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Les échantillons d’astéroïdes faisaient autrefois partie d’un monde plus humide

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Les échantillons d’astéroïdes faisaient autrefois partie d’un monde plus humide

Cela fait neuf mois que le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA a renvoyé des échantillons de l’astéroïde Bennu sur Terre. Les échantillons représentent certains des matériaux primordiaux et vierges du système solaire. Il est parvenu entre les mains des scientifiques et leurs travaux révèlent quelques surprises.

Certains matériaux présents dans les échantillons suggèrent que Bennu avait un passé aqueux.

La NASA a choisi Bennu pour la mission d’échantillonnage OSIRIS-REx pour plusieurs raisons. Premièrement, il s’agit d’un astéroïde géocroiseur (NEA), il est donc relativement proche de la Terre. Il n’est pas non plus très grand (environ 500 mètres de diamètre) et tourne suffisamment lentement pour permettre un échantillonnage en toute sécurité.

Mais la raison principale était peut-être sa composition. C’est un astéroïde de type B, un sous-type d’astéroïde carboné, ce qui signifie… Il contient des molécules organiquesTrouver des molécules organiques dans tout le système solaire est un moyen de retracer son origine et sa formation.

Le retour d’échantillons sur Terre constitue le moyen le meilleur et le plus complet d’étudier les astéroïdes. Les fragments d’astéroïdes qui tombent sur Terre ont une valeur scientifique. Mais une grande partie des matériaux les plus légers brûle tout simplement lorsqu’elle pénètre dans l’atmosphère terrestre, laissant un énorme trou dans notre compréhension.

Les missions spatiales semblent toujours nous surprendre d’une manière ou d’une autre. S’ils ne le faisaient pas, ils seraient moins incités à les envoyer. Dans ce cas, l’échantillon contient des produits chimiques qu’OSIRIS-REx n’a pas pu détecter lors de l’étude de Bennu.

« Bennu aura probablement fait partie d’un monde plus humide à un moment donné. »

Dante Lauretta, chercheur principal de la mission OSIRIS-REx

Une nouvelle recherche dans la revue Meteoritics and Planetary Science présente ces résultats. C’est intitulé « Astéroïde (101955) Bennu en laboratoire : Caractéristiques de l’échantillon collecté par OSIRIS-REx.« Le co-auteur est Dante S. Lauretta, chercheur principal de la mission OSIRIS-REx et professeur de sciences planétaires au laboratoire lunaire et planétaire de l’université d’Arizona. L’article donne un aperçu de l’échantillon et sert de catalogue à partir duquel les chercheurs peuvent commander des échantillons de matériel pour leurs recherches.

« Avoir l’opportunité d’approfondir l’échantillon OSIRIS-REx de Bennu après toutes ces années est très excitant », a déclaré Lauretta dans un communiqué de presse. « Cette avancée répond non seulement à des questions de longue date sur les débuts du système solaire, mais ouvre également de nouvelles voies de recherche sur la formation de la Terre en tant que planète habitable. Les idées décrites dans notre document de synthèse ont suscité davantage de curiosité, ce qui nous a donné envie de le faire. explorer plus profondément.

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Cette image montre l’échantillon Bennu d’OSIRIS-REx provenant de TAGSAM dans huit plateaux. Crédit image : NASA/UoA/LPL

« Nous décrivons la livraison initiale et l’affectation de cet échantillon d’astéroïde et présentons ses propriétés physicochimiques et minéralogiques issues des premières analyses », ont écrit les auteurs dans leur article. Le spécimen de 120 grammes remonte à des milliards d’années. Il est pur, ce qui signifie qu’il n’a ni fondu ni solidifié depuis sa formation.

L’équipe de traitement des astromatériaux du Johnson Space Center de la NASA a utilisé la procédure Advanced Astromaterials Imaging and Visualization (AIVA) pour documenter l’état de l’échantillon et de l’équipement d’échantillonnage. Cela a été fait alors que l’échantillon était encore dans sa boîte à gants, qui présente à cet effet une réflectivité élevée. Il s’agit d’un processus méticuleux qui implique des centaines d’images empilées ensemble.

En général, l’échantillon est sombre. Mais des textures plus lumineuses sont intercalées partout. « Certaines pierres semblent être tachetées d’un matériau plus brillant qui forme des veines et des écailles », ont écrit les chercheurs. Le plus gros morceau mesure environ 3,5 cm de long, mais il est constitué en grande partie de poussière. Les pierres en forme de schiste ont la densité la plus faible et les pierres mouchetées ont la densité la plus élevée.

