Искусственный интеллект показал, что прошлые вымирания не могут предсказать будущие потери биоразнообразия

Ученые с помощью ИИ выяснили, что данные о прошлых массовых вымираниях нельзя использовать как надежный способ прогнозирования будущих потерь биоразнообразия.

Исследователи под руководством доктора Уильяма Фостера из Гамбургского университета, включая доктора Джеймса Уиттса из Бристольского университета, использовали окаменелости предыдущих массовых вымираний, чтобы проверить, могут ли модели на основе ИИ точно предсказать уязвимость видов к вымиранию.

Несмотря на ожидания, исследование показало, что на основе массовых вымираний нельзя создать прогностические модели для других кризисов биоразнообразия, так как не было выявлено общей причины. Это связано с тем, что морские сообщества постоянно эволюционируют, и ни одно массовое вымирание не затрагивает одну и ту же экосистему.

Соавтор доктор Уиттс пояснил: «В условиях растущего риска вымирания крайне важно понимать, можем ли мы делать прогнозы об уязвимости разных организмов».

Доктор Фостер добавил: «Масштабы текущих экологических изменений беспрецедентны в истории человечества, поэтому лучший источник данных о сравнимых изменениях лежит в глубоком прошлом, доступном через анализ летописи окаменелостей. Огромный объем информации делает оценку уязвимости видов сложной, но модели ИИ предлагают потенциальное решение для таких задач и могут использоваться для определения уязвимости к вымиранию».

Междисциплинарная команда специалистов по науке о данных и эволюционных биологов создала модель машинного обучения для изучения уязвимости морской жизни во время трех самых катастрофических массовых вымираний:

• Мел-палеогеновое (которое уничтожило динозавров 66 млн лет назад).
• Триасово-юрское (200 млн лет назад).
• Пермско-триасовое (252 млн лет назад).

Их выводы, опубликованные 15 марта в Royal Society Open Science, показывают, что, хотя им удалось выявить закономерности уязвимости во время этих событий, каждое из них имеет уникальную «сигнатуру» уязвимости, которую нельзя использовать для прогнозирования избирательности вымирания в других событиях — прошлых или будущих.

«Раньше мы думали, что массовые вымирания из разных периодов истории Земли, но вызванные схожими механизмами (например, масштабным вулканизмом), влияли на жизнь сходным образом. Наше исследование показывает, что каждое событие вымирания оставляет в летописи окаменелостей уникальный след», — отметил доктор Уиттс.

Несколько факторов способствуют этой непредсказуемости:

1. Морская жизнь постоянно эволюционировала сотни миллионов лет.
2. Морские экосистемы до каждого вымирания состояли из разных видов и были устроены принципиально иначе.
3. Механизмы влияния выбросов углерода в атмосферу на морские экосистемы также эволюционировали.
4. Существуют различия в видах, попадающих в летопись окаменелостей в разное время, особенно по сравнению с современными, что затрудняет сравнение.

Это означает, что крупномасштабные модели уязвимости, основанные на прошлых вымираниях, не помогут в сохранении современного биоразнообразия в условиях кризиса. Однако команда надеется разработать более сложные модели, изучающие отдельные группы животных или процессы коллапса экосистем.

«Эти новые результаты дают возможность подумать, как мы можем генерировать новые данные для создания прогностических моделей. Теперь у нас также есть методика для изучения уязвимости к вымиранию во время текущего кризиса биоразнообразия», — сказал доктор Уильям Фостер.