A IA pode vencer as ervas daninhas super-resistentes? Bayer, Basf e Syngenta acham que sim

Os agricultores pretendem adicionar uma ferramenta de alta tecnologia em sua batalha sem fim contra as ervas daninhas: a inteligência artificial.

Eles vêm perdendo terreno em uma luta de décadas contra plantas intrusas que desenvolveram resistência a muitos produtos químicos. As maiores empresas agrícolas do mundo, incluindo Bayer, Corteva, BASF e Syngenta, dizem que o tempo está se esgotando para a tentativa de desenvolver novos produtos químicos para combater ervas daninhas e outras pragas, como fungos e insetos.

Algumas ervas daninhas agora conseguem suportar quatro ou cinco produtos químicos diferentes, diz Bob Reiter, chefe de pesquisa e desenvolvimento do negócio agrícola da Bayer. Os agricultores estão recorrendo a misturas para encontrar a fórmula de herbicida mais potente, e os fabricantes de pesticidas querem acelerar o que pode ser um processo de anos de identificação de novos produtos.

“Estamos meio que chegando a um ponto de desespero”, diz Reiter. “Sabemos que estamos ficando sem opções que funcionam.”

A Bayer e rivais como Corteva e Syngenta dizem que novos sistemas de IA estão ajudando a acelerar o processo demorado, complicado e caro de levar novos produtos químicos ao mercado. Seus esforços incluem não apenas novos herbicidas, mas também novos fungicidas e inseticidas. A Syngenta estima que a IA reduzirá o tempo médio da descoberta à comercialização em um terço — de 15 anos para dez anos — e provavelmente diminuirá o número de testes de laboratório e de campo em 30%.

LEIA MAIS: Para ver o futuro da inteligência artificial nos iPhones, dê uma olhada na Samsung

A Bayer está usando um sistema de IA, chamado internamente de “CropKey”, para ajudar a combinar a estrutura da proteína de uma erva daninha com uma molécula química que teria como alvo essa estrutura, obtendo dados mais rapidamente do que os humanos. As moléculas selecionadas com a ajuda da CropKey podem ter uma taxa de sucesso maior durante os testes de campo do que a pesquisa convencional, afirma Reiter. Isso dá à empresa uma vantagem — quase como contar cartas em um jogo de blackjack — e é semelhante ao modo em que as empresas farmacêuticas estão usando a IA para acelerar a busca por moléculas que visam uma doença específica.

As empresas dizem que uma vantagem das moléculas selecionadas com IA é que elas podem ser rastreadas durante o processo quanto à toxicidade para humanos — um ponto crítico para pesticidas pulverizados nas hortaliças —, além da segurança ambiental e custo. 

O sistema ajudou a Bayer a desenvolver um novo produto químico para matar ervas daninhas, chamado Icafolin, que deve ser lançado no Brasil em 2028. A empresa diz que será o primeiro novo herbicida em mais de 30 anos. A pesquisa de fase inicial da empresa também conta cada vez mais com novas maneiras de atacar ervas daninhas, com três vezes mais projetos desse tipo do que há uma década.

A Monsanto, agora de propriedade da Bayer, revolucionou o negócio de eliminação de ervas daninhas na década de 1990, quando começou a vender sementes de soja geneticamente modificadas para resistir ao glifosato, herbicida que mata ervas daninhas interrompendo sua produção interna de proteína. O uso do glifosato, incluindo o Roundup da Monsanto, disparou.

Mas então as ervas daninhas evoluíram e a eficácia decrescente desse herbicida deixou os agricultores cada vez mais dependentes de outros produtos para combater as pragas super-resistentes, ou aquelas resistentes a mais de um tipo de produto químico. Além disso, o Roundup custou bilhões de dólares à Bayer em ações judiciais que alegavam que o produto causa câncer, o que a empresa nega e afirma ter utilização segura.

