‘Makina e kohës së biodiversitetit’ ofron njohuri për një shekull humbjeje

Shkencëtarët kanë realizuar provën e parë të konceptit të ‘makinerisë së kohës’ të tyre të ADN-së për të hedhur dritë mbi një shekull ndryshimi mjedisor në një liqen me ujë të ëmbël, duke përfshirë ngrohjen e temperaturave dhe ndotjen, duke çuar në humbjen potencialisht të pakthyeshme të biodiversitetit.

Qasja e tyre, e cila përdor AI të aplikuar për biodiversitetin e bazuar në ADN , variablat e klimës dhe ndotjen, mund të ndihmojë rregullatorët të mbrojnë nivelet ekzistuese të biodiversitetit të planetit, apo edhe t’i përmirësojnë ato.

Studiuesit nga Universiteti i Birminghamit, në bashkëpunim me Universitetin Goethe në Frankfurt, përdorën sedimentin nga fundi i një liqeni në Danimarkë për të rindërtuar një bibliotekë 100-vjeçare të biodiversitetit, ndotjes kimike dhe niveleve të ndryshimeve klimatike. Ky liqen ka një histori ndryshimesh të mirë-dokumentuara në cilësinë e ujit , duke e bërë atë një eksperiment të përsosur natyror për testimin e makinës së kohës së biodiversitetit .

Duke publikuar gjetjet e tyre në eLife, ekspertët zbulojnë se sedimenti mban një rekord të vazhdueshëm të sinjaleve biologjike dhe mjedisore që kanë ndryshuar me kalimin e kohës – nga mjediset (gjysmë) të pacenuara në fillimin e revolucionit industrial e deri më sot.

Ekipi përdori ADN-në mjedisore – material gjenetik i lënë pas nga bimët, kafshët dhe bakteret – për të ndërtuar një pamje të të gjithë komunitetit të ujërave të ëmbla. Të ndihmuar nga AI, ata analizuan informacionin, në lidhje me të dhënat e klimës dhe ndotjes, për të identifikuar se çfarë mund të shpjegojë humbjen historike të specieve që jetonin në liqen.

Hetuesi kryesor Luisa Orsini, Profesor i Biologjisë së Sistemeve Evolucionare dhe Omics Mjedisore në Universitetin e Birminghamit dhe anëtar i Institutit Alan Turing, tha: “Ne morëm një bërthamë sedimenti nga fundi i liqenit dhe përdorëm të dhëna biologjike brenda atij sedimenti si një kohë. makineri-duke parë në kohë për të ndërtuar një pamje të detajuar të biodiversitetit gjatë shekullit të kaluar me rezolucion vjetor Duke analizuar të dhënat biologjike me të dhënat e ndryshimeve klimatike dhe nivelet e ndotjes , ne mund të identifikojmë faktorët që kanë ndikimin më të madh në biodiversitet.

“Të mbrosh çdo specie pa ndikuar në prodhimin njerëzor është joreale, por duke përdorur AI ne mund t’i japim përparësi ruajtjes së specieve që ofrojnë shërbime të ekosistemit. Në të njëjtën kohë, ne mund të identifikojmë ndotësit kryesorë, duke udhëhequr rregullimin e përbërjeve kimike me efektin më të dëmshëm. Veprimet mund të na ndihmojnë jo vetëm për të ruajtur biodiversitetin që kemi sot, por potencialisht për të përmirësuar rikuperimin e biodiversitetit. Biodiversiteti mbështet shumë shërbime të ekosistemit nga të cilat ne të gjithë përfitojmë. Mbrojtja e biodiversitetit do të thotë të mbrosh këto shërbime.”

Studiuesit zbuluan se ndotësit si insekticidet dhe fungicidet, krahas rritjes së temperaturës minimale (një rritje 1,2-1,5 gradë) shkaktuan dëmin më të madh në nivelet e biodiversitetit.

Megjithatë, ADN-ja e pranishme në sediment tregoi gjithashtu se gjatë 20 viteve të fundit liqeni kishte filluar të rimëkëmbej. Cilësia e ujit u përmirësua me rënien e përdorimit të tokës bujqësore në zonën përreth liqenit. Megjithatë, ndërsa biodiversiteti i përgjithshëm u rrit, komunitetet nuk ishin të njëjta si në fazën (gjysmë) të pacenuar. Kjo është shqetësuese pasi specie të ndryshme mund të ofrojnë shërbime të ndryshme të ekosistemit, dhe për këtë arsye pamundësia e tyre për t’u kthyer në një vend të caktuar mund të parandalojë rivendosjen e shërbimeve specifike.

Niamh Eastwood, autor kryesor dhe Ph.D. student në Universitetin e Birmingham tha: “Humbja e biodiversitetit të shkaktuar nga kjo ndotje dhe temperatura e ujit që po ngroh është potencialisht e pakthyeshme. Llojet e gjetura në liqen 100 vjet më parë që kanë humbur nuk do të mund të kthehen të gjitha. Nuk është e mundur për të rikthyer liqenin në gjendjen e tij origjinale të pacenuar, edhe pse liqeni po rimëkëmbet. Ky hulumtim tregon se nëse nuk arrijmë të mbrojmë biodiversitetin, shumë prej tij mund të humbasë përgjithmonë.”

Dr. Jiarui Zhou, bashkëautori dhe asistent profesor në Bioinformatikën Mjedisore në Universitetin e Birminghamit, tha: “Duke mësuar nga e kaluara, modelet tona holistik mund të na ndihmojnë të parashikojmë humbjen e mundshme të biodiversitetit nën një “biznes si zakonisht” dhe Skenarët e tjerë të ndotjes. Ne kemi demonstruar vlerën e qasjeve të bazuara në AI për të kuptuar shtytësit historikë të humbjes së biodiversitetit. Ndërsa të dhënat e reja bëhen të disponueshme, modele më të sofistikuara të AI mund të përdoren për të përmirësuar më tej parashikimet tona për shkaqet e humbjes së biodiversitetit.”

Më pas, studiuesit po zgjerojnë studimin e tyre fillestar mbi një liqen të vetëm në liqene në Angli dhe Uells. Ky studim i ri do t’i ndihmojë ata të kuptojnë se sa të përsëritshme janë modelet që vëzhguan dhe, si rrjedhim, si mund të përgjithësojnë gjetjet e tyre mbi ndotjen dhe ndryshimet klimatike në biodiversitetin e liqenit.