El Smithsonian Tropical Research Institute está digitalizando imágenes de polen de más de 18,000 especies de plantas tropicales en un proyecto que podría transformar campos que van desde la paleontología hasta la medicina de alergias. Esta base de datos digital, llamada PollenGEO, estará disponible gratuitamente en línea y representa uno de los esfuerzos de digitalización más ambiciosos en el estudio del polen.
Una colección única en el mundo
La colección de polen del Smithsonian, alojada en el Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) y el Museo Nacional de Historia Natural, contiene más de 18,000 especies, convirtiéndola en una de las colecciones de polen más grandes del mundo. Esta riqueza científica ahora está siendo transformada en una herramienta digital que promete revolucionar múltiples disciplinas.
Aplicaciones revolucionarias de la tecnología
Las aplicaciones potenciales de PollenGEO son extraordinariamente diversas:
- Medicina de alergias: Identificación rápida y precisa de polen para diagnosticar alergias
- Investigación forense: Determinar la procedencia geográfica de evidencia en escenas del crimen
- Paleoclimatología: Investigar cómo los bosques antiguos respondieron al cambio climático
- Geología: Datar depósitos de hidrocarburos mediante análisis palinológico
El desafío tradicional de la identificación
Tradicionalalmente, los especialistas identificaban granos de polen uno por uno bajo el microscopio, utilizando manuales ilustrados como referencia. Este proceso es extremadamente laborioso y particularmente desafiante en los trópicos, donde existen miles de especies de plantas, muchas de ellas aún sin identificar.
La identificación se vuelve aún más compleja cuando se trata de polen en capas rocosas antiguas, ya que muchas de las especies que produjeron ese polen están ahora extintas.
Inteligencia artificial al rescate
Para resolver estos desafíos, más de 30 investigadores y estudiantes en STRI, liderados por el palinólogo Carlos Jaramillo, están digitalizando toda la colección palinológica del Smithsonian. El proyecto involucra la carga de más de 40 millones de fotografías de granos de polen de especies conocidas para crear una base de datos masiva.
Esta información será utilizada para entrenar modelos de inteligencia artificial que ayuden en la identificación de polen, transformando un proceso que tradicionalmente requería cientos de horas de trabajo microscópico especializado.
Tesoros científicos digitalizados
La mayoría de las muestras provienen de la Graham Palynological Collection, donada a STRI en 2008, que contiene aproximadamente 18,000 especies de polen mayormente tropical en más de 23,000 portaobjetos de microscopio. Cada muestra está acompañada por una tarjeta índice que describe la muestra.
Colaboración ciudadana
Aproximadamente 100 voluntarios trabajando a través del Smithsonian Transcription Center ayudaron a ingresar la información de las tarjetas en la base de datos, demostrando el poder de la colaboración ciudadana en la ciencia.
La colección también incluye:
- La colección Joan Nowicke
- La colección de Barro Colorado Island por Dave Roubik y Enrique Moreno
- La colección amazónica de Paul Collinvaux
- La colección Sian Ka’an, con 650 especies del sureste de México
- Aproximadamente 1,000 muestras de polen fósil del Museo Nacional de Historia Natural
Colaboración interdisciplinaria
El entrenamiento de un modelo de IA para usar esta base de datos masiva requirió colaboración entre expertos en diversos campos, desde botánica hasta ciencias de la computación. La profesora asociada Surangi Punyasena de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign está construyendo el entorno de IA.
El equipo de Jaramillo forma parte del proyecto Trans-Amazon Drilling, una iniciativa a gran escala que utiliza polen en núcleos de perforación de toda la Amazonía para entender la historia del bosque. Este proyecto incluye investigadores de varias instituciones, como la Universidade Federal de Mato Grosso y la Universidade Federal do Acre en Brasil, así como la Open University.
Una transformación digital histórica
La disponibilidad de PollenGEO y otras bases de datos de polen en línea transformará la identificación de polen de una actividad solitaria detrás de un microscopio a un proceso digital y universalmente accesible.
Esta transformación representa un salto cualitativo en la democratización del conocimiento científico, permitiendo que investigadores de todo el mundo accedan a recursos que anteriormente estaban limitados a unos pocos centros especializados.
Financiamiento y apoyo
El proyecto recibió financiamiento de múltiples fuentes, incluyendo la Smithsonian Institution, la Anders Foundation, Gregory D y Jennifer Walston Johnson, el 1923 Fund, el Rubinoff Big Bet Endowment, el Smithsonian Women’s Committee y el Smithsonian Life on a Sustainable Planet Pathfinder.
Una ventana al pasado y futuro de la tierra
El valor del polen en paleontología deriva de su durabilidad excepcional: algunos granos de polen duran cientos de millones de años, ofreciendo una ventana única hacia la historia de la Tierra que es precisa tanto en tiempo como en espacio. Además, el polen de cada especie de planta es único y distinto de otras especies, convirtiéndolo en una huella digital natural.
PollenGEO representa así no solo un avance tecnológico, sino una herramienta fundamental para entender tanto el pasado climático de nuestro planeta como para abordar desafíos contemporáneos en medicina, ciencia forense y conservación ambiental.
