Une équipe de chercheurs a créé un nouvel outil d'apprentissage automatique qui s'ouvre l'un des puzzles les plus délicats de la biologie: trouver les microbes les plus rares sur Terre. Pensez-y comme trouver une aiguille dans une botte de foin, sauf que l'aiguille est microscopique et pourrait tenir la clé de la façon dont nos écosystèmes fonctionnent.
L'outil, appelé ULRB, utilise l'IA pour repérer ces micro-organismes insaisissables qui, malgré leur petit nombre, ont un coup de poing sérieux pour garder les écosystèmes de notre planète en bonne santé. C'est comme avoir un détective super intelligent qui peut choisir les rares gemmes de milliards d'autres microbes.
La recherche est publiée dans la revue Biologie des communications.
Ce logiciel open source pionnier, développé par une collaboration entre l'Université d'Ottawa, l'Université Dalhousie, le Centre interdisciplinaire de recherche marine et environnementale (CIIMAR), l'Institut pour la bio-ingénierie et les biosciences de l'Instituto TÉCNICO supérieur et l'université de la recherche ecologique.
« Cet outil résout un problème majeur en écologie microbienne: comment définissons-nous les micro-organismes rares? » dit la co-auteure Paula Branco, professeur agrégé à l'École de génie électrique et d'informatique de l'Université d'Ottawa.
« Avec ULRB, nous avons créé une méthode précise, adaptable et capable d'améliorer les évaluations de la biodiversité. Avant, nous devions essentiellement ce qui comptait comme » rare « dans le monde microbien. Maintenant, nous avons maintenant un moyen précis de le comprendre. »
« Nos résultats montrent que l'ULRB identifie non seulement des micro-organismes rares mais fonctionne également avec des données non microbiennes, telles que les ensembles de données de recensement des arbres », explique Francisco Pascoal, Ph.D. Candidat à Ciimar (Interdisciplinary Center for Marine and Environmental Research), qui a dirigé le développement du package Ulrb R dans le cadre de sa recherche doctorale. « Cette polyvalence en fait un outil puissant pour les applications écologiques. »
Dirigée entièrement en calcul, l'étude a testé ULRB contre divers ensembles de données de microbiome. Le logiciel a démontré une robustesse statistique et des applications pratiques, telles que la caractérisation des microbiomes corail.
Disponible en tant que logiciels open source sur Cran et GitHub, ULRB comprend des tutoriels pour aider les utilisateurs du monde entier. Son impact s'étend au-delà du monde universitaire en améliorant les évaluations de la biodiversité et en aidant les évaluations des effets du changement climatique sur les communautés microbiennes.
