ИИ раскрывает масштабы уязвимости взморника к потеплению и болезням

Комбинация экологических полевых методов и передового искусственного интеллекта позволила междисциплинарной исследовательской группе обнаружить болезнь истощения взморника (Zostera marina) почти на трех десятках участков вдоль 1700-мильного отрезка западного побережья США — от Сан-Диего до южной Аляски.

Ключевой вывод: Истощение морской травы, вызываемое организмом Labyrinthula zosterae и обнаруживаемое по поражениям на листьях (подтверждено молекулярной диагностикой), связано с аномально высокой температурой воды, особенно в начале лета, независимо от региона. Взморник — важный прибрежный вид морской травы для среды обитания рыб, биоразнообразия, защиты береговой линии и секвестрации углерода.

Исследовательская группа из Корнеллского университета под руководством Карлы Гомес и Дрю Харвелл сообщила о результатах 27 мая в журнале Limnology and Oceanography.

Методология: Ученые разработали систему искусственного интеллекта Eelgrass Lesion Image Segmentation Application (EeLISA). Она анализирует тысячи изображений листьев морской травы, отличая здоровую ткань от больной.

• Скорость: EeLISA работает в 5000 раз быстрее, чем эксперты-люди, с сопоставимой точностью.
• Обучение: Система использует метод активного обучения. Первоначальные результаты проверяются и корректируются человеком, что позволяет алгоритму быстро улучшаться с каждой итерацией, требуя меньше размеченных данных.
• Сеть наблюдений: Проект охватил 32 полевых участка вдоль тихоокеанского побережья, что позволило изучить болезнь в разных климатических условиях.

Результаты: Исследование с применением ИИ показало, что аномалии теплой воды — независимо от типичных температур для конкретного региона — являются ключевым фактором, способствующим болезни истощения взморника. Это указывает на необходимость изучения взаимосвязи между болезнью и изменением климата во всех условиях, а не только в теплых регионах.

Значение и перспективы:

• Взморник — важная морская среда обитания и критическое звено в цепи выживания рыб, таких как лосось и сельдь.
• Цель — масштабировать EeLISA для использования в глобальных проектах «гражданской науки», что позволит привлечь общественность к мониторингу здоровья морских экосистем.