Royal Botanic Gardens, Kew tarafından yayımlanan dünyanın bitki ve mantarlarının durumuna ilişkin son rapor, botanik araştırmalarında dijitalleşme ve yapay zekânın giderek artan rolünü ortaya koyuyor.

Rapora 40 ülkeden 400 araştırmacı katkıda bulundu. Çalışmaya Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (NTNU) bilim insanları da dahil oldu. NTNU Üniversitesi Müzesi'nde bitki ekolojisi profesörü olan James Speed, rapora katkı sağlayan araştırmacılar arasında yer aldı.

Doğa bilimciler yüzyıllar boyunca bitki ve mantarları toplayıp presleyerek kuruttu ve gelecekte kullanılmak üzere dünya genelindeki herbaryumlarda sakladı. Son yıllarda bu örneklerin giderek daha büyük bir bölümü fotoğraflanarak internet ortamına aktarılıyor. Dünya genelinde 40 ülkede 170'ten fazla kurumun koleksiyonlarından 145 milyondan fazla bitki ve mantar örneği dijitalleştirildi. Bu gelişme, araştırmacılara daha önce mümkün olmayan ölçekte veri inceleme fırsatı sunuyor.

20 Yıllık İş Bir Haftada Tamamlandı

NTNU Üniversitesi Müzesi'nde doğal tarih alanında makine öğrenmesi üzerine çalışan doktora sonrası araştırmacı David Williamson, Speed ve Trondheim herbaryumundaki botanikçilerle birlikte bir makine öğrenmesi modeli geliştirdi. Model, dijitalleştirilmiş herbaryum örneklerindeki bitkilerin çiçek açıp açmadığını belirlemek üzere eğitildi. Daha sonra dünyanın farklı bölgelerinden toplanmış 200 bin türü temsil eden 8 milyon korunmuş örnek üzerinde kullanıldı.

Yapay zekânın hız avantajı araştırmacıları özellikle şaşırttı.

Williamson'a göre yüzyıllardır varlığını sürdüren koleksiyonların, henüz yaklaşık beş yıllık geçmişe sahip makine öğrenmesi ve yapay zekâ teknolojileriyle bir araya getirilmesi, doğa hakkında çok daha büyük soruların incelenmesini mümkün kılıyor. Makinelerin biyologların yerini alamayacağını belirten Williamson, ancak uzmanların daha önce bir insan ömrünü alabilecek veri analizlerini çok daha kısa sürede gerçekleştirmesine yardımcı olabileceklerini söylüyor. Araştırmada kullanılan sistem, bir insanın yaklaşık 40 bin saatte tamamlayabileceği bir çalışmayı yalnızca bir haftada gerçekleştirdi. 40 bin saat ise yaklaşık 20 yıllık çalışma süresine denk geliyor.

Tropik Bölgelerdeki Değişim Şaşırttı

Dijital herbaryum örneklerinin incelenmesi, küresel ölçekte çiçeklenme zamanlarının son yüzyılda her on yılda ortalama 2,5 gün değiştiğini gösterdi. Çiçeklenme bazı bölgelerde daha erken, bazı bölgelerde ise daha geç gerçekleşmeye başladı. En büyük değişikliklerin tropikal bölgelerde görülmesi araştırmacılar için beklenmedik bir sonuç oldu. İklim değişikliğine bağlı sıcaklık artışlarının en belirgin olduğu bölgeler genellikle dünyanın kuzey kesimleri. Buna rağmen çiçeklenme zamanındaki en çarpıcı değişimlerin tropiklerde ortaya çıkması dikkat çekti.

Tropik bölgelerde çiçeklenme, yağış düzenleriyle daha yakından bağlantılı.

İklim değiştikçe yağmur mevsimi daha erken veya daha geç başlayabiliyor ya da bazı dönemlerde hiç gerçekleşmeyebiliyor. Bu durum bitkilerin çiçeklenme takvimini değiştirebiliyor. Çiçeklenme dönemindeki değişiklikler, bitkiler ile onları tozlaştıran böcekler arasında zamanlama uyuşmazlığına yol açabiliyor. Bunun sonucunda böceklerle beslenen kuşlar ve tarımsal üretim gibi daha geniş ekosistem süreçleri de etkilenebiliyor.