« Certaines phases à haute réflectivité ont une structure cristalline hexagonale, tandis que d’autres phases apparaissent sous forme d’amas de petites sphères, de plaquettes et de dodécaèdres », écrivent les auteurs. L’ensemble contient également quelques pièces individuelles à haute réflectivité.

En général, les matériaux sont regroupés en trois catégories :

  • Un matériau en forme de crête avec des surfaces inégales. Leurs surfaces sont caractérisées par des crêtes arrondies et des dépressions rappelant le chou-fleur. Ce matériau est généralement sombre mais contient des matériaux microscopiques plus brillants.
  • Particules aux coins cassés et aux bords plus nets. Il a des formes hexagonales et polygonales et quelques couches. Ils sont généralement sombres, mais certaines faces présentent des éclats métalliques et des reflets spéculaires. Il contient également des inclusions hautement réfléchissantes telles que des matériaux irréguliers.
  • Les particules tachetées sont pour la plupart de couleur plus foncée mais contiennent des couches de matériau réfléchissant. Le matériau réfléchissant comble les petites fissures du matériau plus foncé et apparaît également sous forme de flocons brillants individuels.
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Les trois sous-types de matériaux trouvés dans l'échantillon de Bennu sont : les bosses, les coins et les taches.  Crédit image : Lauretta et al.  2024.
Les trois sous-types de matériaux trouvés dans l’échantillon de Bennu sont : les bosses, les coins et les taches. Crédit image : Lauretta et al. 2024.

Des échantillons représentatifs ont également été analysés dans d’autres institutions aux États-Unis à l’aide de divers instruments, notamment un spectromètre de masse à plasma, un spectromètre infrarouge et un tomographe informatique à rayons X. Ces analyses ont révélé d’autres informations, telles que les densités de particules et l’abondance des éléments. Il contient notamment des informations isotopiques sur l’hydrogène, le carbone, l’azote et l’oxygène. Il compare également cette abondance à celle trouvée sur d’autres astéroïdes.

Mais ce qui ressort de cette analyse préliminaire, c’est l’échantillon serpentin Et d’autres minéraux argileux. Sa présence est similaire à celle que l’on trouve sur les bords du milieu de l’océan sur Terre, là où le manteau terrestre rencontre l’eau.

Les fonds marins s'étendent en crêtes médio-océaniques à la surface de la Terre.  Les roches chaudes et montantes rencontrent l’océan, créant un processus de barattage.  Crédit image : par 37ophiuchi BrucePL - basé sur le diagramme Fichier : Mittelozeanischer Ruecken - Schema.png.  Je l'ai traduit de l'allemand vers l'anglais et révisé les contours des unités rock.  CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=79658206
Les dorsales médio-océaniques sur Terre sont le lieu où se produit la propagation des fonds marins. Les roches chaudes et montantes rencontrent les océans, provoquant le processus de serpentinisation. Source de l’image : Par 37ophiuchi BrucePL – basé sur le fichier de diagramme : Mittelozeanischer Ruecken – Schema.png. Je l’ai traduit de l’allemand vers l’anglais et j’ai revu les contours des unités rocheuses. CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=79658206

Sur Terre, le contact entre les matériaux du manteau et l’eau des océans entraîne également la formation d’argiles et d’autres minéraux tels que les carbonates, les oxydes de fer et les sulfures de fer. Ces minéraux ont également été trouvés dans l’échantillon de Bennu.

Mais il y a une découverte qui se démarque parmi les autres : les phosphates hydrosolubles. Ces composés se trouvent dans toute la biosphère terrestre et constituent un élément important de la biochimie.

La mission Hayabusa 2 de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale a trouvé un phosphate similaire dans un échantillon prélevé sur l’astéroïde Ryugu. Mais le phosphate de Benno est différent. Contrairement à tout autre échantillon d’astéroïde, il ne contient pas d’impuretés ni de grains de différentes tailles. Le phosphate de sodium et de magnésium dans l’échantillon de Bennu indique un passé aqueux.

