Innovazione tecnologica e IA: nuovi alleati per la tutela della biodiversità?
di Ylenia Nicolini
- Obiettivo Primario: 14 - Vita sott'acqua
- Obiettivo Secondario: 15 - Vita sulla terra
- Obiettivo Terziario: 17 - Partnership per gli obiettivi
- Materie: Biologia
Il futuro della vita sulla Terra è ancora tutto da scrivere, ma una cosa è certa: la chiave per la prosperità del pianeta è la biodiversità, e ogni azione per proteggerla può fare la differenza.
Che la biodiversità sia il nostro patrimonio più prezioso lo sappiamo da tempo. Essa non solo contribuisce a nutrirci, proteggerci, curarci dalle malattie, ma costituisce anche la rete invisibile che connette tutti gli ecosistemi.
Che la biodiversità sia il nostro patrimonio più prezioso lo sappiamo da tempo. Essa non solo contribuisce a nutrirci, proteggerci, curarci dalle malattie, ma costituisce anche la rete invisibile che connette tutti gli ecosistemi.
Le prime iniziative di conservazione della natura risalgono agli albori del secolo scorso; iniziative che hanno condotto, oltre la metà degli anni ‘50, a un vero e proprio “risveglio ecologico” volto a preservare gli ecosistemi e proteggere le specie a rischio di estinzione. Ma quali misure sono state messe in atto per proteggere la diversità biologica?
Le iniziative tradizionali di conservazione della biodiversità hanno previsto la creazione di parchi (come il Parco Nazionale del Serengeti in Tanzania) e riserve naturali, l’avvio di interventi di ripristino ecologico e l’istituzione di leggi per la protezione delle specie in pericolo. Tali provvedimenti si sono dimostrati fondamentali nel tempo: hanno salvaguardato varie specie nonché i loro habitat naturali; hanno ripristinato funzioni ecologiche come il ciclo dei nutrienti, la depurazione delle acque e la protezione del suolo; hanno ricostruito gli ecosistemi degradati favorendo il ritorno in loco delle specie native. Questi metodi hanno scritto storie di successo straordinarie, come la reintroduzione dei lupi nel parco nazionale di Yellowstone: nel 1995, lo United States Fish and Wildlife Service ha reintrodotto dal Canada 14 lupi, specie che mancava in questo parco dal 1926. Gli effetti a cascata di questa reintroduzione hanno avuto dell’incredibile: i lupi hanno iniziato a cacciare i cervi, riducendone rapidamente la popolazione e costringendoli ad abbandonare alcune aree del parco. Ciò ha permesso alle piante, come pioppi e salici, di ricrescere, il che ha attirato nuove specie di uccelli. Il ritorno dei lupi ha inoltre ridotto la popolazione dei coyote e, di conseguenza, topi e conigli sono aumentati, attirando nel parco anche volpi rosse, donnole, tassi e falchi. La reintroduzione di una singola specie, di fatto, ha trasformato completamente l’ecosistema del parco! Per la loro capacità di influenzare l’equilibrio e la struttura della rete ecologica, i lupi sono considerati una specie chiave, la cui presenza è cruciale per il funzionamento dell’intero habitat.
Anche le normative e le politiche ambientali hanno giocato un ruolo cruciale per il recupero delle specie minacciate. Per esempio, l’Endangered Species Act, una legge federale approvata nel 1973 negli Stati Uniti, ha contribuito a proteggere specie simbolo come il condor della California, il falco pellegrino, il puma della Florida, il pellicano bruno, il grizzly, la balena grigia e molte altre.
Queste strategie però, per quanto efficaci, non sono più sufficienti per contrastare la perdita di biodiversità in un mondo in rapido cambiamento. I mutamenti climatici, la migrazione delle specie verso nuovi habitat e l’invasione di specie aliene richiedono approcci più all’avanguardia per affrontare problematiche sempre più complesse. Con l’evoluzione tecnologica, metodi come l’intelligenza artificiale (IA), il telerilevamento e l’analisi genetica stanno ridefinendo le modalità di conservazione della biodiversità. Queste innovazioni offrono infatti la possibilità di affrontare le sfide attuali in modo più flessibile ed efficace.
