Un nuovo strumento di apprendimento profondo può dire se il salmone è selvaggio o d'allevamento
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Un nuovo lavoro pubblicato su Biology Methods and Protocols, della Oxford University Press, ha scoperto che ora è possibile distinguere i salmoni selvatici da quelli d'allevamento utilizzando il deep learning, migliorando potenzialmente in modo significativo le strategie per la protezione dell'ambiente.
Una singola squama di salmone può rivelare molto sulla vita del pesce. Man mano che il salmone cresce, le sue squame formano anelli concentrici il cui numero e la cui distanza riflettono la crescita del corpo nel tempo.
Eva Setsaas, Eva Thorstad, and Bengt Finstad/ Biology Methods and Protocols
La Norvegia ospita le più grandi popolazioni di salmone selvatico ancora esistenti ed è anche uno dei maggiori produttori di salmone d'allevamento. L'abbondanza di salmone atlantico in Norvegia è diminuita di oltre il 50% dagli anni '80 ed è ora a livelli storicamente bassi. La fuga dei salmoni d'allevamento è un'importante causa di questo declino. La Norvegia produce oltre 1,5 milioni di tonnellate di salmone atlantico d'allevamento all'anno. Ogni anno, tuttavia, circa 300.000 salmoni d'allevamento fuggono in natura.
I salmoni fuggiti rappresentano una minaccia ecologica e genetica sostanziale per le popolazioni selvatiche, poiché aumentano la competizione per le risorse limitate, come il cibo e gli habitat per la deposizione delle uova, potenzialmente spostando i salmoni selvatici o riducendo il loro successo riproduttivo. I salmoni d'allevamento introducono anche agenti patogeni e parassiti come i pidocchi di mare, aggravando le pressioni sulle popolazioni di salmoni selvatici, già vulnerabili a causa dei cambiamenti climatici e del degrado degli habitat.
I salmoni d'allevamento differiscono geneticamente dalle popolazioni selvatiche e l'incrocio tra salmoni d'allevamento fuggiti e salmoni selvatici porta a cambiamenti genetici che rendono i salmoni selvatici meno adatti ad adattarsi ai cambiamenti ambientali o ad affrontare le minacce che li circondano. L'analisi genetica mostra che circa due terzi dei salmoni selvatici in Norvegia presentano segni genetici che indicano incroci con salmoni d'allevamento.
Gli scienziati monitorano i salmoni d'allevamento fuggiti utilizzando l'analisi genetica e l'esame delle squame dei pesci. Il monitoraggio manuale delle differenze nei modelli di squame dei pesci richiede molto tempo ed è estremamente costoso. Gli investigatori possono distinguere i salmoni selvatici da quelli d'allevamento perché le squame dei salmoni crescono formando anelli concentrici sulla loro superficie. Come nel caso degli anelli degli alberi, il numero e la spaziatura di questi anelli corrispondono alla crescita del pesce. I salmoni d'allevamento hanno squame che rappresentano una crescita rapida e costante, che si traduce in squame regolarmente distanziate con limitati indicatori stagionali. Al contrario, i salmoni selvatici subiscono una marcata variazione stagionale nella crescita, determinata da temperature incoerenti, disponibilità di prede e migrazioni.
Per aiutare i ricercatori a distinguere i diversi tipi di salmone su scala più ampia, i ricercatori hanno addestrato una nuova rete neurale convoluzionale utilizzando quasi 90.000 immagini di squame di salmone atlantico provenienti dall'Istituto veterinario norvegese e dall'Istituto norvegese per la ricerca sulla natura. Hanno stabilito una pipeline di elaborazione standardizzata e hanno valutato il modello rispetto ai lettori umani di squame e ai pesci di origine nota.
Il set di dati totale era composto da quasi 90 mila immagini, che coprivano centinaia di fiumi in tutta la Norvegia e risalivano ai primi anni Trenta. Il salmone d'allevamento rappresentava circa l'8,5% delle immagini totali rispetto al salmone selvatico.
I ricercatori hanno scoperto che la pipeline di dati e il modello sono in grado di elaborare rapidamente le immagini e di fornire previsioni con relative stime di confidenza. Il modello ha ottenuto risultati eccezionali ed è stato in grado di differenziare il salmone d'allevamento da quello selvatico nella maggior parte dei fiumi norvegesi dal 2009 al 2023 con un'accuratezza del 95%.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Malte Willmes, Anders Varmann Aamodt, Børge Solli Andreassen, Lina Victoria Tuddenham Haug, Enghild Steinkjer, Gunnel M Østborg, Gitte Løkeberg, Peder Fiske, Geir R Brandt, Terje Mikalsen, Arne Siversten, Magnus Moustache, June Larsen Ydsti, Bjørn Florø-Larsen; "Identifying escaped farmed salmon from fish scales using deep learning"; Biology Methods and Protocols, Volume 10, 2025-11-26
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