Cette image montre du phosphate réfléchissant dans l'une des roches de l'échantillon Bennu.  La présence de phosphate indique un passé aqueux.  Crédit image : Lauretta et al.  2024.
Cette image montre du phosphate réfléchissant dans l’une des roches de l’échantillon Bennu. La présence de phosphate indique un passé aqueux. Crédit image : Lauretta et al. 2024.

« La présence et l’état du phosphate, ainsi que d’autres éléments et composés sur Bennu, indiquent un passé aqueux pour l’astéroïde », a déclaré Lauretta. « Bennu fait probablement partie d’un monde plus humide, bien que cette hypothèse nécessite une enquête plus approfondie.

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Dans leurs recherches, les auteurs identifient plusieurs hypothèses sur le passé de Bennu. L’un d’eux déclare que « … les roches dominantes à la surface de Bennu ont des caractéristiques minéralogiques, pétrologiques et de composition très similaires à celles des chondrites carbonatées plus hydro-altérées ».

L’échantillon Bennu montre également que l’astéroïde est chimiquement primitif, ce qui signifie qu’il est resté largement inchangé depuis sa formation. Les roches n’ont ni fondu ni solidifié depuis leur formation initiale. Les propriétés fondamentales de l’astéroïde reflètent également celles du Soleil.

« L’échantillon que nous avons ramené constitue actuellement le plus grand réservoir de matière d’astéroïde non altérée sur Terre », a déclaré Loretta.

Cette figure montre une image de lumière réfléchie (a) et une image de fluorescence UV (b) d'une partie de l'échantillon de Bennu.  La micrographie UV montre la répartition du carbonate, du phosphate (fluorescence bleue) et des nanosphères organiques (fluorescence jaune).  Crédit image : Lauretta et al.  2024.
Cette forme de recherche montre une image de lumière réfléchie (a) et une image de fluorescence ultraviolette (b) d’une partie de l’échantillon de Bennu. L’image du microscope à fluorescence UV montre la répartition des carbonates, des phosphates (fluorescence bleue) et des nanosphères organiques (fluorescence jaune). Crédit image : Lauretta et al. 2024.

Des recherches préliminaires montrent également que Bennu est riche en carbone et en azote, des indices importants sur les origines de l’astéroïde. Ces produits chimiques jouent également un rôle dans l’émergence de la vie, ajoutant à leur curiosité.

« Ces résultats soulignent l’importance de collecter et d’étudier les matériaux provenant d’astéroïdes comme Bennu, en particulier les matériaux de faible densité qui brûlent généralement lorsqu’ils entrent dans l’atmosphère terrestre », a déclaré Lauretta. « Ces matériaux détiennent la clé pour élucider les processus complexes de formation du système solaire et de biochimie qui pourraient avoir contribué à l’émergence de la vie sur Terre. »

Harold Connolly est l’un des auteurs de l’étude et un scientifique chargé des échantillons de mission qui dirige l’équipe d’analyse des échantillons. Il est également professeur à l’Université Rowan à Glassboro, dans le New Jersey, et chercheur invité à l’Université de l’Arizona. « Les échantillons de Bennu sont des roches exoplanétaires incroyablement belles », a déclaré Connolly. « Chaque semaine, l’analyse effectuée par l’équipe d’analyse d’échantillons OSIRIS-REx fournit de nouveaux résultats, parfois surprenants, qui contribuent à imposer des contraintes importantes sur l’origine et l’évolution des planètes semblables à la Terre. »

Et ce n’est que le début. Grâce à ces évaluations et à ce catalogage, les chercheurs du monde entier demanderont des échantillons pour leurs propres recherches.

D’autres secrets seront révélés.

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La mission Juice de l’ESA survolera la Terre en août 2024

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La mission Juice de l’ESA survolera la Terre en août 2024

La sonde Jupiter de l’Agence spatiale européenne, Juice, devrait survoler la Terre et la Lune les 19 et 20 août 2024 et pourrait devenir un objet visible dans le ciel nocturne.

Dans ce que l’Agence spatiale européenne décrit comme une « double première mondiale », le Jupiter Icy Moons Explorer (JUS) effectuera le tout premier survol de la Lune et la toute première manœuvre d’assistance gravitationnelle double.

Le survol est effectué dans le cadre de la mission de Gus vers Jupiter et utilisera la gravité terrestre pour modifier la vitesse et la direction du vaisseau spatial alors qu’il se dirige vers la planète géante gazeuse.

C’est ce qu’on appelle « l’assistance gravitationnelle ».