L’IA, capace di analizzare enormi quantità di dati in tempi rapidi e con grande accuratezza, è un alleato sempre più prezioso per conservare le specie a rischio. Gli algoritmi avanzati dell’IA, per esempio, possono riconoscere le specie analizzando immagini catturate da fototrappole, e monitorare gli habitat naturali esaminando immagini satellitari ad alta risoluzione. È proprio grazie alla possibilità di elaborare molti dati in tempo reale che stiamo ampliando la nostra comprensione delle dinamiche ambientali e di popolazione. Un esempio significativo di impiego dell’intelligenza artificiale in questo ambito è il progetto Snapshot Serengeti, che utilizza gli algoritmi dell’IA per analizzare milioni di immagini provenienti da trappole fotografiche nel parco nazionale del Serengeti. Questo sistema sofisticato ha velocizzato di gran lunga il processo di catalogazione delle specie (che in passato richiedeva mesi di lavoro umano), fornendo in tempi brevi informazioni vitali sulle abitudini degli animali e su eventuali cambiamenti nel loro comportamento.
Di pari passo, anche il telerilevamento e i droni stanno rivoluzionando la conservazione della biodiversità. Se le immagini satellitari evidenziano cambiamenti nella copertura forestale, nella frammentazione degli habitat o nell’uso del suolo, è possibile rispondere immediatamente a minacce come la deforestazione, gli incendi boschivi e le attività illecite. I droni, invece, consentono di monitorare gli habitat in aree difficili da raggiungere.
Infine, anche la genetica svolge un ruolo cruciale negli sforzi di conservazione contemporanei. Metodi come il DNA barcoding e l’analisi del DNA ambientale (eDNA) consentono di riconoscere le specie che vivono in una certa area a partire da minuscole tracce di materiale genetico presenti nell’ambiente, offrendo un approccio non invasivo ed efficace per monitorare la biodiversità e il benessere dell’ecosistema.
Va ricordato, però, che l’adozione di tecnologie avanzate non è priva di sfide! Adottare tecnologie all’avanguardia richiede infatti risorse finanziarie e competenze tecniche spesso non disponibili in molti Paesi, specialmente in quelli in via di sviluppo. Inoltre, l’efficacia dell’IA dipende dalla qualità dei dati, che in molte aree (per esempio nelle foreste tropicali) possono essere scarsi o inaffidabili. Non va sottovalutato, inoltre, l’impatto ambientale delle tecnologie stesse, come le emissioni di carbonio prodotte dai centri che sviluppano le applicazioni di IA.
Le iniziative tradizionali di conservazione della biodiversità hanno previsto la creazione di parchi (come il Parco Nazionale del Serengeti in Tanzania) e riserve naturali, l’avvio di interventi di ripristino ecologico e l’istituzione di leggi per la protezione delle specie in pericolo. Tali provvedimenti si sono dimostrati fondamentali nel tempo: hanno salvaguardato varie specie nonché i loro habitat naturali; hanno ripristinato funzioni ecologiche come il ciclo dei nutrienti, la depurazione delle acque e la protezione del suolo; hanno ricostruito gli ecosistemi degradati favorendo il ritorno in loco delle specie native. Questi metodi hanno scritto storie di successo straordinarie, come la reintroduzione dei lupi nel parco nazionale di Yellowstone: nel 1995, lo United States Fish and Wildlife Service ha reintrodotto dal Canada 14 lupi, specie che mancava in questo parco dal 1926. Gli effetti a cascata di questa reintroduzione hanno avuto dell’incredibile: i lupi hanno iniziato a cacciare i cervi, riducendone rapidamente la popolazione e costringendoli ad abbandonare alcune aree del parco. Ciò ha permesso alle piante, come pioppi e salici, di ricrescere, il che ha attirato nuove specie di uccelli. Il ritorno dei lupi ha inoltre ridotto la popolazione dei coyote e, di conseguenza, topi e conigli sono aumentati, attirando nel parco anche volpi rosse, donnole, tassi e falchi. La reintroduzione di una singola specie, di fatto, ha trasformato completamente l’ecosistema del parco! Per la loro capacità di influenzare l’equilibrio e la struttura della rete ecologica, i lupi sono considerati una specie chiave, la cui presenza è cruciale per il funzionamento dell’intero habitat.
