Otimização multiobjetivo aplicada ao planejamento sistemático de conservação para espécies de plantas do cerrado brasileiro

Abstract

Nesta tese, propôs-se a aplicação de conceitos de Otimização Multiobjetivo (MOO) e de Computação Bioinspirada a problemas de Planejamento Sistemático de Conservação (SCP). Foram estudados três problemas específicos. No primeiro, buscou-se o menor conjunto de populações locais a serem conservadas para representar a diversidade genética de uma espécie vegetal do Cerrado. O método proposto foi capaz de identificar uma maior diversidade de soluções com a quantidade mínima de populações ao mesmo tempo em que refinou os resultados, indicando as combinações com maior diversidade intraespecífica e maior possibilidade de persistência ao longo do tempo. No segundo problema, buscou-se: (i) selecionar um conjunto de amostras geneticamente complementares a uma coleção de germoplasma de plantas já existente; (ii) definir uma core collection para uma coleção de germoplasma. Com a utilização de MOO foi possível identificar os indivíduos exatos que deveriam ser selecionados para complementar o germoplasma. Ademais, definiu-se um protocolo para tratar um grande volume de amostras a fim de estabelecer uma core collection. A abordagem proposta pode ser usada para construir core collections com máxima riqueza alélica, bem como ser estendido a casos de conservação in situ. Por fim, no terceiro problema, SCP foi associado à estimativa da ocorrência de espécies projetada para o futuro com base em simulações climáticas objetivando definir prioridades de conservação. O método proposto identificou locais com: (i) alta prioridade para conservação; (ii) risco significativo de investimento; e, (iii) que poderiam tornar-se atrativos no futuro. Foi proposto, também, um algoritmo multiobjetivo baseado em Sistemas Imunológicos Artificiais, o Multi-Objective Artificial Immune System (MAIS). MOO permitiu trabalhar com instâncias de problemas com mais de duas dimensões, possibilitando maior confiabilidade na indicação do portfolio de soluções, aumentando, assim, o poder de decisão do método computacional e a qualidade da informação fornecida aos tomadores de decisão. O presente trabalho é pioneiro no país ao resolver problemas de SCP usando técnicas avançadas de otimização, colaborando para a implantação da área de Ecoinformática no Brasil.