Un diagramme montrant le voyage du vaisseau spatial Juice vers Jupiter, y compris un survol en août 2024. Cliquez sur l’image pour l’agrandir. Droits d’auteur : Agence spatiale européenne

Explication du vol de Juice Earth

La mission Juice de l’Agence spatiale européenne vise à étudier Jupiter, la plus grande planète du système solaire, et ses lunes glacées galiléennes Europe, Ganymède et Callisto.

La mission Juice a décollé de la Terre le 14 avril 2023 et a commencé son voyage vers Jupiter. Alors, que fait cette mission pendant son retour sur Terre ? Ne devrait-elle pas être en route vers là-bas ?

Envoyer un vaisseau spatial de la Terre vers un autre corps du système solaire n’est pas aussi simple que de tracer une ligne droite entre les deux et de suivre ce chemin.

Jupiter se trouve à 800 millions de kilomètres de la Terre, donc un vaisseau spatial comme Juice devrait être lancé sur une fusée puissante pour pouvoir échapper à la gravité de notre planète et commencer son voyage à travers le système solaire.

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Si Juice se dirigeait directement vers Jupiter, il lui faudrait une énorme quantité de carburant pour s’arrêter efficacement une fois atteint le système Jupiter, afin que Juice puisse entrer sur une orbite stable autour de la planète et ne pas simplement survoler.

Ce freinage peut être effectué tôt en vol en utilisant la gravité d’autres planètes pour modifier la trajectoire du vaisseau spatial, lui permettant ainsi de changer de direction et de ralentir.

Parfois, la gravité de la planète peut être utilisée pour accélérer le vaisseau spatial, permettant à la sonde de se précipiter vers l’objet en question avant de s’envoler au dernier moment.

La mission Juice de l'ESA a été lancée le 14 avril 2023. Copyright : ESA - M.  Pédos
La mission Juice de l’ESA a été lancée le 14 avril 2023. Copyright : ESA – M. Pédos

Que se passera-t-il pendant le vol ?

À mesure que Juice s’approche de la Terre, la gravité de notre planète modifiera la trajectoire de Juice dans l’espace, le ralentissant et le redirigeant sur une autre trajectoire pour un survol de Vénus en août 2025.

Le jus accélérera en passant devant Vénus, puis deux fois devant la Terre.

Alors pourquoi ne pas profiter de ce survol de la Terre et de la Lune en 2024 pour accélérer le rover Juice ?

« De manière quelque peu contre-intuitive, utiliser les survols de la Lune et de la Terre pour ralentir le véhicule à ce stade de son voyage est en réalité plus efficace que d’utiliser les survols de la Lune pour l’accélérer », explique l’Agence spatiale européenne.

Un diagramme montrant l'approche de Joss vers la Terre le 20 août 2024. Droit d'auteur : Agence spatiale européenne
Un diagramme montrant l’approche de Juice vers la Terre le 20 août 2024. Cliquez pour agrandir. Droits d’auteur : Agence spatiale européenne

« Si nous avions utilisé ce survol pour donner un coup de pouce à Joss vers Mars, nous aurions dû attendre longtemps avant le prochain survol planétaire.

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« Cette première manœuvre de « freinage » est un moyen de raccourcir le chemin à travers le système solaire interne. »

« C’est comme traverser un couloir très étroit, très rapidement, avec la manette des gaz poussée au maximum alors que la marge au bord de la route n’est que de quelques millimètres », explique Ignacio Tanco, directeur des opérations du vaisseau spatial de Juice Spacecraft.

Du 17 au 22 août, Juice sera en contact avec des stations au sol du monde entier, où les ingénieurs surveillent les données et effectuent les ajustements nécessaires.

Récompense de connaissances

Les instruments de Juice seront allumés lorsque le vaisseau spatial passera près de la Lune et de la Terre.

Cela permettra à l’équipe de tester pour la première fois la capacité des appareils à collecter des données sur un objet du système solaire dans l’espace.

Cela donne à l’équipe scientifique une bonne occasion de calibrer et d’ajuster les instruments avant que Joyce n’arrive à Jupiter.

La Terre vue de l'espace, Juice Explorer, 14 avril 2023 Copyright : ESA/Juice/JMC, CC BY-SA 3.0 IGO
La Terre depuis l’espace, capturée par la sonde spatiale JUICE, le 14 avril 2023. Crédit image : ESA/Juice/JMC, CC BY-SA 3.0 IGO

Le jus sera-t-il visible depuis le sol ?