Anche le normative e le politiche ambientali hanno giocato un ruolo cruciale per il recupero delle specie minacciate. Per esempio, l’Endangered Species Act, una legge federale approvata nel 1973 negli Stati Uniti, ha contribuito a proteggere specie simbolo come il condor della California, il falco pellegrino, il puma della Florida, il pellicano bruno, il grizzly, la balena grigia e molte altre.
Queste strategie però, per quanto efficaci, non sono più sufficienti per contrastare la perdita di biodiversità in un mondo in rapido cambiamento. I mutamenti climatici, la migrazione delle specie verso nuovi habitat e l’invasione di specie aliene richiedono approcci più all’avanguardia per affrontare problematiche sempre più complesse. Con l’evoluzione tecnologica, metodi come l’intelligenza artificiale (IA), il telerilevamento e l’analisi genetica stanno ridefinendo le modalità di conservazione della biodiversità. Queste innovazioni offrono infatti la possibilità di affrontare le sfide attuali in modo più flessibile ed efficace.
L’IA, capace di analizzare enormi quantità di dati in tempi rapidi e con grande accuratezza, è un alleato sempre più prezioso per conservare le specie a rischio. Gli algoritmi avanzati dell’IA, per esempio, possono riconoscere le specie analizzando immagini catturate da fototrappole, e monitorare gli habitat naturali esaminando immagini satellitari ad alta risoluzione. È proprio grazie alla possibilità di elaborare molti dati in tempo reale che stiamo ampliando la nostra comprensione delle dinamiche ambientali e di popolazione. Un esempio significativo di impiego dell’intelligenza artificiale in questo ambito è il progetto Snapshot Serengeti, che utilizza gli algoritmi dell’IA per analizzare milioni di immagini provenienti da trappole fotografiche nel parco nazionale del Serengeti. Questo sistema sofisticato ha velocizzato di gran lunga il processo di catalogazione delle specie (che in passato richiedeva mesi di lavoro umano), fornendo in tempi brevi informazioni vitali sulle abitudini degli animali e su eventuali cambiamenti nel loro comportamento.
Di pari passo, anche il telerilevamento e i droni stanno rivoluzionando la conservazione della biodiversità. Se le immagini satellitari evidenziano cambiamenti nella copertura forestale, nella frammentazione degli habitat o nell’uso del suolo, è possibile rispondere immediatamente a minacce come la deforestazione, gli incendi boschivi e le attività illecite. I droni, invece, consentono di monitorare gli habitat in aree difficili da raggiungere.
Infine, anche la genetica svolge un ruolo cruciale negli sforzi di conservazione contemporanei. Metodi come il DNA barcoding e l’analisi del DNA ambientale (eDNA) consentono di riconoscere le specie che vivono in una certa area a partire da minuscole tracce di materiale genetico presenti nell’ambiente, offrendo un approccio non invasivo ed efficace per monitorare la biodiversità e il benessere dell’ecosistema.
Va ricordato, però, che l’adozione di tecnologie avanzate non è priva di sfide! Adottare tecnologie all’avanguardia richiede infatti risorse finanziarie e competenze tecniche spesso non disponibili in molti Paesi, specialmente in quelli in via di sviluppo. Inoltre, l’efficacia dell’IA dipende dalla qualità dei dati, che in molte aree (per esempio nelle foreste tropicali) possono essere scarsi o inaffidabili. Non va sottovalutato, inoltre, l’impatto ambientale delle tecnologie stesse, come le emissioni di carbonio prodotte dai centri che sviluppano le applicazioni di IA.
