Aprimorando a previsão de doenças na aquicultura: Os benefícios do aprendizado de máquina

Os frutos do mar são os alimentos mais comercializados commodity em todo o mundo. Na verdade, aproximadamente três bilhões de pessoas em todo o mundo dependem de peixes cultivados e capturados na natureza como sua principal fonte de proteína. Com essa grande demanda dos consumidores por produtos de frutos do mar de alta qualidade, muitos países se voltaram para a aquicultura, ou criação de peixes, para acompanhar a demanda.

A aquicultura é o processo de criação de organismos aquáticos, incluindo peixes, moluscos (como mariscos), crustáceos (como camarões) e algas. Assim como vemos a produção em massa de animais terrestres em grandes ambientes controlados, fazendas de aquicultura nos permitem cultivar animais aquáticos em ambientes controlados para consumo humano. A capacidade de determinar o nível de pH da água, alterar a temperatura da água e controlar as populações aquáticas nesses espaços permite pesca e incubatórios para aumentar sua produtividade.

Embora a aquicultura seja necessária para saciar a demanda global e aliviar as pressões de pesca sobre os estoques selvagens, essas fazendas de peixes podem ser ambientes propícios para doenças infecciosas. O risco de doenças na aquicultura pode aumentar significativamente devido à superlotação, às condições precárias, à má nutrição e aos baixos níveis de oxigênio. O tamanho médio de um curral de rede típico é de 40-50 pés quadrados. Dependendo da eficiência da tecnologia usada para monitorar esses currais ou tanques, um peixe doente pode se transformar em muitos.

Doenças infecciosas em tanques de aquicultura

A maioria dos tanques de produção está localizada ao ar livre e é revestida de terra ou argila. Com o tempo, eles se tornam ricos em resíduos orgânicos devido a circunstâncias naturais, como alimentação, crescimento dos peixes e acúmulo de resíduos. Os peixes nesses tanques são suscetíveis a uma abundância de parasitas, mas devido ao alto teor de resíduos orgânicos, ciliados sésseis são vistas especificamente presas a peixes.

As doenças bacterianas e virais podem ser mais difíceis de controlar e erradicar quando infectam uma população de lagos devido aos desafios logísticos da desinfecção dos lagos.

Doenças infecciosas em sistemas de aquicultura de recirculação

Os sistemas de aquicultura de recirculação (RASs) são construídos em instalações fechadas, o que limita significativamente o acesso de hospedeiros parasitas que entram na pescaria. Entretanto, os parasitas e vírus são mais perigosos nos RAS porque esses tipos de fazendas de peixes normalmente têm uma população maior de peixes e reciclam a água em todas as áreas de crescimento. Quando um peixe fica doente, a doença se espalha rapidamente.

As doenças bacterianas também são mais problemáticas. Muitas condições, como baixo oxigênio dissolvido, baixo pH e um ambiente organicamente rico (devido ao crescimento e aos resíduos dos peixes), promovem o crescimento de bactérias.

Doenças infecciosas em tanques-rede/cultura em gaiolas

Em teoria, o conceito aberto de tanques-rede oceânicos ou sistemas de cultivo em gaiolas dentro de lagos e reservatórios deveria diluir os resíduos sólidos e dissolvidos. Entretanto, esse acesso aberto também permite que patógenos - bactérias, parasitas e vírus - dentro do corpo d'água maior entrem em contato mais facilmente com a preciosa safra de um piscicultor. Organismos aquáticos menores dentro do corpo d'água, portadores de doenças, também podem entrar no sistema de cultivo em tanques-rede ou em caixas. Da mesma forma que nos sistemas de lagoas e de recirculação, quando um peixe é infectado, a doença se espalha rapidamente pelo restante da população. 

Doenças comuns em fazendas de aquicultura

A disseminação de doenças em peixes pode ter um impacto significativo nos lucros de uma empresa. Os tipos mais comuns de doenças em fazendas de peixes são causados por parasitas, vírus e bactérias. Condições de superlotação podem causar estresse nos peixes, ativando bactérias que ocorrem naturalmente em seu trato digestivo. Isso pode se tornar perigoso e causar infecções.

Piolhos do mar

Os piolhos do mar, a doença aquícola mais proeminente, podem levar a perdas anuais de até $600 milhões por ano para os agricultores. Isso ocorre porque essas infecções podem levar a um crescimento deficiente dos peixes, a uma vida útil mais curta e à possibilidade de uma fazenda de peixes perder toda a sua safra. Além disso, pode ser uma ameaça à segurança alimentar.

Essa doença é um problema predominante no setor de aquicultura, especialmente no salmão. Esses parasitas se alimentam do muco, do sangue e da pele dos peixes, enfraquecendo seus músculos cardíacos, aumentando os níveis de estresse e causando um desequilíbrio de osmorregulaçãoou o equilíbrio adequado dos níveis de água e sal.

Doença da Boca Vermelha Entérica em Salmonídeos

Uma das maiores prioridades dos criadores de peixes é o aumento da produção. Entretanto, o cultivo intensivo de peixes pode levar a doenças bacterianas agudas ou crônicas graves. A yersiniose (doença entérica da boca vermelha) pode ter uma alta taxa de mortalidade entre os salmonídeos, especialmente quando associada à má qualidade da água e a outros fatores de estresse na pescaria. Isso não apenas custa aos piscicultores tempo e dinheiro preciosos na tentativa de isolar os peixes infectados, mas o custo da terapia de vacinação para os outros peixes da piscicultura também pode se tornar caro.

