AI幫世界上「最孤獨」植物找對象

#AI幫世界上最孤獨植物找對象#【AI幫世界上「最孤獨」植物找對象】澳州「對話」網站6月13日刊登題為《為世界上「最孤獨的」植物尋找女伴》的文章，作者是英國修咸頓大學研究員勞拉·欽蒂博士，內容編譯如下：

古生物學家李察·福爾泰在有關生命進化的書中寫道：「這無疑是世界上最孤獨的生物。」

他指的是產自南非的一種植物——伍德蘇鐵。伍德蘇鐵作為蘇鐵家族中的一員，有著粗壯的樹幹和大而堅硬的葉子，這些葉子形成了一個巨型的皇冠。這種適應性強的植物活得比恐龍長，而且挺過了多次大滅絕。它們曾經分佈廣泛，但如今是地球上最受威脅的物種之一。

目前已知的唯一野生伍德蘇鐵是植物學家約翰·梅德利·伍德於1895年發現的，當時他正在南非的恩戈耶森林中進行植物學考察。他試圖在附近尋找更多的這種植物，但沒有找到。在接下來的幾十年里，植物學家切下它的莖和枝條，移植到花園中進行培育。

面臨滅絕威脅

由於擔心最後的莖會被破壞，林業部於1916年將其從野外移走，在南非普利托里亞的一個圍場內將之保護起來，使野外的伍德蘇鐵滅絕。從那以後，這種植物開始在全世界繁殖。然而，伍德蘇鐵面臨生存危機。所有的伍德蘇鐵都是從恩戈耶森林中的那株無性繁殖而來。它們都是雄株，沒有雌株，自然繁殖是不可能的。伍德蘇鐵的生長過程既關乎生存，也關乎孤獨。

我的團隊的研究靈感來自於這種孤獨植物的困境，以及野外可能仍然存在雌株的伍德蘇鐵。我們的研究包括利用遙感技術和人工智能(AI)來協助我們在恩戈耶森林尋找伍德蘇鐵的雌株。

蘇鐵是現存最古老的植物之一，由於它們的進化史可以追溯到大約3億年前的石炭紀，因此通常被稱為「活化石」。在中生代(2.5億至6600萬年前)，也叫蘇鐵時代，這種植物隨處可見，它們在這個時代溫暖濕潤的氣候環境中茁壯成長。

儘管蘇鐵很像蕨類植物和棕櫚樹，但與它們沒有關係。蘇鐵是裸子植物，這個群體中包括針葉樹和銀杏。與開花的植物不同，蘇鐵利用毬果進行繁殖。在成熟並生出壯觀的毬果前，無法分辨雄株和雌株。

雌株蘇鐵的毬果一般大而圓，雄株的毬果則更長更細。雄株毬果產生花粉，由昆蟲帶給雌株的毬果。這種古老的繁殖方法在數百萬年里基本沒有改變。

提高搜索能力

儘管長壽，但如今蘇鐵被列為地球上最瀕危的生物之一，其中大多數物種被認為面臨滅絕威脅。這是因為它們的生長和繁殖週期緩慢，一般需要10到20年才能成熟，然而森林砍伐、放牧和過度採集導致蘇鐵的棲息地流失。蘇鐵已經成為植物稀有的標誌。

驚人的外觀和古老的世系使蘇鐵在異國風情的觀賞園藝中大受歡迎，並催生了非法貿易。罕見的蘇鐵可以賣出每釐米620美元(約合495英鎊)的價格，而有些樣本單價能賣到數百萬英鎊。盜採蘇鐵對它們的生存構成了威脅。

伍德蘇鐵是最貴重的物種之一。它在植物園中得到了保護，並有一些安全措施防止它被盜採。

為了尋找雌株伍德蘇鐵，我們利用創新技術從垂直角度對森林中的區域進行搜索。2022年和2024年，我們的無人機搜索覆蓋了195英畝(約合80公頃)或148個足球場大小的區域，利用無人機拍攝的數千張照片繪製出詳細地圖。但這個區域對於佔地1萬英畝的恩戈耶森林來說仍只是一小塊。

我們的人工智能系統增強了這種搜索的效率和準確性。由於伍德蘇鐵被認為在野外絕跡，我們在人工智能模型的訓練中使用合成圖像來提高它的搜索能力，通過一種圖像識別算法，在不同的生態環境中通過外形來識別蘇鐵。

迅速採取行動

全球很多植物物種正在以驚人的速度消失。由於現有的所有伍德蘇鐵都經由無性繁殖而來，面對環境變化和疾病，它們的遺傳多樣性潛力有限。

著名的例子包括19世紀40年代的愛爾蘭大饑荒，當時都是一個品種的無性繁殖馬鈴薯加劇了這場危機。此外還有易受巴拿馬病影響的香芽蕉(又稱華蕉)，這種病會威脅香蕉的產量，就像20世紀50年代產量受到病菌威脅的大馬克香蕉一樣。

找到雌株意味著伍德蘇鐵將不再處於滅絕的邊緣，可能會使這一物種複活。有了雌株就可以進行有性繁殖，帶來遺傳多樣性，這將標誌著保護工作取得突破。

伍德蘇鐵的困境令人警醒，提醒我們地球上生物的脆弱性。但我們對伍德蘇鐵的搜索表明，如果我們迅速採取行動，即使對最瀕危的物種來說也還有希望。（編譯/劉曉燕）