Wyobraź sobie, że jesteś naukowcem i chcesz śledzić populację zagrożonego gatunku żaby w, powiedzmy, w lasach tropikalnych Puerto Rico.
powiązana zawartość
- Ćwierkające żaby Coqui mogą być coraz krótsze i wyższe w miarę ocieplania klimatu
W dawnych czasach trzeba było napisać propozycję, wygrać grant, zebrać zespół, wędrować w teren i spędzić kilka tygodni lub miesięcy na ręcznym zbieraniu i katalogowaniu próbek. Kilka lat później, jeśli chcesz się dowiedzieć, czy populacja żab wyzdrowiała, czy zmniejszyła się jeszcze bardziej, będziesz musiał ponownie przejść przez ten sam proces.
Nowy sposób zbierania tych informacji, przedstawiony dziś przez naukowców z Uniwersytetu w Portoryko w czasopiśmie PeerJ, obiecuje uczynić ten proces znacznie łatwiejszym, szybszym i bardziej kompleksowym. Ich pomysł - sieć szeroko rozpowszechnionych mikrofonów i internetowego oprogramowania do rozpoznawania dźwięku, które nazywają ARBIMON (ang. Automated Remote Biodiversity Monitoring Network) - może kiedyś umożliwić nam oszacowanie w czasie rzeczywistym krytycznych poziomów populacji zwierząt w miejsca na całym świecie.
Badacze zaprojektowali rozproszoną część sprzętową systemu, aby była zbudowana ze stosunkowo niedrogich, szeroko dostępnych komponentów - takich jak iPody i akumulatory samochodowe - wraz z wodoodpornymi obudowami i panelami słonecznymi, które pozwoliłyby mikrofonom, po umieszczeniu, przetrwać kilka lat. Chodzi o to, że sieć takich mikrofonów, z jednym umieszczonym w przybliżeniu 50 metrów kwadratowych, może działać jak odległe uszy nasłuchujące w ekosystemie: co dziesięć minut każdy mikrofon nagrywa jedną minutę dźwięków lokalnego ekosystemu (w sumie 144 nagrania na dzień) i wyślij go za pomocą anteny radiowej do pobliskiej stacji bazowej.
System zostanie wykonany z sieci szeroko rozmieszczonych stacji rejestrujących i zunifikowanego interfejsu, który pozwoli biologom na dostęp do danych. (Zdjęcie przez ARBIMON) Każda stacja bazowa wyśle następnie nagrania na scentralizowany serwer w Portoryko, skąd zostaną opublikowane w czasie rzeczywistym na stronie Arbimon.com. Jednocześnie oprogramowanie analizuje dźwięki z nagrania w celu wykrycia różnych dźwięków wydawanych przez różne gatunki. Wykorzystując istniejący zbiór zidentyfikowanych gatunków, oprogramowanie przypisuje określone dźwięki do określonych ptaków, żab i innych stworzeń.
Zweryfikowani użytkownicy - być może na przykład biolog zajmujący się badaniami nad konkretnym gatunkiem lub członek społeczeństwa z doświadczeniem w ptactwie - mogą przyczynić się do projektu, słuchając nagrań i sprawdzając, czy oprogramowanie prawidłowo identyfikuje dźwięki i dopasowanie ich do odpowiednich gatunków. Z czasem dane wprowadzane przez użytkowników będą szkolić oprogramowanie, aby stało się bardziej dokładne.
W końcu, kiedy oprogramowanie zostanie przeszkolone do rozpoznawania każdego połączenia, naukowcy twierdzą, że będzie w stanie przetworzyć ponad 100 000 minut nagrań w mniej niż godzinę. W rezultacie biolog będzie miał dostęp do stałego strumienia danych na temat poziomów określonego gatunku w miejscach na całym świecie lub wahań populacji różnych gatunków w jednym ekosystemie.
Początkowo biolodzy mogą indeksować niektóre częstotliwości wezwań gatunków do znanych populacji tego gatunku w każdej lokalizacji - na przykład 400 ćwierć ćwierć na godzinę oznacza, że w okolicy znajduje się 10 koi. Później, gdy zmienia się częstotliwość połączeń, dane te można ekstrapolować, aby wywnioskować fluktuacje w obecnej populacji.
W opublikowanym artykule możliwości systemu zostały zademonstrowane poprzez śledzenie populacji wielu gatunków ptaków, żab, owadów i ssaków w Puerto Rico i Kostaryce w ciągu ostatnich kilku lat. W ośrodku badawczym w Puerto Rico na mokradłach Sabana Seca badacze skupili się na śledzeniu populacji żabki Plains coqui, zagrożonego płazu odkrytego w 2005 r. Z wysokim, charakterystycznym ćwierkaniem.
Mikrofony zostały tam po raz pierwszy zainstalowane w 2008 roku, a przez kolejne kilka lat badacze szkolili oprogramowanie, aby stawało się coraz bardziej dokładne w analizowaniu różnych wychwyconych dźwięków i określaniu, które ćwierkają równiny coqui. Ostatecznie naukowcy sporządzili wykres zmian w częstotliwości ćwierkania w dziennych i sezonowych przedziałach czasowych i byli w stanie dopasować je do ankietowanych danych na temat zmian w populacji coqui.
Jednym z powodów, dla których badacze są najbardziej podekscytowani tym nowym systemem, jest sposób jego standaryzacji i trwałego przechowywania próbek audio w nieskończoność. Mówią, że za pięćdziesiąt lat biolog zajmujący się ochroną przyrody chce spojrzeć wstecz na zmiany w populacjach gatunków w czasie, może on po prostu uzyskać dostęp do nagrań i poddać je analizie. Pomoże to nie tylko śledzić zagrożone populacje, ale może także wskazać, kiedy gatunki inwazyjne zaczęły dominować w niektórych niszach ekologicznych.
Zdaniem naukowców kolejnym krokiem jest instalacja tych ustawień mikrofonów we wszystkich ekosystemach - w każdym miejscu, w którym istnieje gatunek, który zasługuje na uwagę.
