Нейросеть ищет женщину для самого одинокого дерева в мире

Эта история о дереве, чей вид смог просуществовать сотни миллионов лет. Оно пережило множество глобальных катаклизмов, и даже гигантский метеорит, уничтоживший динозавров, не погубил его. Теперь это растение осталось одним-единственным на всем белом свете. И никто, кроме искусственного интеллекта, не может помочь этому дереву продолжить род.

История одного холостяка

— Ричард Фортей, палеонтолог.

Ученый говорил о Энцефаляртосе Вуда (Encephalartos woodii или E. woodii) из Южной Африки. E. woodii принадлежит к семейству саговниковых, тяжелых деревьев с толстыми стволами и большими жесткими листьями, формирующими величественную крону. Саговники прошли через множество массовых вымираний, но, когда-то широко распространенные, сейчас они стоят на грани исчезновения.

Единственный известный дикий экземпляр E. woodii был найден в 1895 году ботаником Джоном Медли Вудом в лесу Нгойе (Южная Африка). Исследователь тщательно осмотрел окрестности, но не нашел других подобных растений. В следующие 20 лет ботаники размножали этот вид путем отделения побегов и высаживали новые растения по всему миру.



Опасаясь, что последний экземпляр может погибнуть, в 1916 году сотрудники Департамента лесного хозяйства переселили E. woodii из леса в охраняемую зону в Претории (ЮАР). Так, Энцефаляртос Вуда исчез в дикой природе.

С того времени растение распространилось по всему миру. Однако у этого вида возникла серьезная проблема. Все без исключения E. woodii являются клонами особи из Нгойе. Они мужского пола, что делает естественное размножение невозможным, так как нет женского экземпляра. По сути, история Энцефаляртоса Вуда — это одновременно история выживания и одиночества.

Древним и дорогим требуется помощь

Саговники — одни из самых древнейших растений, сохранившихся до наших дней. Ботаники часто называют их «живыми ископаемыми» или «растениями динозавров», так как они появились еще в каменноугольный период (около 300 миллионов лет назад). В эпоху мезозоя саговники распространились по всей планете, став самыми массовыми растениями. Благо климат был для них очень подходящий, теплый и влажный.

С виду саговники могут напоминать пальмы или папоротники, однако ни к тем ни к другим они абсолютно не относятся. Это голосеменные растения, чьи близкие родственники — хвойные и гинкго, еще один древесный реликт. Главное отличие саговников от цветковых растений — это способ размножения. Поэтому даже опытный специалист не способен отличить мужчину-саговника от саговника-женщины, пока те не выпустят на свет шишки.



Дальше — проще: женские шишки, как правило, круглые и широкие, а мужские — более узкие и продолговатые. В период размножения на мужских шишках образуется пыльца, которую насекомые (исключительно долгоносики) должны перенести на женские шишки. Этот способ работал сотни миллионов лет, и нарушать его никак нельзя.

Несмотря на удивительную способность к выживанию в самых неблагоприятных условиях, теперь семейство саговниковых входит в список живых организмов, которые могут исчезнуть навсегда в любой момент. Виной тому весьма медленный рост растений и очень длительный по времени цикл размножения: шишки на саговниках зреют от 10 до 20 лет.

Кроме того, сами люди активно уничтожают самое древнее растительное семейство на планете интенсивной вырубкой леса и выпасом скота. Неудивительно, что саговники теперь являются символами ботанической редкости.

Редкий, значит, очень дорогой. Вы не поверите, но на черном рынке за сантиметр ствола некоторых видов саговников просят от 620 долларов США. И это еще, как говорится, по-божески, так как цена на некоторые экземпляры стартует вообще от миллиона долларов. Поэтому браконьеры устраивают настоящие рейды в африканские леса в поисках поистине драгоценных деревьев.

Энцефаляртос Вуда — самый ценный и редкий среди саговников. Обычно в ботанических садах он находится под охраной сигнализации и камер. В некоторых местах вокруг деревьев даже установлена ограда выше человеческого роста. Но даже такие меры порой не спасают древние растения от жадных рук воров.

ИИ спешит на помощь

Чтобы как-то облегчить судьбу уникального дерева, ученые из университета Саутгемптона (Великобритания) создали искусственный интеллект, способный распознавать саговники по изображениям, сделанным в дикой природе. Исследователи поставили себе задачу: в короткие сроки найти женщину для самого одинокого дерева на планете.



Для чего они это делают, если E. woodii вполне успешно размножается даже одними мужскими побегами? Дело в том, что все существующие ныне экземпляры растения — это, по сути, один и тот же организм. Из-за этого потенциал генетического разнообразия Энцефаляртоса Вуда низок, а угроза болезней, напротив, крайне высока.

История знает множество примеров массовых вымираний клонированных растений. Это и Великий голод Ирландии в 40-х годах XIX века, когда болезнь практически уничтожила однородный картофель, и полное исчезновение клонированного сорта банана Gros Michel в 50-е годы прошлого столетия.

Так что женщину для E. woodii надо обязательно найти. И тогда реликтовый вид отойдет от грани, за которой находится полное вымирание, генетическое разнообразие увеличится, и вообще это будет прорыв в науке.


— Лаура Синти, научный сотрудник в области биоискусства и поведения растений, университет Саутгемптона.