Bei der Suche nach einer weiblichen Partnerin für eine vom Aussterben bedrohte männliche Pflanzenart, die schon vor den Dinosauriern existierte, kommt künstliche Intelligenz zum Einsatz.
Einer der ursprünglichen Stämme von Encephalartos woodii im Botanischen Garten Durban, Südafrika. Bildnachweis: Purves, M. via wikipedia.org, CC BY-SA 3.0
Im Rahmen eines von der Universität Southampton geleiteten Forschungsprojekts werden auf der Suche nach einem Weibchen Tausende Hektar Wald in Südafrika abgesucht, wo der einzige bekannte „Encephalartos woodii“ – oder E. woodii – gefunden wurde.
Und falls die Suche nicht erfolgreich ist, untersuchen die Forscher auch, ob sie das Geschlecht der Pflanze ändern können, um eine weibliche Version zu erzeugen.
Die einzige bekannte Art aus E. woodii wurde 1895 im Ngoye-Wald in Südafrika entdeckt. Einige Jahre später wurde sie zur sicheren Aufbewahrung an einen anderen Ort gebracht und einige Proben an botanische Gärten – darunter auch Kew in London – geschickt, wo sie noch heute vermehrt und angebaut wird.
Da jedoch nur ein einziges Männchen gefunden wurde, sind alle später vermehrten Exemplare männliche Klone, sodass sich die Pflanze nicht auf natürliche Weise vermehren kann. Der Ngoye-Wald wurde bisher nie vollständig erforscht, um festzustellen, ob ein Weibchen existieren könnte.
Jagen mit Drohnen
Dr. Laura Cinti, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Winchester School of Art der University of Southampton, leitet das erste Projekt, bei dem Drohnen und KI zur Suche nach einem weiblichen E. woodii eingesetzt werden. Sie sagte: „Soweit wir wissen, ist diese Pflanze in der freien Natur ausgestorben. Die Geschichte des E. woodii hat mich sehr inspiriert, sie spiegelt eine klassische Geschichte unerwiderter Liebe wider. Ich hoffe, dass es da draußen irgendwo ein weibliches Exemplar gibt, schließlich muss es das einmal gegeben haben. Es wäre großartig, diese Pflanze, die dem Aussterben so nahe ist, durch natürliche Fortpflanzung wieder zum Leben zu erwecken.“
Dr. Cinti arbeitet mit Dr. Howard Boland zusammen, einem kreativen Technologieexperten, der im Bereich KI arbeitet, und Dr. Debbie Jewitt, einer Naturschutzwissenschaftlerin und Drohnenpilotin mit Sitz in Südafrika.
Bei den ersten Drohnenflügen im Jahr 2022 wurden Zehntausende Bilder aufgenommen. Mithilfe eines Multispektralsensors konnten Merkmale erfasst werden, die über das hinausgehen, was aus großer Höhe mit bloßem Auge erkennbar ist – etwa um zu unterscheiden, ob Pflanzen leben oder tot sind, und um Arten zu identifizieren.
Da bisher jedoch kein E. woodii gefunden wurde, werden die Drohnenaufnahmen fortgesetzt – jetzt mit Hilfe künstlicher Intelligenz. Bisher wurden 195 Acres des Ngoye-Waldes untersucht – insgesamt sind es 10.000 Acres.
„Bei der KI verwenden wir einen Bilderkennungsalgorithmus, um Pflanzen anhand ihrer Form zu erkennen“, erklärte Dr. Cinti. „Wir haben Bilder von Pflanzen erstellt und sie in verschiedene ökologische Umgebungen gebracht, um das Modell zu trainieren, sie zu erkennen.“
Dr. Cinti arbeitet außerdem an einem neuen Partnerprojekt, in dem untersucht wird, ob es möglich ist, das Geschlecht von E. woodii durch chemische oder physiologische Manipulation zu ändern und aus diesem Material dann vegetative Pflanzen zu erzeugen.
Sie sagte: „Es gibt Berichte über Geschlechtsumwandlungen bei anderen Palmfarnarten aufgrund plötzlicher Umweltveränderungen wie etwa der Temperatur, daher sind wir zuversichtlich, dass wir auch bei E. woodii eine Geschlechtsumwandlung herbeiführen können.“
Die Geschichte des E. woodii
Encephalartos woodii ist eine Pflanzenart, die als Palmfarn bekannt ist. Palmfarne sind die ältesten noch existierenden Samenpflanzen. Sie sind über 300 Millionen Jahre alt und haben mehrere Massenaussterben und Umweltveränderungen überlebt.
Sie sind zweihäusig, das heißt, sie sind entweder männlich oder weiblich, und sie produzieren Zapfen, von denen aus Insekten Pollen zur Fortpflanzung transportieren.
Trotz ihrer Langlebigkeit sind sie heute die am stärksten gefährdeten Organismen auf unserem Planeten und der Encephalartos woodii ist der seltenste von allen.
Dr. Cinti sagte: „Palmfarne werden auf dem Schwarzmarkt für Hunderttausende Pfund verkauft und in botanischen Gärten werden sie wegen der Diebstahlgefahr in Käfigen gehalten.“
Weitere Informationen sind auf der Projektwebsite verfügbar.
Quelle: University of Southampton
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