Cactus : prédiction du statut de conservation des espèces

Date:
Mis à jour le 26/11/2020
L'évaluation de l'état de conservation et du risque d'extinction des espèces est un défi majeur pour la gestion de la biodiversité. Actuellement, cette évaluation se fait espèce par espèce, un processus qui nécessite une expertise approfondie et prend beaucoup de temps. Le but ultime de l’action exploratoire Cactus, portée par Alexis Joly, est de pouvoir prédire automatiquement le statut de conservation des espèces en combinant l'apprentissage statistique, l'intelligence artificielle et les approches de modélisation écologique. Cependant, des problèmes difficiles se posent, en particulier le manque de données d’absence, les biais d'observation et le très fort déséquilibre de données disponibles pour les différentes espèces.

Que signifie Cactus ?

CACTUS est un acronyme inspiré de l’anglais “A predictive approach to determining the conservation status of species” mais c’est aussi une famille de plantes grasses très résilientes aux sécheresses et températures extrêmes.

Quels sont vos principaux thèmes de recherche ?

La détermination du statut de conservation des espèces (“vulnérable”, “menacée”, “disparue”, etc.) est un processus complexe qui nécessite à la fois des données fiables et un examen minutieux et bien informé des critères définis par la communauté scientifique (notamment ceux de l’IUCN). Ce processus prenant beaucoup de temps, la liste des espèces analysées présente des lacunes importantes et n’est pas mise à jour suffisamment rapidement au regard de la rapidité des changements environnementaux actuels. 

Notre hypothèse est qu'il pourrait être possible de prédire le statut de conservation des espèces de manière beaucoup plus efficace en analysant automatiquement les masses de données disponibles grâce à des approches d’intelligence artificielle. Les cyberinfrastructures récentes et les nouvelles sources de données offrent en effet des possibilités de mobiliser et d'intégrer des quantités massives de données biologiques qui n'ont jamais été analysées conjointement. Nous nous intéresserons en particulier à l’utilisation des données de science participatives (telles que celles de la plateforme Pl@ntNet) qui ont l’intérêt d’offrir une fréquence d’observation élevée. 

En quoi le projet est-il exploratoire ?

L'automatisation de la prédiction du statut des espèces n'a jamais été envisagée auparavant ou en tout cas pas à ces échelles ou pas par des méthodes d’intelligence artificielle. Nous n’avons pour l’instant aucune garantie que les données que nous mobiliseront contiennent toutes les informations nécessaires et encore moins que les méthodes que nous mettrons en œuvre permettront de les extraire efficacement. Plusieurs questions connues comme étant des problèmes difficiles devront notamment être abordées, en particulier le manque de données d’absence. Il est en effet assez facile de trouver des données de présence des espèces mais il est très difficile de conclure à l’absence d’une espèce à un endroit donné du simple fait qu’il n’y ait pas de données de présence avérée. Statuer de manière définitive sur la disparition d’une espèce est en particulier très compliqué, surtout si cette dernière était déjà rare auparavant.

Avez-vous des partenaires académiques ou industriels ?

Cette action exploratoire est portée par Alexis Joly (directeur de recherche Inria) avec la participation de Joaquim Estopinan (doctorant Inria), Pierre Bonnet (botaniste au CIRAD), François Munoz (écologue/modélisateur au LECA), Maximilien Servajean (chercheur en machine learning au LIRMM) et Joseph Salmon (professeur en apprentissage statistique à l’université de Montpellier).

Au-delà de ce premier cercle de collaborateurs, nous comptons échanger avec des chercheurs de l’IUCN, le principal organisme mondial en charge de la détermination du statut de conservation des espèces, très connu pour sa fameuse liste rouge des espèces menacées. Nous serions très heureux que nos travaux puissent à terme faciliter leur travail et contribuer ainsi à une meilleure gestion de la biodiversité mondiale.

Alexis Joly, Action Exploratoire Cactus

Alexis Joly

Responsable de l'action exploratoire Cactus