Selon l’Agence spatiale européenne, il est peut-être possible de voir le rover Juice depuis la Terre pendant son survol, mais il lui faudra un ciel dégagé et, surtout, être au bon endroit.

L’approche la plus proche de Juice de la Terre aura lieu à 23h57 CEST le 20 août (01h57 UTC le 21 août) 2024.

L’astéroïde survolera l’Asie du Sud-Est et l’océan Pacifique, ce qui signifie que n’importe qui dans cette partie du monde pourra le voir dans le ciel nocturne.

Vous aurez besoin de jumelles puissantes ou d’un télescope si vous souhaitez apercevoir le vaisseau spatial Juice.

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Mais ce qui est peut-être plus intéressant, c’est le point de vue de Gus sur nous, plutôt que l’inverse.

Le vaisseau spatial dispose de deux caméras d’observation à son bord et prendra des photos tout au long du survol entre la Lune et la Terre.

Nous espérons le voir largement diffusé sur ce site et sur nos réseaux sociaux.

Si vous parvenez à apercevoir (ou même une photo ?) de Juice en vol, partagez-le avec nous à [email protected].

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Une nouvelle étude identifie des zones de protection potentielles pour les requins en voie de disparition en Turquie

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Une nouvelle étude identifie des zones de protection potentielles pour les requins en voie de disparition en Turquie

Une femelle S. oculata mesurant 69,6 cm et ses trois petits mesurant environ 20, 21,5 et 23 cm (estimés grâce à un programme informatique), ont été capturés dans le golfe de Fethiye le 26 mars 2023. Copyright : Aileen Ullmann.

Trois zones potentiellement critiques pour les requins anges ont été identifiées en Méditerranée orientale, notamment dans le golfe de Fethiye et le golfe d’Antalya en Turquie, qui font partie de la Riviera turque, et dans le détroit de Çanakkale ou Dardanelles, dans la partie nord-ouest du pays. .

dans Étude récente Publié dans la revue poissonDes chercheurs de Mersea Marine Consulting, de la Sea Around Us Initiative de l’Université de la Colombie-Britannique et du Shark Trust ont compilé et consolidé de nouveaux enregistrements des requins anges, des requins anges lisses et des requins anges en dents de scie en voie de disparition dans les eaux turques de 2018 à 2023.

Non seulement les chercheurs ont confirmé l’existence de certains individus restants, mais ils ont également découvert les zones où les animaux se nourrissaient et se reproduisaient le plus probablement, les engins de pêche qui mettaient en danger leur survie et les stratégies qui pouvaient être suivies pour éviter de les pousser vers l’extinction.

Le Dr Aileen Ullman, directrice de Mercia Consulting et auteur principal de l’étude, a déclaré : « Nous avons identifié 80 spécimens de requins anges récemment découverts dans les eaux turques. Il s’agit d’une découverte importante, car ces espèces sont en danger d’extinction à l’état sauvage. car leur nombre a diminué de 80 % en au moins 100 au cours des trois dernières générations.

« Ces requins sont particulièrement vulnérables aux chaluts benthiques et aux filets maillants car ce sont des prédateurs qui attendent et se cachent dans les sédiments du fond marin pour ensuite émerger soudainement pour chasser leurs proies inattendues. »

Les enregistrements de requins anges ont été principalement collectés auprès de petits pêcheurs locaux qui ont capturé des requins anges par hasard, à partir de comptes de réseaux sociaux et de certains enregistrements de la littérature scientifique. Ces pêcheurs ont reçu une formation sur la façon de présenter leurs prises à l’équipe du projet après avoir été informés de l’importance de l’étude et du statut en voie de disparition des requins anges selon l’Union internationale pour la conservation de la nature. Ils ont également été informés qu’en vertu de la loi turque, des amendes ne sont imposées que pour le transport et la vente de requins et non pour les prises accessoires.

« Les trois espèces de requins-anges sont protégées par la loi nationale sur la pêche, ce qui signifie que des amendes de 850 dollars américains sont imposées à ceux qui les capturent, les transportent ou les vendent intentionnellement », a déclaré le Dr Ullmann. ne pas vouloir signaler une espèce interdite.

