Supervised machine learning outperforms taxonomy‐based environmental <scp>DNA</scp> metabarcoding applied to biomonitoring
Notice bibliographique
Résumé
Biodiversity monitoring is the standard for environmental impact assessment of anthropogenic activities. Several recent studies showed that high-throughput amplicon sequencing of environmental DNA (eDNA metabarcoding) could overcome many limitations of the traditional morphotaxonomy-based bioassessment. Recently, we demonstrated that supervised machine learning (SML) can be used to predict accurate biotic indices values from eDNA metabarcoding data, regardless of the taxonomic affiliation of the sequences. However, it is unknown to which extent the accuracy of such models depends on taxonomic resolution of molecular markers or how SML compares with metabarcoding approaches targeting well-established bioindicator species. In this study, we address these issues by training predictive models upon five different ribosomal bacterial and eukaryotic markers and measuring their performance to assess the environmental impact of marine aquaculture on independent data sets. Our results show that all tested markers are yielding accurate predictive models and that they all outperform the assessment relying solely on taxonomically assigned sequences. Remarkably, we did not find any significant difference in the performance of the models built using universal eukaryotic or prokaryotic markers. Using any molecular marker with a taxonomic range broad enough to comprise different potential bioindicator taxa, SML approach can overcome the limits of taxonomy-based eDNA bioassessment.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».