Yapay Zekâ Yok Olma Riskini de Haritalıyor

Dijital herbaryumların sağlayabileceği bilgiler yalnızca iklim değişikliğinin çiçeklenme üzerindeki etkileriyle sınırlı değil. Aynı yöntemler, türlerin yok olma riskinin araştırılmasına da yardımcı olabilir. Bilim dünyası hâlâ milyonlarca bitki ve mantar türünü tanımıyor. Mantarlar, Dünya'daki yaşamın neredeyse tamamı için temel bir role sahip olmasına rağmen türlerin yüzde 90'ından fazlasının henüz haritalanmadığı belirtiliyor. Öte yandan türlerin yok olması ve iklim değişikliği hız kazanıyor. Bu nedenle bazı türler, bilim insanlarının onları tanımlayıp haritalandırmasından daha hızlı şekilde ortadan kaybolabiliyor. Resmî olarak nesli tükendiği ilan edilen bitki türlerinin sayısı yalnızca yaklaşık 1.000 olsa da gerçek sayının çok daha yüksek olması muhtemel.

Yapay zekâ sorunu tek başına çözemiyor ancak araştırmacılara güçlü haritalama araçları sağlıyor.

Milyonlarca eski herbaryum örneğinin aranabilir ve makineler tarafından okunabilir hale gelmesi, bilim insanlarının hem belirli tür gruplarını hem de daha az araştırılmış bölgeleri haritalandırmasına olanak tanıyor. Böylece saha çalışmaları, en fazla ihtiyaç duyulan bölgelere yönlendirilebiliyor. İstatistiksel modeller, bir türün gerçekten yok olmuş olma ihtimaliyle henüz keşfedilmemiş olma ihtimalini de hesaplayabiliyor. Yapay zekâ ayrıca dijital koleksiyonlarda bilinmeyen türleri tespit ederek uzmanların dikkatine sunabiliyor ve türlerin tanımlanması sürecini hızlandırabiliyor.

İnsan Uzmanlara Hâlâ İhtiyaç Var

Royal Botanic Gardens, Kew araştırmacısı ve taksonomist Martin Cheek'e göre yapay zekânın potansiyeli çok büyük olsa da bu potansiyelin henüz tam anlamıyla gerçeğe dönüşmediğini unutmamak gerekiyor. Türlerin daha hızlı ve güvenilir şekilde isimlendirilmesi büyük bir avantaj sağlayabilir. Ancak sonuçların doğruluğunu kontrol etmek ve hataları tespit etmek için taksonomistlere hâlâ ihtiyaç var.

Yaygın türlerin büyük bölümünün tanımlanmasına daha az zaman harcanması, uzmanların bilinmeyen türleri tanımlamak ve tehdit altındaki türleri korumak için daha fazla vakit ayırmasını sağlayabilir.

Veri Eksikliği En Büyük Sorun

Teknolojik gelişmelere fazla kapılmadan önce dijital koleksiyonların hâlâ sınırlı olduğu da göz önünde bulundurulmalı. Dünya genelindeki herbaryum örneklerinin yüzde 16'sından daha azı dijital olarak erişilebilir durumdadır. Üstelik en büyük boşluklar, biyolojik çeşitliliğin zengin olduğu ülkelerde bulunuyor. Bu bölgelerdeki koleksiyonlar çoğu zaman yeterli personelden yoksun, eksik belgelenmiş ve küresel veri tabanlarına bağlı değil.

Williamson da yapay zekânın araştırmacılar için önemli bir araç olduğunu ancak onların yerine düşünmediğini vurguluyor. Modellerin başarısı, eğitildikleri verilerin kalitesine bağlı.

Yapay zekânın her aşamasında uzman denetimi gerekiyor.

Doğru araştırma sorularının belirlenmesinden model tasarımının doğrulanmasına ve sonuçların yorumlanmasına kadar uzmanların sürece dahil olması gerekiyor. Yeni teknolojiler bu nedenle müzelerde koleksiyonları yıllardır koruyan, belgeleyen ve araştıran insanların çalışmalarının önemini azaltmıyor. Aksine, dijital çağda bu insan emeğinin ne kadar kritik olduğunu daha da görünür hale getiriyor.