Einsatz von maschinellem Lernen zur Verbesserung der Kenntnisse über die Artenvielfalt der Theropoden in Nordafrika
Wissenschaftler nutzen phylogenetische, morphometrische und maschinelle Lernanalysen, um rätselhafte fossile Zähne aus den Kem Kem-Fundstätten in Marokko zu identifizieren.
Die Forscher kombinierten herkömmliche Methoden zur Artenbestimmung mit maschinellem Lernen, um ein klareres Bild der Teropodenvielfalt im Kem Kem-Bett, an der Grenze zwischen Marokko und Algerien, in Nordafrika.
Die Schichten von Kem Kem stammen aus der Oberkreidezeit, die zwischen 100,5 Millionen und 66 Millionen Jahren dauerte. Die Kreidezeit bildet den letzten Teil des Mesozoikums (einschließlich der Trias und des Jura), in dem die Fleisch fressenden theropoden Dinosaurier die Erde beherrschten.
Theropoden
Die Theropoda-Dinosaurier - was übersetzt "Tierbeine" bedeutet - waren eine abweichende Gruppe von zweibeinigen Sauropoden-Dinosauriern (mit zwei Beinen), die sich durch dünnwandige, hohle Knochen, drei Finger und drei Zehen (mit reduzierten vierten und fünften Zehen an Händen und Füßen), krallenförmige Finger und Zehen und nach hinten gebogene Zähne zum Zerreißen von Fleisch auszeichneten.
Einige dieser Merkmale gingen im Laufe der Evolution der Theropoden verloren oder wurden verändert, um sich an neue Umweltanforderungen anzupassen. .
Die Forscher konzentrierten sich auf den Einsatz von phylogenetischen und morphometrischen Analysen zusammen mit maschinellen Lernanalysen, um die taxonomische Zugehörigkeit fossiler Überreste, d. h. isolierter Theropodenzähne, zu bewerten. Unter phylogenetischer Analyse versteht man den Prozess der Definition evolutionärer Beziehungen innerhalb und zwischen Arten auf der Grundlage genetischer und morphologischer Unterschiede (z. B. Form und Struktur verschiedener Körperteile).
Anhand der Morphologie von 36 Zähnen, die aus der Kem Kem-Gruppe isoliert wurden, beschrieben die Forscher vier verschiedene Typen von Theropodenzähnen. Die Zähne wurden aus dem Königlichen Belgischen Institut für Naturwissenschaften und der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie ausgewählt.
Das internationale Forscherteam unterscheidet zwischen zwei Morphotypen von mysteriösen Zähnen, die zu Spinosaurus und Carcarodontosaurus gehören. Obwohl man dachte, dass die mysteriösen Zähne aus der Velociraptor-Familie der Dromeosaurier stammen, stellte das Team fest, dass sie tatsächlich von Arten aus der Familie der Abelisauridae und der Noasauridae-Klade der Theropoden-Dinosaurier stammen. Die letztgenannte Familie von Dinosauriern ist in Teilen Nordafrikas recht selten.
Künftige Forschung
Herkömmliche Methoden zur Identifizierung von Fossilienfunden haben das Vorhandensein von Nicht-Assauriden (typischerweise kleinwüchsige, langhalsige Theropoden) in Ablagerungen aus dem Kem Kem-Gebiet nicht erkennen können. Dies unterstreicht das Potenzial des Einsatzes maschineller Lernanalysen zur Ergänzung traditioneller paläontologischer Methoden und zur Verbesserung unseres Verständnisses der Artenvielfalt in fossilen Ökosystemen.