La IA revela los peligros ocultos de las mezclas químicas en los ríos
Este estudio abre nuevos caminos
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La inteligencia artificial puede aportar información esencial sobre cómo afectan a la vida acuática las complejas mezclas de sustancias químicas presentes en los ríos, allanando así el camino hacia una mejor protección del medio ambiente.
Un nuevo enfoque, desarrollado por investigadores de la Universidad de Birmingham, demuestra cómo los métodos avanzados de inteligencia artificial (IA) pueden ayudar a identificar sustancias químicas potencialmente nocivas en los ríos mediante el seguimiento de sus efectos en las diminutas pulgas de agua (Daphnia).
El equipo trabajó con científicos del Centro de Investigación de Ciencias Ecoambientales (RCEES), en China, y del Centro Hemholtz de Investigación Medioambiental (UFZ), en Alemania, para analizar muestras de agua del sistema del río Chaobai, cerca de Pekín. Este sistema fluvial recibe contaminantes químicos de diversas fuentes, entre ellas agrícolas, domésticas e industriales.
El profesor John Colbourne es director del Centro de Investigación y Justicia Medioambiental de la Universidad de Birmingham y uno de los autores principales del trabajo. Se mostró optimista ante la posibilidad de que, partiendo de estos primeros resultados, la tecnología pueda utilizarse algún día para controlar sistemáticamente el agua en busca de sustancias tóxicas que, de otro modo, pasarían desapercibidas.
Dijo: "Hay una gran variedad de sustancias químicas en el medio ambiente. La seguridad del agua no puede evaluarse sustancia por sustancia. Ahora tenemos los medios para controlar la totalidad de las sustancias químicas presentes en las muestras de agua del medio ambiente y descubrir qué sustancias desconocidas actúan juntas para producir toxicidad en los animales, incluidos los humanos".
Los resultados, publicados en Environmental Science and Technology, revelan que ciertas mezclas de sustancias químicas pueden actuar conjuntamente para afectar a importantes procesos biológicos de los organismos acuáticos, que se miden por sus genes. Las combinaciones de estas sustancias químicas crean peligros ambientales potencialmente mayores que cuando las sustancias químicas están presentes por separado.
El equipo de investigación utilizó pulgas de agua (Daphnia) como organismos de prueba en el estudio porque estos diminutos crustáceos son muy sensibles a los cambios en la calidad del agua y comparten muchos genes con otras especies, lo que los convierte en excelentes indicadores de posibles peligros ambientales.
"Nuestro enfoque innovador aprovecha la Daphnia como especie centinela para descubrir posibles sustancias tóxicas en el medio ambiente", explica el Dr. Xiaojing Li, de la Universidad de Birmingham (UoB) y autor principal de este estudio. "Utilizando métodos de IA, podemos identificar qué subconjuntos de sustancias químicas podrían ser especialmente nocivas para la vida acuática, incluso a concentraciones bajas que normalmente no suscitarían preocupación".
El Dr. Jiarui Zhou, también de la Universidad de Birmingham y coprimer autor del trabajo, que dirigió el desarrollo de los algoritmos de IA, afirmó: "Nuestro planteamiento demuestra cómo los métodos computacionales avanzados pueden ayudar a resolver problemas medioambientales acuciantes. Analizando simultáneamente grandes cantidades de datos biológicos y químicos, podemos comprender y predecir mejor los riesgos medioambientales".
La profesora Luisa Orsini, otra de las autoras principales del estudio, añadió: "La innovación clave del estudio radica en nuestro enfoque imparcial y basado en datos para descubrir cómo pueden causar daño las concentraciones de mezclas químicas relevantes para el medio ambiente. Esto desafía a la ecotoxicología convencional y allana el camino para la adopción normativa de la especie centinela Daphnia, junto con nuevas metodologías de aproximación".
El Dr. Timothy Williams, de la Universidad de Birmingham y coautor del trabajo, también señaló que: "Normalmente, los estudios de toxicología acuática utilizan una concentración elevada de una sustancia química concreta para determinar respuestas biológicas detalladas o sólo determinan efectos apicales como la mortalidad y la alteración de la reproducción tras la exposición a una muestra ambiental. Sin embargo, este estudio abre nuevos caminos al permitirnos identificar clases clave de sustancias químicas que afectan a los organismos vivos dentro de una auténtica mezcla ambiental a una concentración relativamente baja, caracterizando al mismo tiempo los cambios biomoleculares provocados."
Los resultados podrían contribuir a mejorar la protección del medio ambiente:
- La identificación de combinaciones químicas desconocidas hasta ahora que plantean riesgos para la vida acuática.
- Permitir un control medioambiental más exhaustivo.
- la elaboración de normativas mejor fundamentadas sobre el vertido de sustancias químicas en las vías fluviales.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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