« Cependant, une fois qu’ils réalisent, grâce à des campagnes de sensibilisation, qu’ils ne seront pas pénalisés pour les prises accessoires relâchées, les pêcheurs deviennent plus disposés à partager leurs enregistrements, améliorant ainsi les rares connaissances sur la biologie et la répartition des requins anges. »

En plus de partager des informations avec les pêcheurs, les chercheurs leur ont montré comment donner la priorité à la libération en toute sécurité des requins, car les requins anges, en particulier, survivent lorsqu’ils sont empêtrés dans des engins de pêche en raison de leurs besoins naturellement faibles en oxygène. Seuls les cas extrêmes entraînent la mort.

Ces interactions ont conduit à la signalisation de 38 individus dans le golfe de Fethiye, 18 individus dans la région de Canakkale dans le nord de la mer Égée, 17 individus dans la région du golfe d’Antalya, tandis que les sept individus restants étaient localisés dans d’autres régions.

Sur la base de ces informations, notamment du fait que certaines des femelles capturées au printemps étaient enceintes et ont donné naissance à leurs petits lorsqu’elles se sont empêtrées, les chercheurs proposent d’établir des zones critiques pour les requins anges à Canakkale et Fethiye, qui abritent des habitats de reproduction.

Dans le cas de la baie de Finiki, qui fait partie du golfe d’Antalya, les pêcheurs ont signalé que les requins lisses sont couramment rencontrés dans les filets de pêche ciblant les crevettes. Une fois les crevettes capturées dans le filet, les requins anges viennent s’en nourrir. Ainsi, la zone est connue pour être une zone d’alimentation qui pourrait être transformée en zone de pêche aux requins.

Le Dr Daniel Polley, co-auteur de l’étude et chercheur principal de l’initiative Sea Around Us, a déclaré : « Sur la base des événements de reproduction, des zones d’alimentation et des spécimens trouvés, cette étude suggère que la Turquie abrite plusieurs zones critiques de requins anges qui peuvent être importantes pour la survie de l’espèce en mer Blanche est « moyenne ».

« Des informations clés relatives aux aires marines protégées, à la pêche, aux activités touristiques, au trafic maritime et aux données océanographiques sur ces zones seront bientôt incluses pour comprendre comment les zones sont utilisées et qui sont les parties intéressées afin de mieux faciliter la prise de décision pour protéger. ces domaines à l’avenir.

En plus d’incorporer leurs données dans le Plan d’action régional pour les anges de mer en Méditerranée et dans les plans d’action sous-régionaux couvrant la Turquie, les chercheurs ont utilisé ces informations comme preuve pour classer une zone du sud-est de la mer Égée comme zone importante pour les requins et les raies. Union internationale pour la conservation de la nature. Leur candidature a passé un examen externe en juillet 2023.

Plus d’information:
Aileen Ullmann et al., Identification des zones potentiellement critiques de requins anges en Turquie et en Méditerranée orientale sur la base de nouveaux enregistrements d’espèces de requins anges. Il a été déterminé grâce à la participation des pêcheurs, poisson (2024). DOI : 10.3390/poissons9070270

Fourni par Sea Around Us


la citation:Une nouvelle étude identifie des zones de protection potentielles pour les requins en danger critique d’extinction en Turquie (18 juillet 2024) Extrait le 18 juillet 2024 de https://phys.org/news/2024-07-potential-areas-critically-endangered-sharks html.

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Utiliser l’intelligence artificielle pour scruter et valider les théories sur les animaux

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Utiliser l’intelligence artificielle pour scruter et valider les théories sur les animaux

COLUMBUS, Ohio – En exploitant la puissance de l’apprentissage automatique, les chercheurs ont construit un cadre pour analyser les facteurs les plus importants qui contribuent à la diversité génétique d’une espèce.

L’étude a été récemment publiée dans la revue Génétique moléculaire et évolutionindique que la variation génétique entre deux espèces, Grenouille siffleuse brésilienne Et Grenouille granulairetous deux amphibiens originaires du nord-est du Brésil, se sont formés selon différents processus.

Les résultats ont montré que la diversité génétique de la grenouille siffleuse était principalement façonnée par les événements démographiques de la population en réponse aux changements d’habitat survenus au cours des 100 000 dernières années. En revanche, la diversité génétique de la grenouille granulée était principalement façonnée par des facteurs paysagers contemporains : les grenouilles relativement plus isolées, soit en raison de la distance géographique, soit d’habitats inhospitaliers, étaient plus sensibles à la variation génétique.

