L'excès de carbone dans l'atmosphère provoque de nombreux changementsmatic et constitue une réelle menace pour notre existence, ainsi que pour celle des animaux et des plantes. Il en résulte des vagues de chaleur extrêmes, des tempêtes, de longues périodes de sécheresse et des inondations catastrophiques. Nous avons donc besoin de solutions pour réduire la concentration de carbone dans l'atmosphère, et rien n'est plus efficace que les plantes – oui, ces plantes vertes qui, en plus d'embellir notre environnement, nous offrent un cadre serein et une énergie positive.
Les plantes absorbent le dioxyde de carbone de l'atmosphère grâce à leur capacité naturelle. Les scientifiques de l'Institut Salk exploitent cette même propriété pour purifier l'air du dioxyde de carbone en modifiant la structure de leurs racines afin qu'elles puissent stocker davantage de carbone. Leur nouvel outil sophistiqué, SLEAP, est un logiciel d'intelligence artificielle qui tracdifférentes caractéristiques de la croissance racinaire.
Concevoir de nouvelles plantes pour lutter contre le changement climatique
Le programme « Harnessing Plants Initiative » (HPI) de l’Institut Salk vise à développer des solutions pour exploiter le potentiel des plantes dans le stockage du carbone, car celles-ci en stockent déjà dans leur biomasse. Cependant, ce stockage est généralement temporaire : lorsque les plantes meurent ou que les récoltes sont effectuées, le carbone stocké retourne dans l’atmosphère. L’Institut Salk cherche à accroître leur capacité de stockage de carbone, et ce, sur de plus longues périodes.
Les scientifiques de l'HPI utilisent SLEAP pour concevoir ces plantes contribuant à la stabilisation du climat. Ce logiciel, très simple d'utilisation, a été initialement conçu pour tracles déplacements d'animaux en laboratoire et est désormais adapté à l'étude des structures racinaires.
Dans une étude récente, des chercheurs ont révélé le nouveau protocole de SLEAP, qui analysera les caractéristiques des racines telles que leur profondeur de croissance, leur largeur, leur taille au fil du temps et leurs autres caractéristiques physiques, qui étaient assez fastidieuses et chronophages à mesurer avant SLEAP.
SLEAP représente un grand pas en avant dans la recherche sur les plantes
Le projet SLEAP aide déjà les scientifiques en générant un catalogue exhaustif des systèmes racinaires des plantes. L'dentde ces systèmes permettra aux scientifiques de trouver les gènes associés aux caractéristiques recherchées et de defisi plusieurs caractéristiques d'une plante sont defipar les mêmes gènes.
Les chercheurs de l'institut Salk pourront déterminer quels gènes sont utiles pour la conception de leurs nouvelles plantes. Elizabeth Berrigan, scientifique ayant participé au développement du programme SLEAP, explique :
« Nous avons créé un protocole robuste, validé sur plusieurs types d'installations, qui réduit le temps d'analyse et les erreurs humaines tout en mettant l'accent sur l'accessibilité et la facilité d'utilisation – et il n'a nécessité aucune modification du logiciel SLEAP lui-même. »
Source : Institut Salk.
Les chercheurs de l'Institut Salk ont testé le modèle sur différents types de plantes, comme le riz, le colza et le soja. Ils l'ont également testé sur l'Arabidopsis thaliana, une plante herbacée de la famille des Brassicacées. Après ces essais, ils ont constaté que SLEAP est dix fois plus rapide pour l'entraînement des modèles d'IA que les méthodes précédentes et dix fois plus rapide pour la prédiction de la structure des plantes à partir de nouvelles données.
Les chercheurs se concentrent désormais sur un nouveau défi : l’étude des structures racinaires en 3D grâce à SLEAP. Les recherches menées avec SLEAP se poursuivront, car cet outil accélère déjà le processus de recherche à l’Institut Salk.
