Publicado em: 23/09/2024

História de sucesso de egresso do INF

Pesquisa de egresso do INF é destaque em livro internacional.

Livro: How Life Works: A User’s Guide to the New Biology

No cenário acadêmico internacional, mais uma pesquisa brasileira se destaca. Marcelo de Gomensoro Malheiros, egresso do doutorado do Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), teve seus estudos recentemente reconhecidos e citados no livro “How Life Works: A User’s Guide to the New Biology”, do cientista e autor Philip Ball. Ball é um dos mais conceituados divulgadores científicos, com dezenas de livros publicados e tendo atuado como editor por muitos anos na revista Nature.

Neste livro, Ball apresenta uma exploração acessível e abrangente dos princípios fundamentais da Biologia moderna. Apresenta ao leitor uma visão integrada e atualizada das complexidades da vida, abordando desde os processos moleculares e celulares até os fenômenos emergentes em ecologia e evolução. Utilizando uma linguagem clara e exemplos vívidos, o autor revela como os organismos vivos funcionam e interagem em seus diversos níveis de organização, proporcionando uma compreensão profunda dos mistérios da Biologia contemporânea.

Malheiros, cuja pesquisa foca em áreas interdisciplinares entre a Computação e a Biologia, viu seus resultados integrados ao Capítulo 8  do livro, chamado “Corpos: Descobrindo o Padrão”, onde Ball aborda como padrões visuais e espaciais em geral podem se formar espontaneamente e de forma robusta. Particularmente, o trabalho de Malheiros demonstra como a combinação de fatores individualmente simples como divisão celular, difusão de compostos solúveis e reações químicas são suficientes para explicar a emergência de complexos padrões de pigmentação.

Um dos exemplos da pesquisa feita no INF e que é reproduzida no livro simula matematicamente a formação do padrão da espécie Dendrobates leucomelas, um anfíbio venenoso conhecido como “sapo ponta-de-flecha”, comum nas florestas tropicais da América do Sul. As listras se formam ainda na fase de girino, quando o corpo tem dimensões reduzidas e formato cilíndrico. Com o crescimento vem o aumento da superfície da pele, fazendo com que as áreas amarelas se tornem maiores e permitam o surgimento de manchas escuras, que aparecem de forma aleatória e desordenada. O contínuo crescimento faz com que estas manchas pretas aumentem, ao mesmo tempo em que novas pequenas manchas surgem, porém ainda mantendo as listras originais da fase de girino.

Foto por Adrian Pingstone (Wikimedia Commons, domínio público).

Esta pesquisa contou com a supervisão do prof. Marcelo Walter, do Instituto de Informática da UFRGS. Outros resultados contemplam padrões de pigmentação de outras espécies e podem ser vistos no artigo disponível em https://mgmalheiros.github.io/research/leopard/. Um exemplo é a formação das características “rosetas” de um leopardo, cuja simulação é ilustrada na figura abaixo.

Para o pesquisador, esse reconhecimento é não apenas uma honra pessoal, mas também um reflexo do compromisso contínuo da UFRGS com a excelência acadêmica e a pesquisa de ponta. “É gratificante ver que nosso trabalho está sendo reconhecido globalmente e contribuindo para o avanço do conhecimento científico”, comentou Malheiros. O reconhecimento em “How Life Works” não apenas celebra suas conquistas individuais, mas também destaca a importância da colaboração e da inovação nas ciências biológicas e computacionais.

A inclusão dos resultados de sua pesquisa em um importante livro de divulgação científica evidencia a relevância e o impacto do trabalho desenvolvido no Instituto de Informática da UFRGS. A universidade, conhecida por sua tradição em Ciência da Computação e inovação tecnológica, reafirma seu papel como um centro de excelência em pesquisa. Para o futuro, Malheiros planeja expandir suas investigações, explorando novas fronteiras entre Computação e Biologia, em busca de modelos computacionais que ajudem a compreender os complexos processos de formação dos seres vivos.

Referências

Malheiros, M. de G.; Fensterseifer, H.; Walter, M.. The leopard never changes its spots: realistic pigmentation pattern formation by coupling tissue growth with reaction-diffusion. SIGGRAPH’20. ACM Transactions On Graphics, V. 39, P. 63-13, 2020. https://doi.org/10.1145/3386569.3392478

Malheiros, M. de G. The Mechanochemical Basis of Pattern Formation. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Computação (PPGC), Instituto de Informática (INF), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), 2017. https://lume.ufrgs.br/handle/10183/169104

Malheiros, M. de G.; Walter, M. Pattern formation through minimalist biologically inspired cellular simulation. In: Graphics Interface 2017, Edmonton. Proceedings of Graphics Interface 2017. Edmonton: Canadian Human-Computer Communications Society, P. 148-155, 2017. https://dl.acm.org/doi/10.5555/3141475.3141505