Embora muitos criadores de peixes usem antibióticos veterinários Para evitar a propagação de mortes e doenças, o uso excessivo ou incorreto desses medicamentos pode ter um efeito adverso sobre os animais. Os antibióticos matam algumas bactérias de forma eficaz, mas podem não evitar as bactérias resistentes, que podem se modificar e se multiplicar para combater ainda mais os antibióticos. Isso aumentará o risco e até mesmo a disseminação de doenças.

Septicemia Rickettsial do Salmão (SRS) no Chile

Para os criadores de salmão chilenos, a SRS é considerada o problema de doença mais importante e significativo, com mais de $300 milhões de perdas em um único ano. Embora a SRS afete peixes salmonídeos e não salmonídeos em água doce e salgada em todo o mundo, nenhuma outra área atingiu os altos níveis de surto como o Chile.

A SRS é causada pela bactéria, Piscirickettsia salmonis, que se replica nas células e nos tecidos dos peixes infectados. Esses peixes geralmente exibem sinais de hemorragia e lesões na pele, além de serem letárgicos, de cor escura, anoréxicos, anêmicos, com lesões focais mosqueadas no fígado, com problemas respiratórios e nadando perto da superfície.

A taxa média de mortalidade da SRS é de 20% durante o período de produção de 18 meses até a colheita. 11,5% da taxa de mortalidade total de todo o salmão do Atlântico foi atribuído a essa bactéria em 2021.

As vacinas têm sido amplamente ineficazes contra essa doença e na redução dos surtos associados a ela. No momento, o acompanhamento do local parece ser a melhor defesa. No entanto, encontrar os peixes clinicamente doentes pode ser um pesadelo para os piscicultores, desperdiçando tempo e dinheiro.

Nutrição deficiente na pesca

Outro culpado comum de doenças em fazendas de peixes é alimentar os animais com alimentos com altos níveis de lipídios para aumentar as taxas de crescimento e reduzir o custo das rações. Esse alimento pode causar excesso de gordura no fígado.

Essas doenças podem levar a perdas substanciais para as fazendas de aquicultura. Felizmente, há maneiras de se adiantar à curva para evitar a ocorrência de mortes de peixes. E tudo começa com o aprendizado de máquina.

Para reduzir esses riscos, muitas organizações de aquicultura recorreram ao poder do aprendizado de máquina para melhorar a previsão de doenças. A análise de dados ajuda os fazendeiros a monitorar a saúde dos animais, os fatores ambientais e as condições da água. Além disso, o aprendizado de máquina também pode ajudar as fazendas de aquicultura a prever resultados futuros, economizando tempo, dinheiro e recursos.

O que pode ser feito para evitar a disseminação de doenças na aquicultura?

O software de aprendizado de máquina usa vários pontos de dados para monitorar a saúde e as condições de vida dos peixes. Esses pontos de dados, incluindo condições da água, níveis de alimentação, níveis de pH, salinidade, saturação de oxigênio, taxas de crescimento e outros, permitem que os pesqueiros fiquem um passo à frente da disseminação de doenças.

O aprendizado de máquina pode aprimorar o gerenciamento da aquicultura:

• Melhorando a saúde dos peixes: Os agricultores podem usar o aprendizado de máquina para monitorar a saúde de seus animais e fazer os ajustes necessários para melhorar o bem-estar de seus peixes.
• Redução de resíduos: A análise de dados pode impulsionar a sustentabilidade na aquicultura, monitorando com precisão a quantidade de alimento que os peixes precisam com base nas condições de saúde, temperatura e época do ano. Isso não apenas evita a superalimentação, mas também reduz enormemente o desperdício.
• Evite o uso excessivo de antibióticos: O aprendizado de máquina controla a saúde geral dos animais, evitando que os pescadores façam uso excessivo de antibióticos acidentalmente. Isso não apenas manterá os peixes saudáveis, mas também manterá a fazenda em conformidade com as normas ambientais e de segurança alimentar.
• Melhores condições ambientais: Os criadores de peixes podem ficar atentos aos fatores ambientais que podem promover o crescimento de algas e bactérias. Esses fatores incluem a temperatura da água, a salinidade e os níveis de pH.

Ao manter um cultivo feliz e saudável, as fazendas de peixes podem economizar dinheiro e recursos e otimizar melhor seus processos, o que leva ao aumento da produtividade e da lucratividade.

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Perguntas frequentes

Qual é a doença mais comum na aquicultura?

Os piolhos do mar, a doença aquícola mais proeminente, podem levar a perdas anuais de até $600 milhões por ano para os agricultores.

Qual é a commodity mais negociada?

Os frutos do mar são os alimentos mais comercializados commodity em todo o mundo. Na verdade, aproximadamente três bilhões de pessoas em todo o mundo dependem de peixes cultivados e capturados na natureza como sua principal fonte de proteína.

O que é aquicultura?

A aquicultura é o processo de criação de organismos aquáticos, incluindo peixes, moluscos (como mariscos), crustáceos (como camarões) e algas.