Un articolo pubblicato su Science Bulletin , una rivista accademica multidisciplinare supervisionata dall’Accademia cinese delle scienze e co-sponsorizzato dal CAS e dalla National Natural Science Foundation of China, mostra che l’intelligenza artificiale è uno strumento altamente efficace per sapere quali specie di carnivori estinti agito sulle ossa fossili rinvenute nei siti paleontologici. Questa ricerca si è concentrata sul sito di Venta Micena (Orce, Granada, Spagna).
Perché Orce è rilevante?
La Zona Archeologica conosciuta come ‘Cuenca de Orce’ si trova nel sud-est della Penisola Iberica, nella provincia di Granada (Spagna). Orce è compresa nel bacino di Guadix-Baza, una delle aree a maggior potenziale archeopalentologico del Pleistocene inferiore insieme al bacino del Nihewan (Cina). La ricerca condotta dal 1982 ha prodotto un ampio record di grandi vertebrati da circa 1,5 milioni di anni fa. Tra i venti siti con assemblaggi di vertebrati, ne spiccano tre: Venta Micena, il più antico (1,6 Ma) senza presenza umana, Barranco León (1,46 Ma) dove è stato ritrovato un dente umano deciduo insieme a una grande quantità di strumenti litici knapped, e Fuente Nueva 3 (1,2 Ma) dove anche gli strumenti umani sono molto abbondanti.
La fauna dell’Orce
Tra le specie rinvenute ad Orce, ed in particolare a Venta Micena, si segnalano i seguenti taxa di erbivori: un proboscide, un ippopotamo, un rinoceronte, un cavallo, due cervidi, sei bovidi. I nostri protagonisti, i carnivori, sono due gatti dai denti a sciabola ( Homotherium latidens e Megantereon cultidrens / whitei ), un antenato giaguaro ( Panthera cfr. gombaszoegensis ) e un antenato lince ( Lynx sp.), tre specie di canidi ( un antenato volpe [ Vulpes alopecoides ], un parente di Lycaon [ Xenocyon lycaonoides ] e un antenato lupo [ Canis mosbachensis ], un orso estinto [ Ursus etruscus] e la nostra protagonista, la iena estinta Pachycrocuta brevirostris . Questo assemblaggio di mammiferi è rappresentativo del Pleistocene inferiore eurasiatico.
Il paesaggio pleistocenico di Orce
Il paesaggio dell’Orce durante il Pleistocene inferiore era molto diverso da quello attuale. In primo luogo, un grande lago salino dominava la parte nord-orientale del bacino di Guadix-Baza. Tuttavia, i periodi di regressione lacustre, che hanno portato alla comparsa di molteplici lagune sotterranee, stagni e stagni, sono stati fondamentali per attirare nel sito grandi vertebrati. Venta Micena era uno di quegli stagni d’acqua dolce 1,6 milioni di anni fa. È qui che la ricca fauna che abitava questa zona veniva a placare la sete e la fame, facendo di Venta Micena un luogo dove si svolgeva un gioco di vita o di morte. Anche la vegetazione era molto diversa, con la presenza di boschi più grandi in un clima mediterraneo più umido.
Più di quanto sembri
Una delle caratteristiche di alcuni carnivori è che durante il processo di consumo delle carcasse di cui si nutrono, lasciano accidentalmente segni di denti. Questi saranno più presenti quanto più i carnivori cercheranno di finire la carne presente o se tenteranno di fratturare le ossa per ottenere il midollo osseo. Il problema è stato tradizionalmente come distinguere quale carnivoro ha morso quale osso.
“Per risolvere questo problema, la prima cosa da fare è creare un database di segni di denti delle specie attuali. nelle parole di Lloyd Courtenay (Università di Salamanca), “uno degli autori principali di questa ricerca”, in particolare di quelle specie che hanno analoghi estinti. Nel nostro caso, leoni, licaoni, volpi, lupi, leopardi, giaguari e iene. Tuttavia, nonostante le evidenti differenze tra le specie citate, è difficile distinguere visivamente a quale specie appartenga ciascuna di esse”.
La novità del nostro studio è la nostra capacità di caratterizzare per la prima volta i segni dei denti di un carnivoro estinto utilizzando un robusto protocollo computazionale basato sulla morfometria geometrica 3D e sull’intelligenza artificiale. Il primo approccio, la morfometria geometrica 3D, si basa sulla localizzazione di punti nella stessa posizione per tutti i segni dei denti. Questo permette di caratterizzare la forma di ognuno di essi. “Dove l’occhio non può arrivare, arriva la caratterizzazione morfometrica”, spiega José Yravedra (Università Complutense di Madrid) e un altro dei principali autori di questo lavoro. Il secondo, in particolare il Deep Learning, si concentra sull’insegnamento dei computer per l’apprendimento. Nel nostro caso, distinguere tra i segni dei denti delle specie attuali e trovare quale di essi assomigli di più a quelli rinvenuti nel sito di Venta Micena. ” Il Machine Learning implica calcoli matematici complessi e un alto grado di conoscenza della programmazione”, afferma Courtenay. “Ma le grandi affermazioni richiedono Big Data. E questa tecnologia all’avanguardia”, osserva Juan Manuel Jiménez-Arenas, direttore dell’Orce Research Project. In effetti, l’uso di queste metodologie produce tassi di successo di corrispondenza molto elevati, superiori al 90%.
Segni dei denti, il codice a barre per i carnivori di una volta
L’utilizzo di queste tecnologie ci permette di aprire una nuova finestra sul passato. La morfometria geometrica 3D funzionerebbe come il codice a barre che troviamo su molti prodotti in qualsiasi supermercato e l’Intelligenza Artificiale come il lettore di codici a barre con cui riconoscere quali carnivori sono intervenuti nei siti.
“A titolo di esempio abbiamo utilizzato Venta Micena, un sito il cui principale agente che ha generato il grande accumulo di ossa presente in questo luogo è stata la grande iena Pachycrocuta brevirostris . E la nostra analisi lo conferma perché la maggior parte dei segni dei denti appartiene a quella specie. Ma quello che sarà davvero interessante sarà applicarlo ad altri siti dove i protagonisti non sono così chiari, aprendo una finestra per interpretare il comportamento delle specie estinte”, afferma Yravedra. “La nostra sfida è applicarlo ai siti in cui umani e carnivori hanno gareggiato per l’accesso alle carcasse di erbivori, come Barranco León e Fuente Nueva 3, entrambi a Orce”, conferma Jiménez-Arenas.
Questo studio è stato possibile grazie alla collaborazione di ricercatori dell’Università Complutense di Madrid (Spagna), dell’Università di Salamanca (Spagna), dell’Università di Granada (Spagna) e dell’Università di Oxford (Regno Unito). Questa ricerca è stata possibile grazie al sostegno e all’autorizzazione del governo regionale dell’Andalusia (Junta de Andalucía) (Spagna).
