes incluem a parede do corpo, que dá forma e suporte ao verme, e a cutícula externa fina que serve de proteção. Na parte da frente encontra-se o prostómio, uma região semelhante a uma cabeça que transporta frequentemente órgãos sensoriais.
No seu interior, uma cavidade cheia de fluido, denominada celoma, amortece os órgãos e ajuda no movimento. Os músculos longos do corpo estão separados por paredes finas conhecidas como septos, o que confere à minhoca força e flexibilidade. Além disso, ao longo da parte inferior encontra-se o cordão nervoso ventral, uma via de comunicação principal que permite à minhoca sentir e reagir rapidamente ao que a rodeia.
Como vivem e se movimentam as minhocas segmentadas
Agora que temos uma ideia melhor das partes de uma minhoca segmentada, vamos ver como essas caraterísticas trabalham juntas para ajudá-las a se mover e sobreviver.
As minhocas segmentadas deslocam-se de formas diferentes consoante o grupo e o ambiente em que se encontram. A locomoção das minhocas é assegurada pelos seus músculos e pelo celoma cheio de líquido. Ao contrair e relaxar os seus músculos longitudinais, geram pressão que lhes permite estender, contrair e escavar tocas no solo.
Fig. 3. Como as minhocas segmentadas se movem no solo.(Fonte)
No oceano, os poliquetas nadam ou rastejam com a ajuda de parapódios e de pequenas cerdas, que lhes conferem maior flexibilidade de movimentos. O sistema digestivo dos vermes segmentados tem duas aberturas, começando na boca com uma faringe muscular. Os alimentos continuam através do trato digestivo, onde os nutrientes são absorvidos antes de os resíduos deixarem o corpo.
Os anelídeos têm também um sistema circulatório fechado, em que o sangue circula através de vasos sanguíneos. Este sistema é mais eficiente do que a circulação aberta existente em muitos outros invertebrados. O sistema nervoso é simples mas eficaz. Inclui grupos de células nervosas denominadas gânglios e um cordão nervoso ventral que percorre todo o comprimento do corpo.
O papel dos vermes segmentados num ecossistema
A forma como os vermes segmentados são concebidos pela natureza e o modo como se movem é uma parte fundamental do seu papel no ambiente. Vamos agora explorar por que razão são importantes e por que razão os investigadores estão a recorrer a tecnologia de ponta para compreender melhor estes organismos.
As minhocas segmentadas desempenham um papel importante na manutenção do equilíbrio dos ecossistemas. As minhocas melhoram a fertilidade do solo movendo-se através das suas tocas e decompondo a matéria orgânica. À medida que se alimentam e fazem túneis, misturam nutrientes no solo, o que ajuda as plantas a crescer. Por este motivo, os cientistas utilizam frequentemente as minhocas como bioindicadores para medir a saúde do solo.
Fig. 4. Como as minhocas segmentadas melhoram a saúde do solo e das plantas.(Fonte)
Na água, muitos vermes segmentados actuam como alimentadores de filtros. Processam partículas do seu meio envolvente e ajudam a manter limpos os ambientes de água doce e marinhos. Outros servem de alimento para peixes e animais maiores, o que os torna um elo vital nas cadeias alimentares aquáticas.
Embora os vermes segmentados desempenhem muitas vezes papéis úteis, certas espécies marinhas podem causar bioincrustação, uma acumulação de organismos em navios ou condutas que conduz a problemas dispendiosos para a indústria.
Por outro lado, as sanguessugas destacam-se pela sua importância médica. Certas espécies, como a Hirudo medicinalis, alimentam-se de sangue e são utilizadas há séculos em tratamentos que melhoram a circulação.
Os estudos relacionados com os vermes segmentados realçam as suas semelhanças com outros grupos animais, como os artrópodes e os vertebrados, permitindo aos cientistas compreender melhor os filos animais e a história evolutiva.
Desafios na observação e análise de vermes segmentados
Observar e analisar vermes segmentados nos seus habitats naturais pode ser um desafio. A forma como os vermes segmentados parecem e se movem torna-os difíceis de seguir pela visão.
