KI schliesst die Lücken im Fossilienarchiv
Eine Studie der Universität Freiburg zeigt, wie künstliche Intelligenz (KI) Paläontologen helfen kann, das Fossilarchiv zu komplettieren.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schätzen, dass es derzeit mehr als acht Millionen Tier- und Pflanzenarten gibt. Um diese Vielfalt zu verstehen, ist es unerlässlich, die Prozesse zu verstehen, welche die globale Biodiversität im Laufe der Zeit beeinflusst haben. Zu diesen Prozessen gehören auch Massenaussterben. Um diese zu erforschen, bedienen sich Paläontologinnen und Paläontologen des Fossilienbeleges, der leider nur einen kleinen, oft lückenhaften Ausschnitt der Arten darstellen, die jemals auf unserem Planeten gelebt haben.
KI als Retterin in der Not
Die Doktorandin Rebecca Cooper, Mitglied des Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) und Hauptautorin der Studie, sowie Assistenz-Professor Daniele Silvestro, Leiter der Gruppe für Computational Evolutionary Palaeobiology am SIB, haben in Zusammenarbeit mit der Universität Birmingham gezeigt, dass es trotz verstreuter Fossildaten möglich ist, diese Vielfalt im Laufe der Zeit zu bewerten - dank der Leistungsfähigkeit der künstlichen Intelligenz. Die Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, stellt eine neue Software namens DeepDive vor, die in der Lage ist, die Entwicklung des Artenreichtums im Laufe der Zeit zu rekonstruieren. Das teilt die Universität Freiburg in einer Mitteilung mit.
"Vor mehr als 251 Millionen Jahren, führte eine massive vulkanische Aktivität zum schlimmsten bekannten Massenaussterben", erklärt Rebecca Cooper. "Mithilfe von DeepDive konnten wir schwere Verluste an Vielfalt bei Meerestieren feststellen und entdeckten, dass es Millionen von Jahren dauerte, bis sich die Vielfalt wieder erholte."
Revolution bei den Paläontologinnen
Das neue Programm erzeugt hunderttausende synthetische Datensätze, die das Fossilarchiv nachbilden. Aus diesen lernt ein KI-Modell, wie die Anzahl und der Ort der Fossilien uns über das tatsächliche Ausmass der verborgenen Biodiversität informieren können. «Seit über 50 Jahren kämpfen Paläontologen mit herkömmlichen statistischen Techniken, um die Unsicherheiten und Beschränkungen des Fossilarchivs zu überwinden», stellt Joseph Flannery-Sutherland von der Universität Birmingham fest. «Jetzt bietet die künstliche Intelligenz ein mächtiges Mittel zur Lösung vieler dieser Probleme und ermöglicht es uns, zu verstehen, wie sich die Biodiversität im Laufe der geologischen Zeit verändert hat. DeepDive eröffnet wirklich aufregende Möglichkeiten!»
