النبات وتغير المناخ.. علاقة مرتبكة يفك شفرتها الذكاء الاصطناعي

يزيد تغير المناخ من أهمية معرفة كيف يمكن للنباتات البقاء والازدهار في بيئة متغيرة.

وأظهرت التجارب التقليدية في المختبر أن النباتات تراكم الأصباغ استجابة للعوامل البيئية، وحتى الآن، تم إجراء هذه القياسات عن طريق أخذ عينات، مما تطلب إزالة جزء من النبات، وبالتالي إتلافه.

• كيف يؤثر التغير المناخي على جودة مياه الأنهار؟

وهذه الطريقة كثيفة العمالة غير قابلة للتطبيق عندما تكون هناك حاجة إلى آلاف أو ملايين العينات، علاوة على ذلك، فإن أخذ عينات متكررة يضر بالنباتات، مما يؤثر بدوره على ملاحظات كيفية استجابة النباتات للعوامل البيئية.

ولحل هذه المشكلة، وبالتالي فك شفرة علاقة النبات بتغير المناخ، طور باحثون من جامعة زيوريخ السويسرية، طريقة للمراقبة طويلة المدى للنباتات داخل النظام البيئي باستخدام الذكاء الاصطناعي، حيث يمكن بواسطته مساعدة علماء النبات على جمع وتحليل كميات غير مسبوقة من البيانات، لإظهار كيفية استجابة النباتات للتغيرات في البيئة.

وبدعم من برنامج أولويات الأبحاث بجامعة زيورخ، قام فريق من الباحثين الآن بتطوير طريقة "بلانت سيرفيشن"، القائمة على الذكاء الاصطناعي، والتي تمكن العلماء من مراقبة النباتات في الطبيعة بدقة كبيرة ، وهي تتضمن أجهزة قوية للحصول على الصور وبرامج قائمة على التعلم العميق لتحليل الصور الميدانية، وهي تعمل في أي نوع من أنواع الطقس، وقد تم نشر البحث في مجلة "نيتشر كومينيكيشن".

وباستخدام "بلانت سيرفيشن"، قام الباحثون بجمع صور (عرض علوي) لنباتات "الأرابيدوبسيس"من داخل الأراضي التجريبية في حرم الجامعة عبر ثلاثة مواسم ميدانية (تستمر لمدة خمسة أشهر من الخريف إلى الربيع)، ثم قاموا بتحليل أكثر من أربعة ملايين صورة باستخدام التعلم الآلي.

وسجلت البيانات تراكم صبغة نباتية تسمى "الأنثوسيانين" كاستجابة للتقلبات الموسمية والسنوية في درجات الحرارة وشدة الضوء وهطول الأمطار، وهو مؤشر على إمكانية توظيف "بلانت سيرفيشن" لدراسة العديد من النباتات البرية والمزروعة مثل القمح والقهوة.

ويقول كينتارو شيميزو، الباحث الرئيسي بالدراسة، إنه يمكن عند دمج أجهزة وبرامج "بلانت سيرفيشن"، مع الطاقة الشمسية، أن يتم استخدامها حتى في المواقع النائية، وهو ما يمهد الطريق للعديد من دراسات التنوع البيولوجي المستقبلية التي تستخدم الذكاء الاصطناعي لدراسة نباتات أخرى غير نبات "الأرابيدوبسيس"، من المحاصيل مثل القمح إلى النباتات البرية التي تلعب دورا رئيسيا في البيئة.

aXA6IDE4LjExOC4yMjYuMTY3IA==

جزيرة ام اند امز