Новое исследование с использованием компьютерного зрения для анализа десятков тысяч экземпляров бабочек из коллекции Музея естественной истории показало, что некоторые британские бабочки становятся больше в ответ на изменение климата.
Международная команда из лондонского Музея естественной истории, Университета Саутгемптона и Института науки о данных Беркли при Калифорнийском университете использовала оцифрованные коллекции бабочек Музея естественной истории для оценки влияния изменения климата на размер британских видов бабочек. Наиболее распространенные данные свидетельствуют о том, что размер тела взрослой бабочки увеличивается с температурой на поздних личиночных стадиях развития.
Исследование, опубликованное в журнале Methods in Ecology and Evolution , было проведено на одной из крупнейших коллекций бабочек в мире в Музее естественной истории, которая насчитывает около 125 000 экземпляров.
Оцифровка этих видов помогла научным исследованиям воздействия изменения климата на дикие виды.
Доктор Филип Фенбург, преподаватель морской биологии в Университете Саутгемптона, соавтор исследования, сказал: «Музеи по всему миру быстро оцифровывают свои коллекции и делают их бесплатными для исследователей и общественности. были достигнуты большие успехи в технологии компьютерного зрения, которая позволяет автоматически распознавать, обнаруживать и измерять особенности цифровых изображений».
«Наша статья является одной из первых, в которой показано, что компьютерное зрение может быть применено к этим цифровым изображениям для проверки теорий о том, как животные могут реагировать на изменение климата. В нашем случае мы проверяем, как размеры тела британских бабочек меняются с повышением температуры». зрение может быстро повысить исследовательскую полезность цифровых коллекций естествознания и ускорить их использование для понимания того, как биосфера будет реагировать на изменение климата».
Исследователи из Института науки о данных в Беркли разработали конвейер компьютерного зрения под названием «Mothra», и с его помощью они смогли анализировать образцы из проекта iCollections Музея естественной истории. Самый старый образец, использованный в этом проекте, датируется началом 1900-х годов. Mothra автоматически обнаруживает образец и измеряет характеристики, включая особенности крыльев, ориентацию (как образец прикреплен) и идентифицирует пол. Этот процесс существенно сокращает время, необходимое для анализа отдельных образцов, что в противном случае потребовало бы от исследователей физического измерения и записи вручную. Результаты этого исследования показали, что существует почти идеальная связь между Mothra и ручными измерениями.
«Коллекция британских и ирландских бабочек и мотыльков в Музее естественной истории — самая старая, самая большая и самая разнообразная в своем роде в мире». Говорит Джефф Мартин, старший ответственный куратор (чешуекрылые) Лондонского музея естественной истории. На сегодняшний день Музей естественной истории оцифровал более пяти миллионов экземпляров и опубликовал их открыто, в том числе более 776 000 бабочек и мотыльков.
Ученые сопоставили измерения с ежемесячными записями температуры на неполовозрелых стадиях 24 различных видов британских бабочек и искали закономерности в отношениях между размером и температурой. Как коллекции Музея естественной истории, так и температурные записи охватывают многие десятилетия и предоставляют большой объем данных, что делает их идеальными источниками для изучения отклика температуры на размер.
Они обнаружили, что у 17 из этих 24 видов размер взрослой бабочки увеличивался по мере повышения температуры на поздней личиночной стадии.
Стивен Дж. Брукс, исследователь энтомологии Лондонского музея естественной истории и соавтор статьи, сказал: «Коллекции естественной истории содержат информацию о том, как мир природы реагирует на изменения во времени. Но сам размер этих коллекций часто затрудняет их анализ. извлеките эту информацию. Наше исследование показало ценность и возможности оцифровки и машинного обучения для быстрого раскрытия этого богатства доказательств, которые можно использовать для сохранения видов в меняющемся мире».