No entanto, a IA de visão pode tornar esta tarefa mais fácil. A visão por computador analisa e interpreta imagens, permitindo aos investigadores detetar vermes segmentados de forma mais consistente e em escala.
Eis alguns dos desafios específicos que a visão computacional pode resolver:
Camuflagem no solo e na água: Muitos vermes segmentados misturam-se com o ambiente que os rodeia. No solo ou em substratos marinhos, as suas cores e texturas tornam-nas difíceis de ver.
Posturas variadas: Dependendo da sua atividade, as minhocas podem estar alongadas, enroladas ou parcialmente escondidas, criando desafios para um reconhecimento consistente.
Contagem em grupos: Quando muitos vermes se agrupam, é difícil para os investigadores detetar e contar os indivíduos com precisão a olho nu.
Tamanho pequeno e caraterísticas subtis: As minhocas têm frequentemente cerdas finas ou marcas no corpo que são difíceis de notar durante os levantamentos de campo.
Utilização da visão computacional para estudar vermes segmentados
Tradicionalmente, o estudo de vermes segmentados no campo ou no laboratório tem-se baseado na observação cuidadosa e na contagem manual. Mas as mudanças subtis na postura, os fundos desordenados e o pequeno tamanho de muitas espécies dificultam a identificação exacta, mesmo para investigadores experientes.
A visão computacional oferece uma abordagem mais escalável e fiável. Ao analisar imagens automaticamente, pode ser utilizada para detetar vermes, classificá-los por grupo e até seguir os seus movimentos ao longo do tempo. Isto reduz o esforço do trabalho manual ao mesmo tempo que melhora a exatidão e a repetibilidade.
No centro destas soluções de IA de visão estão modelos como o YOLO11 que suportam várias tarefas como a deteção de objectos e a segmentação de instâncias. O YOLO11 pode ser treinado à medida em conjuntos de dados especializados de imagens de minhocas do solo, de pratos de laboratório ou de câmaras subaquáticas. Uma vez treinado, o modelo pode reconhecer as formas e texturas únicas de diferentes minhocas, tornando a deteção mais precisa e consistente em todos os ambientes.
IA de visão em ação: Detetar casulos de minhocas
A visão por computador já está a ser utilizada para tornar a investigação sobre minhocas segmentadas mais rápida e prática. Um exemplo interessante vem da vermicompostagem, em que as minhocas reciclam resíduos orgânicos num fertilizante rico em nutrientes.
Os casulos de minhocas são fundamentais porque produzem a próxima geração de minhocas, mas separá-los do composto à mão é lento e difícil. Em 2022, investigadores turcos desenvolveram um sistema de visão alimentado por IA para detetar e separar casulos de minhocas em tempo real. O sistema foi treinado em milhares de imagens para reconhecer os casulos minúsculos e redondos escondidos no composto.
Foi depois ligado a um tapete transportador com jactos de ar que separaram automaticamente os casulos do composto. Ao automatizar a deteção de casulos, o sistema poupa tempo e trabalho, reduz custos e torna a produção de vermicomposto mais eficiente e sustentável.
Para além dos vermes: Aplicações mais vastas da IA de visão em biologia
Poderá estar a perguntar-se: se a visão por computador pode ser utilizada para estudar vermes, que mais pode fazer? Para além dos vermes, a IA de visão tem amplas aplicações em biologia.
Modelos como o YOLO11 estão a ser utilizados para monitorizar insectos, localizar peixes em rios e oceanos e até estudar a saúde dos solos através da análise de imagens. Estes avanços proporcionam aos investigadores formas mais rápidas e fiáveis de estudar animais e ecossistemas, apoiando a conservação e a monitorização ambiental a uma maior escala.
Principais conclusões
As minhocas segmentadas fazem parte do filo Annelida, que inclui espécies familiares como as minhocas, as sanguessugas e os poliquetas. São uma parte essencial do nosso ecossistema porque melhoram a fertilidade do solo, apoiam as cadeias alimentares aquáticas e contribuem para a medicina.
Estudar vermes segmentados no solo ou na água pode ser um desafio. Com modelos de visão por computador como o Ultralytics YOLO11, os investigadores podem detetar estes organismos com maior precisão e estudá-los à escala.