Bien que des études antérieures aient exploré les effets des facteurs démographiques et historiques du paysage sur la diversité génétique de ces amphibiens, elles ont été menées avec des ensembles de données distincts pour ces facteurs, ce qui rend difficile la distinction des facteurs les plus importants. Aujourd’hui, les chercheurs impliqués dans cet article sont les premiers à utiliser l’intelligence artificielle pour étudier comment les deux processus façonnent la diversité génétique de manière égale, plutôt que de faire des hypothèses manuelles sur ce qui pourrait être le plus important.

« Avant ce travail, nous devions poser des questions indépendamment car il n’était pas possible d’étudier les deux effets dans le même contexte », a-t-il déclaré. Brian Carstensco-auteur de l’étude et professeur à Évolution, écologie et biologie des organismes à l’Ohio State University. « Ce que l’IA nous permet de faire, c’est de simuler des processus qui se produisent écologiquement dans le présent et lors d’événements évolutifs profonds et de comparer ces résultats aux données réelles que nous collectons sur ces grenouilles. »

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En raison de la grande quantité de données devenues disponibles pour les généticiens et autres biologistes de la faune au cours des dernières décennies, il peut être difficile pour les chercheurs d’identifier des facteurs spécifiques qui peuvent être importants dans des expériences particulières, a déclaré Carstens. Mais en incorporant de grandes quantités d’informations dans des simulations capables de prendre en compte ces éléments en une seule analyse, il est possible d’obtenir un enregistrement plus complet de l’évolution des espèces.

« Construire et entraîner nos modèles d’IA prend du temps, mais nous voulions un modèle capable de capturer toute la diversité potentielle de l’histoire des espèces d’une manière aussi fidèle que possible à ce que nous savons de la biologie du système », Carstens dit.

Par exemple, même si les espèces examinées dans cette étude vivent dans la même région, il existe de nombreuses différences dans leur histoire naturelle. Bien que ses œufs et ses larves vivent entièrement dans l’eau, la grenouille sébulatrice se reproduit continuellement tout au long de la saison des pluies et dans des chambres souterraines, tandis que les événements de reproduction de la grenouille granulée se produisent de manière explosive car ils dépendent de fortes pluies.

En utilisant une approche d’apprentissage automatique, les chercheurs ont déterminé par simulation que leurs scénarios de modèles sont pris en charge à 100 % pour les interprétations historiques de l’expansion de la grenouille sifflée, et à plus de 99 % pour les interprétations de la grenouille granulée.

L’une des raisons pour lesquelles leur modèle est si précis est sa capacité à prendre en compte les événements démographiques récents, notamment en mesurant comment des événements tels que l’évolution humaine ou le changement de l’habitat affectent la diversité génétique animale sur une longue période de temps.

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Mais même lorsqu’ils utilisent l’IA, les chercheurs doivent faire attention à éviter les modèles trompeurs dans leurs résultats, a déclaré Carstens.

« Aucune analyse que nous effectuons ne peut capturer tous les facteurs qui ont été importants pour ces espèces pendant des millions d’années. Nous devons donc permettre une gamme de possibilités sans la rendre trop large pour qu’un modèle puisse s’adapter aux données », a-t-il déclaré. dit.

Cependant, comme les progrès technologiques permettent aux chercheurs de répondre à des questions écologiques spécifiques et de tester de nouvelles hypothèses, leurs travaux sont un précurseur dans la création d’un cadre d’apprentissage automatique de pointe pouvant être appliqué à des enquêtes uniques sur d’autres espèces, a déclaré Carstens.

« il est probable que Compléter « Nous utilisons différents ensembles d’outils d’IA de différentes manières pour essayer de comprendre l’histoire de l’évolution », a déclaré Carstens. À mesure que nous continuons à apprendre, les outils que nous utilisons changeront et s’amélioreront.

Emanuel M. était Fonseca, qui a obtenu son doctorat à l’Ohio State University en 2022, est l’un des co-auteurs de l’étude. L’étude a été soutenue par l’Ohio Supercomputer Center, la National Science Foundation des États-Unis et la Coordination pour la performance humaine de niveau supérieur au Brésil.

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Personne-ressource : Brian Carstens, [email protected]

Écrit par : Tatiana Woodall, [email protected]

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