这是一次不同寻常的合作。植物学家和考古学家通常不会一起合作，除非他们研究人类如何利用植物。但国家科学基金会的一项新的四年期拨款改变了这一现状。它提供了超过 100 万美元的资金，用于研究人类历史上最具影响力的时期之一中，人们在很大程度上忽视的地中海植物是如何进化和多样化的。
“地中海位于欧洲的十字路口，”佛罗里达自然历史博物馆人工智能馆长、该资助的联合首席研究员Nicolas Gauthier说道。“它是这些地区发生的社会、气候和环境变化的纽带。”
来自佛罗里达博物馆、南伊利诺伊大学和史密森尼自然历史博物馆的研究人员将重点研究一种名为风铃草的超多样化草本植物群。他们的主要目标是了解风铃草物种之间的关系、它们在地中海的起源时间和地点，以及人类活动在过去几千年中如何无意中改变了该群体的多样性和分布。
调查人员表示，如果方法有效，他们将创建出一个剧本，可用于回答任何拥有足够人类活动历史信息的地区的类似问题。
“这是我们传统上不会在进化背景下使用的数据，”首席研究员、佛罗里达博物馆植物标本馆和信息学馆长尼科·塞利内塞 (Nico Cellinese)表示。“我们直观地知道景观已被人类操纵和改造，但我们不知道这些变化究竟如何影响不同动植物谱系的分布。”
风铃草是这项初步研究的完美候选对象。它们在人类到来之前就已经遍布地中海，分布范围一般较窄——这使得追溯它们的传播历史更加容易——而且它们与农业没有任何直接关系。
“这与其他情况不同，例如人类移动栽培的草种，”Gauthier 说。“我们可以用风铃草作为追踪物。它们没有受到人类的直接影响，但可能告诉我们人类对生态系统的连锁影响。”
甚至在人类出现之前，地中海就是生物活动和环境变化的温床。大约 590 万年前，欧洲和非洲之间的直布罗陀海峡被封锁。该地区的干旱条件意味着几乎没有水可以补充地中海，其中大部分水随后蒸发。这杀死了生活在其中的大部分生物，并在一些地方留下了厚达近两英里的厚厚的盐板。
如今被岛屿占据的地区，如爱琴海群岛，曾是与欧洲和非洲其他地区相连的一块大陆地的一部分，植物和动物可以自由迁徙。不到一百万年后，大坝垮塌，大西洋的水在几个月到几年的时间里涌入地中海，这被称为赞克林洪水。
随着水位上升，植物和动物再次被隔离在岛屿上，并在那里进化成新的物种。
“一些风铃草物种是一两个岛屿的特有物种，但这种特有性是地质活动还是人类活动的结果?这是没有人真正详细研究过的问题，”塞利内塞说。
该资助的研究人员将把新的、未发表的地中海人类活动考古数据集与基因数据结合起来，以确定风铃草的进化时间和可能生长地点。
“我们记录了人类在不同岛屿上定居的时间。这是大陆地区无法获得的信息，我们永远无法确切知道人类活动何时开始或停止，”戈蒂尔说。
有了这些信息，项目的下一阶段将结合计算机建模来确定哪些环境适合不同种类的风铃草生长。通常，当一种植物不在合适的附近环境中生长时，表明人类活动或其他因素限制了它的范围。
Gauthier 将利用人工智能进一步微调这些分析。Gauthier 表示，利用一种称为降尺度的技术，人工智能可以获取有关全球气候变化的信息，并将其转化为植物实际经历的当地景观的规模。
“你可以知道北半球的温度可能会高出两度，但这对这座靠近海洋的山的西坡意味着什么?我们可以用人工智能来弥补这一差距。”
地中海是全球气候和问题相似的几个地区之一。Gauthier 表示，该项目完成后，这些地区将成为首批开展此类研究的地区之一。
“这个生物群落是受当代气候变化威胁最大的生物群落之一，”他说。“这些地方的变暖速度比世界其他地方更快，因为它们对区域环流模式非常敏感。这个项目是一个测试案例，用于测试这类生态系统未来将如何应对气候变化。”
史密森尼学会国家自然历史博物馆的托本·里克 (Torben Rick)、南伊利诺伊大学的詹妮弗·韦伯 (Jennifer Weber) 和佛罗里达大学的安德鲁·克劳尔 (Andrew Crowl) 也是此项资助的联合首席研究员。