Глобальная активность биоразнообразия морского дна впервые нанесена на карту
Учёные из США и Великобритании впервые использовали искусственный интеллект (ИИ), чтобы картировать активность донных беспозвоночных животных (червей, моллюсков, креветок) по всем океанам мира.
Исследование, проведённое под руководством Техасского университета A&M (США) с участием учёных из Саутгемптонского университета (Великобритания) и Йельского университета (США), объединило большие наборы данных с методами машинного обучения. Это позволило выявить ключевые факторы, поддерживающие здоровье морских экосистем.
Морские осадки невероятно разнообразны и покрывают большую часть поверхности Земли. Мелкие существа, живущие в этих осадках, активно перемешивают дно — процесс, известный как биотурбация. Это оказывает огромное влияние на регуляцию глобальных циклов углерода, питательных веществ и биогеохимических процессов.
Понимание того, как эти процессы работают в разных регионах мира, даёт учёным важное представление о факторах здоровья океанов и их потенциальной реакции на изменение климата.
Новое исследование, опубликованное в журнале Current Biology, расширяет эти знания, впервые предоставив способ предсказывать и картировать вклад донных существ в любой точке мира.
«Знание того, как биотурбация связана с другими аспектами окружающей среды, означает, что теперь мы лучше подготовлены к прогнозированию того, как эти системы могут измениться в ответ на изменение климата», — прокомментировал ведущий исследователь, доцент кафедры океанографии Техасского университета A&M, доктор Шуан Чжан.
Для обучения ИИ использовались существующие наборы данных об активности донных существ и глубине перемешивания ими осадков — данные с сотен тестовых точек по всему миру. Сопоставив эту информацию с различными условиями окружающей среды, ИИ смог делать точные прогнозы о процессах в донных осадках в любой точке земного шара.
Команда обнаружила, что на биотурбацию влияет сложная комбинация различных условий окружающей среды, и эта комбинация варьируется по всему миру. Множество факторов, таких как глубина воды, температура, солёность, удалённость от суши, обилие животных и доступность питательных веществ, играют свою роль. Это, в свою очередь, влияет на активность беспозвоночных и, в конечном итоге, на здоровье океанических экосистем.
«Наш анализ показал, что не один, а множество факторов окружающей среды совместно влияют на биотурбацию морского дна и экосистемные услуги, которые предоставляют эти животные», — сказала доцент кафедры наук о Земле и планетах Йельского университета доктор Лидия Тархан.
Исследователи надеются, что их работа поможет в разработке стратегий по смягчению деградации среды обитания и защите морского биоразнообразия.
«Наш анализ показывает, что существующая глобальная сеть морских охраняемых районов недостаточно защищает эти важные донные процессы. Это указывает на то, что меры защиты должны быть лучше адаптированы для поддержания здоровья экосистемы», — добавила Тархан.