AI, bitkilerin kuraklığı ve ısıyı nasıl tolere ettiğini araştırıyor

AI, bitkilerin kuraklığı ve ısıyı nasıl tolere ettiğini araştırıyor

Yapay zeka, bitki yetiştirmeye rehberlik ediyor ve bilim adamlarının yıkıcı kuraklık ve sıcaklıkla daha iyi başa çıkabileceğini umduğu mahsullerin gelişimini hızlandırmaya yardımcı oluyor.

Neden önemli: Çin, Avrupa, Doğu Afrika ve Kuzey Amerika’daki kuraklıklar mahsullere zarar veriyor ve dünya çapında gıda güvensizliği ve açlık krizlerine katkıda bulunuyor.

  • Amerikan mısır kuşağının bazı kısımları aşırı veya olağanüstü kuraklık yaşıyor. Nebraska’da mısır mahsulünün %35’inin kötü veya çok kötü durumda olduğu kabul ediliyor.
  • Bu uzun süreli kurak dönemlerin bazıları insan kaynaklı iklim değişikliğinden kaynaklanıyor, diğerleri ise daha da kötüleşiyor – ancak hepsi birlikte, bazı bölgelerde tahmin edilen daha kuru ve daha sıcak geleceğe açılan bir pencere.
  • İklimdeki bu değişiklikler ve artan küresel gıda güvensizliği, yetiştiricilere daha dayanıklı bitkileri daha hızlı geliştirmeleri için baskı yapıyor.

Ne oluyor: Makine öğrenimi algoritmaları ve diğer AI araçları, bazı şirketler tarafından yaklaşık on yıldır kullanılmaktadır, ancak bunlar, yetiştiriciler için daha yaygın bir şekilde kullanılabilir hale gelmektedir.

  • Yetiştiriciler bunları, bitki biyolojisi hakkında bilinenleri yansıtan verileri analiz etmek için kullanırlar; örneğin, bir bitkinin ne kadar yüksek veya hızlı büyüdüğü ve bir bölgedeki sıcak veya kuru koşullara dayanıp dayanamayacağı gibi.
  • Bu veriler, AI’nın bir bitkinin verimini düşürmeden toleransını artırabilen genlerin – ve onları düzenleyen genlerin – kombinasyonunu tahmin etmesine yardımcı olabilir.
  • Yetiştiriciler, en uygun olanları bulmak için nesiller boyu bitkileri çaprazlamak yerine, hangi genetiğin istenen özellikleri vereceğini daha hızlı tahmin etmek için yapay zekayı kullanabilir.

Bazı takaslar var, yine de, bir bitkinin ne kadar su kullandığı ile bir bitkinin ne kadar tahıl, mısır veya başka bir ürün verebileceği arasında – ve yetiştiricilerin her ikisiyle de ne kadar ileri gidebileceği konusunda tartışmalar.

  • Florida Üniversitesi’nde tahmine dayalı üreme profesörü Charlie Messina, yapay zekanın “yetiştiricilerin bu karmaşık labirentte yürümesine yardımcı olabileceğini” söylüyor.

Detaylar: Yakın tarihli bir çalışmada, Messina ve meslektaşları, AI yardımıyla yetiştirilen kuraklığa dayanıklı mısır melezlerinin farklı su koşullarında nasıl büyüdüğünü değerlendirdi.

  • Daha önceki araştırmaların aksine, daha iyi kuraklık toleransı için yetiştirilen melezlerin daha iyi verime sahip olduğunu bildiriyorlar. (Hibrit Corteva’dan ticari olarak temin edilebilir ve şirketten bilim adamları çalışmaya katıldı. Messina daha önce şirket için çalıştı.)
  • Bilim adamları ayrıca, hibrit bitkilerin normal ve kuru koşullarda verimlerinde daha küçük bir fark olduğunu, yani bir dizi koşulda daha güvenilir miktarda mısır ürettiklerini buldular. İklim değişikliğinin sunduğu zorluklardan biri, hem kuraklığı hem de şiddetli yağışları artıran hidrolojik aşırılıklar.

Hedef, gol, gol… Bu yılın başlarında yayınlanan bir araştırma, mısır verimindeki kazanımların, bitki genetiğinden değil, büyük ölçüde iklim ve iyileştirilmiş toprak ve mahsul yönetiminden kaynaklandığını buldu.

  • Messina, “Bu önemli bir tartışma çünkü kuraklık ve iklim değişikliği ile başa çıkmak için teknolojilere – kamu ve özel sektör – yatırımları etkileyebilir” diyor.
  • “Sorunun nedenini bulamazsak, toplum olarak yanlış çözümlere yatırım yapıyor olabiliriz” diyor.

Patates başka bir temel – ve bitkiler ısıya karşı oldukça hassastır.

  • DeepMind tarafından geliştirilen ve proteinlerin yapısını tahmin edebilen bir derin öğrenme sistemi olan AlphaFold, patateslerin yüksek sıcaklıklara tepkisinde yer alan genleri ve proteinleri incelemek için diğer araçlarla birlikte kullanıldı. (AlphaFold’un kurucuları bugün Yaşam Bilimlerinde Atılım Ödülü’nü kazandı.)

Büyük resim: Genetik, bir mahsulün veriminde ve dayanıklılığında sadece bir faktördür.

  • Ayrıca bir tarlanın ortamı ve toprağının ve suyunun nasıl yönetildiği ve potansiyel olarak bir mahsul bitkisine göre nasıl uyarlandığı da vardır.
  • Çiftçiler, belirli bir miktarda mahsul üretmek için kendi baskıları altındadır ve kaynaklar için zorlanabilirler.

Messina amacını söylüyor bir bitkinin genetiği, bir tarlanın çevresi ve bir mahsulün yönetimi hakkındaki bilgileri bütünleştirmektir.

  • Nihayetinde, “bir mahsuldeki kuraklığa toleransı düşünmekten, mahsulleri iklim değişikliğiyle mücadele ve beslenme ve gıda güvenliğini iyileştirmeye yönelik sistemler olarak düşünmeye geçmek” istiyor.

.