Usando Aprendizado Profundo pra Prever Riscos de Extinção de Plantas
Cientistas usam aprendizado profundo pra avaliar espécies de plantas em risco por causa das mudanças climáticas.
― 5 min ler
Índice
Nos últimos tempos, a perda de espécies de plantas virou uma preocupação séria por causa da mudança climática e da atividade humana. Pra lidar com isso, os cientistas tão usando deep learning pra ajudar a prever quais espécies de plantas tão em risco de Extinção. O objetivo é criar uma forma mais precisa de avaliar como a mudança climática tá impactando a Biodiversidade.
Importância da Biodiversidade
Biodiversidade se refere à variedade de vida na Terra, que inclui plantas, animais, fungos e microrganismos. É essencial pra manter ecossistemas saudáveis, que nos fornecem comida, água limpa e ar. Com a mudança climática levando a mudanças nos ambientes, muitas espécies tão tendo dificuldade pra se adaptar, então é crucial entender quais plantas podem desaparecer no futuro.
O Papel da IUCN
A União Internacional para Conservação da Natureza (IUCN) desempenha um papel importante em avaliar o risco de extinção das espécies de plantas. Eles têm um sistema de classificação que vai de "Pouca Preocupação" a "Criticamente Em Perigo" e "Extinta". Mas muitas espécies de plantas ainda não foram avaliadas, deixando lacunas no nosso conhecimento.
Desafios dos Métodos Atuais
Atualmente, muitas avaliações focam nas características existentes das espécies, como a faixa geográfica delas. Isso dificulta prever riscos futuros, já que essas características podem não refletir como as espécies vão reagir à mudança climática. Por isso, há uma necessidade de novos métodos que possam antecipar melhor as tendências futuras.
Nova Abordagem de Deep Learning
Os pesquisadores tão desenvolvendo um novo método que usa deep learning pra avaliar espécies de plantas com base nas preferências ambientais delas. Essa abordagem usa Modelos de Distribuição de Espécies (SDMs) que aprendem com dados existentes pra fazer previsões sobre riscos futuros. Os pesquisadores pretendem classificar as espécies de acordo com o status da IUCN usando técnicas de deep learning, que conseguem capturar relações complexas nos dados.
Validação do Método
Os pesquisadores testaram o modelo usando um grande conjunto de dados de ocorrências de orquídeas obtidas de várias fontes. Eles avaliaram o desempenho do modelo através de validação cruzada, o que resultou em precisões médias que sugerem que ele é eficaz em classificar os riscos de extinção das espécies. Isso significa que o modelo pode identificar quais espécies podem se tornar ameaçadas ou extintas devido aos impactos da mudança climática.
Projeções Futuras
O estudo considera diferentes cenários sobre como as espécies poderiam se dispersar em resposta a climas em mudança. Em alguns casos, assume-se que as espécies têm capacidade ilimitada de se mover pra novas áreas, enquanto em outros, o movimento delas é restrito. Os pesquisadores projetaram a distribuição futura das espécies sob várias condições e identificaram regiões onde o risco de extinção seria especialmente alto.
Tendências em Espécies Ameaçadas
A análise dos resultados mostra que a proporção de espécies ameaçadas tá subindo no mundo todo, com taxas particularmente altas na África, Ásia e América do Sul. Os pesquisadores notaram que a maioria das espécies ameaçadas deve estar perto do equador e em altitudes baixas, o que destaca áreas de preocupação pros esforços de conservação.
Necessidade de Ação
Os achados ressaltam a urgente necessidade de ação pra lidar com a perda de biodiversidade. Muitas metas estabelecidas por acordos internacionais pra proteger a biodiversidade já foram perdidas. Pra garantir a sobrevivência das espécies de plantas, é preciso estabelecer metas ambiciosas e mensuráveis, guiadas por descobertas de pesquisas como as desse estudo.
Importância de Previsões Precisas
Previsões precisas sobre os riscos de extinção das espécies de plantas podem ajudar a informar estratégias de conservação. Ao identificar quais espécies estão mais em risco, os conservacionistas podem focar seus esforços onde mais são necessários e trabalhar pra proteger essas espécies por meio de várias estratégias, como preservação e restauração de habitats.
Conexão com a Mudança Climática
À medida que a mudança climática continua a remodelar o planeta, as espécies de plantas vão enfrentar desafios sem precedentes. O uso de deep learning pra entender essas mudanças vai se tornar cada vez mais vital. Esse novo modelo pode ser uma ferramenta pros cientistas, formuladores de políticas e conservacionistas lidarem efetivamente com a ameaça de extinção.
Conclusão
A integração de deep learning na modelagem de distribuição de espécies representa um avanço promissor na nossa abordagem pra entender a perda de biodiversidade. Ao fornecer previsões precisas do risco de extinção das plantas, esse trabalho pode melhorar significativamente os esforços de conservação diante da mudança climática. A urgência pela ação tá mais clara do que nunca, pois precisamos lutar pra proteger a rica diversidade de vida no nosso planeta pras futuras gerações.
Título: Modelling Species Distributions with Deep Learning to Predict Plant Extinction Risk and Assess Climate Change Impacts
Resumo: The post-2020 global biodiversity framework needs ambitious, research-based targets. Estimating the accelerated extinction risk due to climate change is critical. The International Union for Conservation of Nature (IUCN) measures the extinction risk of species. Automatic methods have been developed to provide information on the IUCN status of under-assessed taxa. However, these compensatory methods are based on current species characteristics, mainly geographical, which precludes their use in future projections. Here, we evaluate a novel method for classifying the IUCN status of species benefiting from the generalisation power of species distribution models based on deep learning. Our method matches state-of-the-art classification performance while relying on flexible SDM-based features that capture species' environmental preferences. Cross-validation yields average accuracies of 0.61 for status classification and 0.78 for binary classification. Climate change will reshape future species distributions. Under the species-environment equilibrium hypothesis, SDM projections approximate plausible future outcomes. Two extremes of species dispersal capacity are considered: unlimited or null. The projected species distributions are translated into features feeding our IUCN classification method. Finally, trends in threatened species are analysed over time and i) by continent and as a function of average ii) latitude or iii) altitude. The proportion of threatened species is increasing globally, with critical rates in Africa, Asia and South America. Furthermore, the proportion of threatened species is predicted to peak around the two Tropics, at the Equator, in the lowlands and at altitudes of 800-1,500 m.
Autores: Joaquim Estopinan, Pierre Bonnet, Maximilien Servajean, François Munoz, Alexis Joly
Última atualização: 2024-01-10 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2401.05470
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.05470
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao arxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.
Ligações de referência
- https://www.iucnredlist.org/about/barometer-of-life
- https://www.worldclim.org/data/cmip6/cmip6_clim30s.html
- https://www.worldclim.org/
- https://www.viewfinderpanoramas.org/dem3.html
- https://www.viewfinderpanoramas.org/
- https://github.com/estopinj/IUCN_classification
- https://www.worldclim.org/data/bioclim.html
- https://www.isric.org/explore/soilgrids/faq-soilgrids
- https://datadryad.org/stash/dataset/doi:10.5061/dryad.052q5
- https://www.worldwildlife.org/publications/terrestrial-ecoregions-of-the-world
- https://www.gbif.org/species/5315531