Pollen-Datenbank PollenGEO digitalisiert 18.000 Pflanzenarten für KI-Identifikation

Ein internationales Forschungsteam des Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) hat eine umfassende digitale Sammlung von Pollen aus über 18.000 Pflanzenarten aus den Tropen erstellt. Das Projekt, namens PollenGEO, umfasst mehr als 40 Millionen hochauflösende Bilder von Pollenkörnern, die aus einer der weltweit größten Palynologischen Sammlungen stammen – darunter die Graham-Palynologische Sammlung, die 2008 dem STRI übergeben wurde und etwa 18.000 tropische Pflanzenarten umfasst. Zusätzlich wurden Daten aus weiteren bedeutenden Sammlungen wie der Joan Nowicke-Sammlung, der Barro Colorado Island-Sammlung, dem Amazonas- und Sian Ka’an-Kollektiv sowie etwa 1.000 fossilisierten Pollenproben aus dem National Museum of Natural History integriert. Über 100 Freiwillige aus dem Smithsonian Transcription Center halfen dabei, die Daten aus den dazugehörigen Indexkarten in digitale Formate zu überführen. Die Hauptaufgabe des Projekts ist es, die traditionelle, zeitaufwendige Identifizierung von Pollenkörnern unter dem Mikroskop zu revolutionieren. Bisher erforderte die Analyse eines einzigen Probenmaterials oft mehrere Stunden Expertenarbeit – besonders herausfordernd in den tropischen Regionen mit ihrer hohen Artenvielfalt und vielen noch nicht beschriebenen Arten. Mit der digitalen Sammlung kann nun ein künstliches neuronales Netzwerk trainiert werden, um Pollen automatisch zu erkennen und zu klassifizieren. Dazu arbeiteten Palynologen wie Carlos Jaramillo vom STRI mit Informatikern wie Associate Professor Surangi Punyasena von der University of Illinois Urbana-Champaign zusammen, um eine robuste AI-Plattform zu entwickeln. Die Anwendungen von PollenGEO sind vielfältig: In der Medizin kann die schnelle Identifizierung von Allergenen helfen, in der Kriminalistik kann Pollen als Beweismittel bei der Rekonstruktion von Orten dienen, und in der Paläontologie ermöglicht die Analyse von fossilem Pollen, die Entwicklung von alten Ökosystemen und Klimaveränderungen über Millionen von Jahren zu rekonstruieren. Ein Beispiel ist das Trans-Amazon-Drilling-Projekt, an dem Jaramillo und internationale Partner wie die Universitäten von Mato Grosso und Acre sowie die Open University beteiligt sind, um die historische Entwicklung des Amazonas-Regenwaldes mithilfe von Bohrkernen zu entschlüsseln. Die vollständige Sammlung wird kostenlos online zugänglich sein, was die wissenschaftliche Zusammenarbeit weltweit fördern und die bisher isolierte Arbeit hinter dem Mikroskop in eine globale, digitale Forschungsumgebung verwandeln wird. Ein Webinar von Andrés Díaz verdeutlichte den Prozess der Digitalisierung und die Bedeutung der Beteiligung der Öffentlichkeit. Die Einführung von PollenGEO markiert einen Meilenstein in der Palynologie: Es verbindet traditionelle biologische Forschung mit moderner KI und macht eine früher exklusive Expertenarbeit zugänglich, transparent und skalierbar. Für die Wissenschaft ist dies ein Schlüssel zur Beschleunigung von Klimaforschung, Biodiversitätsanalyse und sogar forensischer Untersuchungen. Die Sammlung wird zukünftig nicht nur als Referenz, sondern als lebendige Datenplattform für Forschung und Bildung dienen.