Un robot pour automatiser l’étude des foraminifères, organismes clés de la science du climat, devrait pouvoir atteindre de nombreux laboratoires d’ici quelques années. Dans une étude publiée dans la revue Advancing Earth and Space Science, des chercheurs américains de l’université de Caroline du Nord ont imaginé une telle machine.
« Notre objectif est de rendre cet outil largement disponible »
Ce robot, nommé « Forabot », peut manipuler, trier et classer de manière autonome des échantillons de centaines de fossiles de foraminifères. Pour utiliser Forabot, les chercheurs doivent laver et tamiser les sédiments qui contiennent des micro-organismes fossilisés. Ensuite, il ne reste plus qu’à laisser Forabot s’occuper du reste.
A l’aide d’un système d’aspiration, il isole chaque échantillon puis les analyse un par un. En une heure, il peut classer une trentaine d’échantillons grâce à la technologie de « machine learning », aussi appelée apprentissage automatique. En utilisant cette intelligence artificielle, appelée VGG-16, qui a été formée à l’aide de la base de données Endless Foram de près de 34 000 espèces de fossiles de foraminifères, les scientifiques ont pu atteindre une précision quasi experte. Tout en étudiant les microfossiles, la machine prendra plusieurs images de haute qualité, qui seront ensuite transférées à la base de données de l’intelligence artificielle pour améliorer ses capacités d’identification.
Tous les matériaux nécessaires à la construction de ce robot peuvent être imprimés en 3D, et le logiciel d’intelligence artificielle utilisé par Forabot est téléchargeable gratuitement sur Internet. En mettant cette machine à la disposition du plus grand nombre, les chercheurs veulent permettre aux équipes scientifiques qui l’utilisent de la modifier selon leurs besoins.
Ainsi, ces travaux futurs devraient rendre le programme VGG-16 plus efficace en ajoutant beaucoup de nouvelles informations à sa base de données. « Notre objectif est de rendre cet outil largement disponible afin qu’il puisse être utilisé par un grand nombre de chercheurs, et il contribuera à élargir nos connaissances sur les océans, la biodiversité et le climat », explique Edgar Lobaton, co-auteur de l’étude et professeur. boursier en électronique et informatique à l’Université de Caroline du Nord avec le journal de l’institution.
Les foraminifères comme indicateurs du climat dans le temps
L’étude des foraminifères est nécessaire pour étudier le climat passé, présent et futur. Ces protistes, qui ne sont ni des animaux ni des plantes, sont des outils particulièrement efficaces dans des domaines tels que la biostratigraphie et la paléoclimatologie. Ces organismes ont évolué dans les eaux du globe depuis la période cambrienne, il y a près de 500 millions d’années. Environ 50 000 espèces fossiles ont été identifiées à ce jour.
Depuis, les foraminifères ont connu de nombreuses extinctions. En particulier, la symbolique crise Crétacé-Paléogène, au cours de laquelle 76% de la vie marine s’est éteinte. Une autre extinction de masse a marqué la fin de la vie de nombreux protozoaires, ainsi qu’une partie du monde vivant de l’époque : c’est l’extinction paléogène-éocène, survenue il y a 56 millions d’années. Durant cette période, la Terre a connu un épisode de « maximum thermique », au cours duquel sa température moyenne a augmenté de 6 degrés.
Les foraminifères ont toujours réussi à se diversifier après ces crises, c’est pourquoi ils sont toujours présents en grand nombre dans nos océans. Cette succession d’extinctions et de diversifications a permis aux couches géologiques de la terre de se nourrir des coquilles de ces protistes, appelées tests, façonnées d’une manière caractéristique du temps qu’elles ont traversé. C’est cette diversité fossile qui fait de ces micro-organismes les marqueurs stratigraphiques privilégiés des paléontologues.
En plus d’être présents dans la plupart des eaux du monde depuis plusieurs centaines de millions d’années, les foraminifères ont conservé des traces des climats passés. Leur échantillon, généralement composé de calcite, est particulièrement sensible aux variations d’acidité des océans. Et l’une des caractéristiques de l’acidification est l’absorption de CO2. Ainsi, en étudiant les coquilles de protozoaires, les chercheurs peuvent déterminer l’abondance de CO2 lorsque le foraminifère étudié était vivant. Ils peuvent donc s’appuyer sur ces données pour en savoir plus sur les climats passés.
L’étude de ces protozoaires est d’une grande importance en paléoclimatologie et, par conséquent, dans l’étude du climat moderne. Les scientifiques peuvent comparer l’état des coquilles de foraminifères actuelles avec des échantillons d’époques passées et, en fonction de leur devenir, évaluer l’évolution future de notre climat.
« Forabot » : un outil prometteur, mais avec de nombreuses lacunes
Cependant, pour disposer de données fiables sur lesquelles s’appuyer, les chercheurs doivent étudier des milliers de protozoaires. À cet égard, « Forabot » n’est pas encore optimal. « Un chercheur qualifié peut analyser des centaines d’échantillons. Pour Forobot, cette limite est d’une trentaine, ce qui n’est pas encore suffisant », souligne Julie Meiland, chercheuse spécialisée dans l’étude des foraminifères à l’université de Brême en Allemagne, auprès de la revue Science et Avenir.
Un autre problème que le chercheur a pointé est que cette machine ne peut étudier que des foraminifères assez gros : « Ce robot ne pourrait pas analyser les foraminifères des eaux polaires, qui, par exemple, sont minuscules », précise un scientifique spécialisé dans l’analyse des espèces polaires. . Un autre point noir me vient à l’esprit : « La base de données sur laquelle se base Forabot n’est constituée que d’espèces fossiles, qui sont des cas d’école. Il ne peut pas analyser les espèces modernes vivant dans la colonne d’eau car il n’y a pas de données sur elles.
Le chercheur loue cependant la simplicité et le faible coût de fabrication du robot. Pour elle, comparé au système similaire du Vieux Continent proposé par le Cereg, le Centre européen de recherche et d’éducation en géophysique environnementale, Forabot, bien que moins efficace, est beaucoup plus facile à utiliser et peut être utilisé par davantage de scientifiques. .
Julie Meiland estime également que ce nouveau robot a certainement un grand potentiel de développement. « C’est bien que de nombreuses équipes utilisent cette voiture à l’avenir. Chacun peut le modifier à sa guise, ce qui l’améliorera. Il est fort possible qu’avec le temps, Forabot double sa vitesse et devienne un support très efficace pour les chercheurs. Et d’ajouter : « Ce robot marque le début d’une nouvelle méthode d’étude des foraminifères. Dans 10-15 ans, il se démocratisera et permettra aux scientifiques de faire de nouvelles découvertes beaucoup plus rapidement », admire le spécialiste.
Grand fan de mangas et d’animes, je n’aime bien écrire qu’à propos de ses sujets, c’est pour ca que j’écris pour 5 minutes d’actus. Au quotidien de décortique, donne mes avis sur les différents épisodes et chapitres des mangas que j’aime lire.
