Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне с помощью суперразрешающей микроскопии и машинного обучения оценили, как менялось разнообразие трав на горе Кения за последние 25 тысяч лет. Для этого они изучили керн донных отложений озера с ископаемой пыльцой. О результатах исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, Phys.org сообщило 5 октября 2026 года.

Как модель различает похожие зёрна

Под обычным световым микроскопом пыльца разных видов трав выглядит почти одинаково. Суперразрешающая микроскопия позволила рассмотреть рисунок и сложность узора на поверхности зёрен, а также толщину их клеточных стенок. Исследователи обучили модель на изображениях нескольких видов трав, которые можно было определить, а затем разработали статистический метод для оценки разнообразия пыльцы в смешанных образцах.

На образцах с известным составом оценки метода близко совпали с фактическим разнообразием. Но модель не определяет виды по отдельности: она показывает, насколько разнообразна смесь.

Представим смесь пыльцы нескольких видов трав. Модель может оценить разнообразие по различиям в рисунке поверхности и толщине стенок, но не составит список видов. Это условный пример принципа работы метода, а не описание отдельного опыта.

Что показал керн

В керне с горы Кения разнообразие пыльцы было заметно ниже во время последнего ледникового периода, особенно примерно 21–18 тысяч лет назад. Позже оно выросло одновременно с повышением температуры и концентрации углекислого газа в атмосфере.

Модель также различала травы с двумя типами фотосинтеза: C3 и C4. Доля C4-трав была выше в конце ледникового периода, а затем постепенно снижалась; на фоне потепления и роста концентрации углекислого газа преобладать стали C3-травы. При этом исследователи не обнаружили явной связи между соотношением C3- и C4-трав и температурой или уровнем углекислого газа во времени. Они предполагают, что различия между группами могут быть связаны со строением пыльцы, но эту гипотезу ещё предстоит проверить.

Выводы о переменах за 25 тысяч лет основаны на керне из одного озёрного участка. Метод оценивает разнообразие сообщества, но не определяет отдельные виды. Тем, кто готовит исследование к публикации, доступна услуга написания научных статей.

Схема метода: от микроскопических изображений пыльцы трав к оценке разнообразия и анализу изменений в керне с горы Кения

Фото: turek / Pexels