Artificiell intelligens upptäcker hotade fiskarter

Det mesta av livet på jorden är okänt för oss. Vi delar planeten med omkring åtta miljoner andra arter, enligt en uppskattning av IPBES – den biologiska mångfaldens motsvarighet till FN:s klimatpanel IPCC. Men vetenskapen har hittills bara hunnit beskriva omkring en fjärdel av dem.

Enligt samma rapport från IPBES riskerar upp till en miljon av alla arter – kända som okända – att dö ut inom de kommande 100 åren på grund av människans inverkan på deras liv och livsmiljöer.

Den snabba takten och omfattningen har fått många forskare att undra om vi är på väg mot det sjätte stora massutdöendet i jordens historia. Eller om vi redan är där.

För att hejda förlusten och säkra en livskraftig jord åt kommande generationer har världens länder enats om ett globalt ramverk för biologisk mångfald. Där förbinder sig alla nationer bland annat att tillsammans skydda 30 procent av jordens yta till havs och på land till 2030.

Det återstår en bra bit till målet, i synnerhet till havs. Än så länge har endast 3 procent av haven ett tillräckligt skydd, enligt Marine Conservation Institute.

– En av alla svåra frågor är var de skyddade områdena till havs ska placeras för att ge bäst effekt, säger Nicolas Loiseau, marinbiolog och forskare vid det franska forskningsinstitutet Centre National de la Recherche Scientifique.

I många fall finns det inte tillräckligt mycket kunskap om tillståndet i haven för att ge välgrundade svar på den frågan. Havslevande fiskar är till exempel den grupp som är sämst kartlagd av alla ryggradsdjur i den rödlista över jordens arter som sammanställs av den internationella naturvårdsunionen IUCN.

För nästan 40 procent av fiskarterna saknas de uppgifter som behövs för att avgöra om en art hotas av utrotning eller ej, exempelvis hur bestånden utvecklas över tid och hur åldersstrukturen ser ut. Att bedriva sådana studier till havs är dyrt och tidskrävande.

– Vi vet ju att det finns många hot mot de marina fiskarna i form av klimatförändringar och överfiske, och vi vet att de fyller en mycket viktig funktion i ekosystemen och där har en stor påverkan. Så det är ett stort problem att vi inte har mer kunskap om hur det är ställt med fler av de enskilda arterna, säger Nicolas Loiseau.

Men kanske är det ändå möjligt att dra slutsatser om de arter som IUCN inte har kunnat bedöma. För även om det saknas data om hur bestånden utvecklas så finns det många andra uppgifter om jordens fiskarter, till exempel längd, kroppsform, livsmiljö och släktskap.

Tillsammans med sina forskarkollegor har Nicolas Loiseau först låtit två olika AI-system söka efter mönster bland den typen av egenskaper hos de arter som IUCN hittills har bedömt. Sedan fick AI-systemen söka efter motsvarande mönster bland alla de arter som ännu inte bedömts.

På så vis kunde de icke bedömda arterna klassas som antingen i riskzonen att vara hotade, eller sannolikt ej hotade. Svaren från de två AI-systemen överensstämde till nästan 80 procent. När svaren skiljde sig klassades arten som fortsatt omöjlig att bedöma.

– Det här är en metod som har använts för vissa andra organismgrupper, till exempel orkidéer. Nu ville vi testa på fiskar, där det finns ett stort behov av mer kunskap, säger Nicolas Loiseau.

Resultaten, som nyligen publicerades i tidskriften Plos Biology, visar att andelen utrotningshotade fiskarter kan vara mycket större än man hittills har trott. Ungefär 13 procent jämfört med dagens bedömning på 2,5 procent. Andelen ej hotade arter ökade också i studien, men inte lika mycket.

Forskargruppen betonar att den här metoden inte kan ersätta IUCN:s djupgående analyser. Men den kan vara ett komplement, för att peka ut vilka fiskarter som bör prioriteras för noggrannare fältstudier, menar de.

– Det är bråttom att hejda den skenande förlusten av biologisk mångfald. Vi tror att kraften hos AI-system att analysera stora mängder data kan vara till stor hjälp när det gäller att upptäcka utrotningshotade arter och områden som kräver snabba insatser, säger Nicolas Loiseau.

Utifrån kunskapen om var de olika arterna lever skapade forskarna i nästa steg även en geografisk rankinglista över skyddsbehov, som de kunde jämföra med dagens bedömningar. Då pekades nya områden ut som viktiga att uppmärksamma vid bland annat kusterna väster om Australien och Nordamerika, samt i vattnen kring Antarktis.

Joakim Hjelm, som är forskare vid institutionen för akvatiska resurser på Sveriges lantbruksuniversitet, SLU Aqua, tycker att det här är ett intressant sätt att angripa problemet.

– Det kan helt klart vara ett användbart redskap, inte bara för fisk utan för för många organismgrupper. Just när det gäller fisk blir jag inte överraskad över att fler områden behöver skyddas. Läget är allvarligt. Här pekar studien ut områden där vi inte har lika bra data för beståndsuppskattningar, så det kan vara en värdefull signal.

Torbjörn Ebenhard, som är forskningsledare vid Centrum för biologisk mångfald vid SLU, är också i huvudsak positiv. Men liksom forskarna bakom studien understryker han att metoden inte kan ersätta IUCN:s mer grundliga bedömningar.

– Det kan hjälpa till att identifiera arter i riskzonen. Men för att få svar på om de verkligen är hotade krävs att man följer dem över tid med fältstudier. Och omvänt kan man säga att läget kan förvärras kraftigt för många av de arter som inte pekas ut av de här modellerna om miljön förändras. Om till exempel skalbildande djur försvinner för att haven blir surare på grund av våra växthusgasutsläpp, säger Torbjörn Ebenhard.

De två största hoten mot marina fiskar är överfiske och klimatförändringarna. En tröst i sammanhanget är att många fiskarter har god förmåga att återhämta sig – om de får chansen.

– När det handlar om att rädda fiskbestånd så är egentligen den enda och helt avgörande åtgärden att sänka fiskeridödligheten, alltså den andel fisk som dör av fisket. Vi måste helt enkelt fiska mindre under den period som krävs. Många bestånd har en extremt god förmåga att komma tillbaka, säger Joakim Hjelm.

Läs mer:

Världens länder har enats om en räddningsplan för naturen

Vilda visenter kan återintroduceras i Sverige

Fler områden beskrivs som extra viktiga för livet i havet