LEIA MAIS: Ninguém quer parecer ignorante sobre IA. Especialmente seu chefe

Sean Elliot, agricultor de milho e soja de sexta geração no condado de Iroquois, em Illinois, notou pela primeira vez ervas daninhas invasoras de cânhamo de água em sua fazenda no início dos anos 2000. Naquela época, o herbicida Roundup da Monsanto as eliminava com facilidade.

Duas décadas depois, o glifosato não consegue parar as ervas daninhas, e Elliott diz que agora está preocupado que o cânhamo esteja superando outro produto químico que ele usa, o 2,4-D. Ele mistura 2,4-D com um terceiro produto químico, glufosinato, para manter a erva daninha sob controle. Mas em alguns anos, isso pode não ser suficiente.

“É incrível a rapidez com que ela se adapta”, diz Elliott. “Se não inventarmos algo e não pudermos controlá-la, é uma erva daninha tão invasiva que você pode acabar sofrendo grandes perdas de rendimento.”

O desenvolvimento de pesticidas pode ser mais complicado do que a descoberta de medicamentos, diz Bill Anderson, executivo-chefe da Bayer, gigante farmacêutica e agrícola com sede na Alemanha. Já se passaram décadas desde que um novo produto herbicida foi introduzido, com as empresas amplamente focadas em melhorias incrementais nos principais produtos químicos já existentes no mercado.

“Você precisa ser capaz de matar um tipo de planta sem matar outras, e também sem prejudicar peixes, insetos, pássaros. O produto precisa se decompor na atmosfera”, diz Anderson. “A chance de acertar sem os métodos de computador é muito pequena.”

Jay Feldman, diretor executivo da Beyond Pesticides, grupo com sede em Washington, D.C. que defende o uso de menos produtos químicos agrícolas, adverte que pulverizar novos herbicidas em ervas daninhas que estão desenvolvendo rapidamente resistência a vários deles só poderia exacerbar o problema — e criar plantas ainda mais fortes.

A abordagem das empresas agrícolas tornará obsoletos os herbicidas mais antigos, a menos que sejam agrupados com produtos químicos mais novos, diz ele, tornando os agricultores dependentes exclusivamente de qualquer nova semente e produto químico que uma empresa esteja oferecendo. “Isso criou uma rotina repetitiva de pesticidas”, diz Feldman.

Meia década atrás, as empresas podiam passar um ano examinando centenas de milhares de compostos químicos. Os compostos potenciais eram testados em processos de trabalho intensivo em laboratórios e estufas, para ver como interagiam com outras plantas, animais, humanos e o meio ambiente, e se funcionariam na praga alvo, segundo Shaun Selness, chefe de tecnologias emergentes do negócio agrícola da Bayer.

“Você passava dois ou três anos no campo, fazendo muitos estudos regulatórios, e no fim descobria que realmente não seria possível levar o produto adiante”, diz Selness. “Isso acontecia com bastante frequência.”

Apoiar-se na IA para ajudar a analisar e rastrear moléculas químicas pode auxiliar na redução do processo para cerca de dois a três meses e prever possíveis problemas de toxicidade no início do desenvolvimento, explica ele.

A Syngenta, maior vendedora de pesticidas dos EUA, diz que está adotando uma abordagem semelhante para novos herbicidas e inseticidas — ela usa modelos de aprendizado de máquina em todos seus projetos de pesquisa para encontrar novos ingredientes ativos.

A tecnologia ajuda a empresa a avaliar melhor não apenas o efeito dos novos produtos no meio ambiente, mas também a possibilidade de serem produzidos a um custo menor, diz Camilla Corsi, chefe de pesquisa de proteção de cultivos da Syngenta. “Isso ajuda a enfrentar todos os desafios que se apresentam à nossa indústria quando se trata de inovação química.”

Elliott, o fazendeiro de Illinois, dá as boas-vindas a qualquer nova tecnologia que possa ajudar a salvar sua safra nos próximos anos.

“É essencial”, diz ele.

Escreva para Patrick Thomas em [email protected]