Malgrado queste sfide, è indubbio che l’integrazione tra approcci tradizionali e moderni offra una prospettiva promettente per il futuro della conservazione della biodiversità. Se le strategie tradizionali forniscono una base solida, le tecnologie moderne offrono i mezzi necessari per affrontare i problemi di un mondo in rapida evoluzione. Solo adottando entrambe le prospettive, di conseguenza, saremo in grado di assicurare un futuro sostenibile al nostro pianeta e a tutte le forme di vita che, proprio come noi, ne sono ospiti.
Proposta di attività per la classe
Suddivisi in piccoli gruppi, esplorate il tema della biodiversità e delle strategie per la sua conservazione. Ogni gruppo approfondirà uno dei seguenti temi:
Impiegando almeno tre fonti affidabili reperite online (per esempio articoli scientifici, report di organizzazioni ambientali o siti istituzionali), elaborate una proposta concreta per proteggere o migliorare la biodiversità nella vostra città o regione. La proposta (un articolo informativo, una guida digitale o un manifesto con infografica) dovrà includere:
Infine, preparate una breve presentazione (orale o multimediale) per condividere i risultati con la classe.
- intelligenza artificiale e biodiversità: indagate come l’IA viene utilizzata per monitorare le specie a rischio o per analizzare gli habitat naturali, cercando esempi concreti di progetti innovativi;
- ripristino ecologico di ecosistemi degradati: esaminate casi studio, come la reintroduzione del lupo nel parco nazionale di Yellowstone, per analizzare gli effetti ecologici e sociali di queste operazioni. Cercate esempi simili in altri Paesi o regioni;
- specie invasive e cambiamenti climatici: documentate gli effetti delle specie aliene e dei cambiamenti climatici sulla biodiversità locale, e analizzate strategie innovative per mitigare questi problemi;
- genetica e monitoraggio ambientale: approfondite l’uso di tecniche come il DNA barcoding e il DNA ambientale (eDNA) per identificare e monitorare le specie presenti in un’area, anche in contesti non facilmente accessibili. Cercate esempi di applicazioni pratiche e le loro implicazioni.
Impiegando almeno tre fonti affidabili reperite online (per esempio articoli scientifici, report di organizzazioni ambientali o siti istituzionali), elaborate una proposta concreta per proteggere o migliorare la biodiversità nella vostra città o regione. La proposta (un articolo informativo, una guida digitale o un manifesto con infografica) dovrà includere:
- una sintesi delle ricerche svolte;
- un’analisi delle soluzioni esistenti;
- un’idea innovativa per sensibilizzare o coinvolgere la comunità locale.
Infine, preparate una breve presentazione (orale o multimediale) per condividere i risultati con la classe.
Bibliografia
Reynolds, Sam A et al. “The potential for AI to revolutionize conservation: a horizon scan.” Trends in ecology & evolution, S0169-5347(24)00286-6. 17 Dec. 2024, doi:10.1016/j.tree.2024.11.013
Silvestro, D., Goria, S., Sterner, T. et al. Improving biodiversity protection through artificial intelligence. Nat Sustain 5, 415–424 (2022). https://doi.org/10.1038/s41893-022-00851-6
Ullah, Fazal & Saqib, Saddam & Xiong, Youcai. (2024). Integrating artificial intelligence in biodiversity conservation: bridging classical and modern approaches. Biodiversity and Conservation. 1-21. 10.1007/s10531-024-02977-9.
Silvestro, D., Goria, S., Sterner, T. et al. Improving biodiversity protection through artificial intelligence. Nat Sustain 5, 415–424 (2022). https://doi.org/10.1038/s41893-022-00851-6
Ullah, Fazal & Saqib, Saddam & Xiong, Youcai. (2024). Integrating artificial intelligence in biodiversity conservation: bridging classical and modern approaches. Biodiversity and Conservation. 1-21. 10.1007/s10531-024-02977-9.
