Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Машинное обучение предсказало ареал редкого растения российской степи
Брандушка разноцветная — это цветущее ранней весной растение, обитающее в степях и занесенное в Красную книгу. Новое исследование оценило возможную область распространения брандушки и ее экологическую нишу, а заодно подсказало, как улучшить сеть особо охраняемых природных территорий Воронежской области и эффективнее защитить этот вид.
Потеря биоразнообразия остается одной из самых острых экологических проблем. Прямое уничтожение, разрушение экосистем и загрязнение среды уже привели к исчезновению множества видов растений и животных, и эта тенденция только усугубляется.
Для того, чтобы сберечь малочисленные виды, необходимы знания об их экологии и о том, как на них сказываются изменения окружающей среды, в том числе климата. Передовым инструментом таких исследований стало экологическое моделирование ареалов — species distribution modelling (SDM). Оно позволяет связать места фактического наблюдения живых существ с теми условиями среды, которые определяют их географическое распространение.
Теоретической основой SDM стала концепция экологической ниши Хатчинсона, а для ее вычислительной реализации используют машинное обучение (ML). В результате ученые получают оценку возможного ареала, а также представление об экологической нише вида и тех факторах среды, которые имеют для него жизненно важное значение.
Авторы новой статьи задались целью рассмотреть сеть особо охраняемых природных территорий (ООПТ) Воронежской области с точки зрения сохранения степных экосистем региона. Они создали базу, описывающую распространение 237 видов растений, в том числе 130 — растущих в степи и занесенных в Красную книгу. А для одного из них — брандушки разноцветной (Bulbocodium versicolor) — в качестве примера построили модели SDM.
Растение приходится близким родственником безвременнику и относится к эфемероидам — то есть расцветает рано по весне, вскоре после чего листья брандушки отмирают и появляются вновь только по прошествии зимы. Этот редкий вид занесен в Красные книги целого ряда российских регионов и других стран. Под Воронежем проходит северная граница ареала брандушки.
Выбор в пользу брандушки как индикатора редких степных экосистем связан со сравнительно большим числом наблюдений — всего 163 находки с 1769 по 2021 год. Эти данные получены из гербарных хранилищ, собраны или подтверждены непосредственно «в полях» авторами и взяты из международной базы данных биологического разнообразия GBIF. Любопытно, что способствовать развитию GBIF может всякий желающий — публикуя фотографии растений и животных через бесплатное приложение iNaturalist.
Для построения моделей авторы использовали данные о климате и рельефе Воронежской области с высоким разрешением. Из них были отобраны 11 наиболее значимых показателей, которые помогли алгоритмам машинного обучения построить SDM и предсказать область распространения редкого вида. Результаты моделирования авторы привели в виде карты, которая показывает вероятность нахождения B. versicolor в каждой точке.
Оказалось, что брандушка приурочена главным образом к системе балок и оврагов на юге региона. Это согласуется с тем, что на Воронежскую область приходится самая северная часть ареала растения. А овраги и склоны брандушка предпочитает по необходимости — ведь большая часть плодородных черноземов на плоских участках рельефа здесь давно распахана и занята полями.
Ученые надеются, что их результат не только дополнил наши знания о редком растении, но также поможет оптимизировать местную сеть степных ООПТ.
«<…> В своей статьей мы прямо указываем на необходимость развития региональной сети степных ООПТ, которая до сих пор создавалась с игнорированием ландшафтного подхода, а также предлагаем новые перспективные степные ООПТ, которые были выделены на основе анализа визуализированной на картографической основе базе данных» — пояснил по просьбе Naked Science первый автор статьи Дмитрий Владимиров, кандидат географических науки и доцент факультета географии, геоэкологии и туризма Воронежского государственного университета.
Telegram 
Дзен 
VK В разрыве протопланетного диска звезды WISPIT 2 ученые разглядели зарождающуюся планету. Это уже второй гигант в этом формирующемся «семействе», что делает его крайне похожим на молодую Солнечную систему.
Десятки странных архитектурных структур, обнаруженных в тропических лесах Юкатана, когда-то были не ритуальными сооружениями майя, а рынками с рядами прилавков, пришли к выводу археологи.
Жизнь в суровых условиях вечной мерзлоты — вызов даже для бактерий. Для нее требуются уникальные адаптации к холоду и другим стрессовым факторам. В новом исследовании ученые МФТИ с коллегами описали белки Exiguobacterium sibiricum — бактерии, найденной в многолетнемерзлых породах на северо-востоке Сибири. Исследователи выяснили, как набор белков в мембране микроба зависит от температуры, при которой его культивируют.
В разрыве протопланетного диска звезды WISPIT 2 ученые разглядели зарождающуюся планету. Это уже второй гигант в этом формирующемся «семействе», что делает его крайне похожим на молодую Солнечную систему.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии