ИИ помогает учёным выявить главные загрязнители, угрожающие биоразнообразию озёр Великобритании

Новая технология на основе искусственного интеллекта, разработанная в Бирмингемском университете, позволила учёным определить наиболее вредные загрязнители в водах Великобритании, оказывающие наибольшее влияние на биоразнообразие. Исследование опубликовано в журнале Environmental DNA.

Технология позволила команде проанализировать пробы воды и биоплёнки из 52 пресноводных озёр по всей стране, эффективно обработав огромные массивы сложных данных для выявления ключевых связей между наличием загрязнителей и утратой биоразнообразия. Данные показали, что основными факторами, влияющими на биоразнообразие, являются инсектициды и фунгициды, а также 43 других физико-химических фактора, включая тяжёлые металлы и щёлочность.

Ведущий автор исследования доктор Ниам Иству́д пояснила: «До сих пор методы на основе ДНК использовались для оценки изменений в видах-индикаторах или группах видов (например, диатомовых водорослях), но, как правило, фокусировались на отдельных факторах окружающей среды, таких как температура или pH, упуская из виду сложное взаимодействие между биоразнообразием и изменениями среды. Такой узкий подход теперь недостаточен для решения сложностей мира, сталкивающегося с множественными стрессорами и быстро возникающими угрозами для воды и дикой природы».

Старший автор, профессор Луи́за Орси́ни, добавила: «Результаты нашего исследования подчеркнули серьёзное воздействие, которое инсектициды и фунгициды из сельскохозяйственных стоков оказывают на водные экосистемы. Очевидно, что эти химические вещества вредят гораздо большему числу видов, чем те, для которых они предназначены, что вызывает большую озабоченность».

Старший автор исследования доктор Цзяжуй Чжоу подчеркнул преобразующую силу искусственного интеллекта в решении экологических проблем: «Это исследование использует передовое статистическое обучение для интеграции сложных мультимодальных наборов данных, демонстрируя, как подходы на основе ИИ могут революционизировать науку об окружающей среде».

Соавтор исследования Э́ррон Уо́тсон отметил практические последствия работы: «Наше исследование выявило вредное воздействие химических веществ, запрещённых вскоре после нашего исследования, что подтверждает эффективность подхода для выявления опасных веществ. Этот подход также можно использовать для обнаружения химикатов, которые продолжают наносить вред биоразнообразию даже после прекращения их использования из-за их стойкости в окружающей среде».

Эта работа подчёркивает важность превентивных мер в регулировании химических веществ и демонстрирует долгосрочное воздействие вредных веществ на экосистемы. Выявляя и устраняя эти угрозы, данное исследование способствует разработке более сильных, основанных на данных стратегий для защиты биоразнообразия и окружающей среды.