Ocean ma swój własny, niepowtarzalny szum, który nauka w końcu potrafi nazwać. Nowa technologia pozwala nam „słuchać” ryb i identyfikować, który gatunek wydaje dźwięk w danym momencie, otwierając niespotykane dotąd okno na życie raf koralowych bez zakłócania spokoju ich mieszkańców.
Projekt, kierowany przez FishEye Collaborative we współpracy z Uniwersytetem Cornella i Uniwersytetem Aalto, łączy dźwięk przestrzenny z obrazem 360°, aby precyzyjnie powiązać każdy dźwięk z rybą, która go wydała. Propozycja, opublikowana w czasopiśmie „Methods in Ecology and Evolution”, stanowi praktyczny krok naprzód w ochronie środowiska morskiego.
Jak działa „ucho” rafy
Narzędzie, podwodna pasywna kamera akustyczna (UPAC-360) , integruje hydrofony dźwięku przestrzennego i kamerę 360°. Dzięki temu badacze lokalizują źródło każdego sygnału dźwiękowego i nakładają go na obraz panoramiczny, aby zobaczyć, kto „mówi” w czasie rzeczywistym.
To immersyjne podejście przekształca pejzaż dźwiękowy rafy w zsynchronizowany obraz i dźwięk. Kierunek dźwięku jest reprezentowany jako ślad na filmie , dzięki czemu, gdy ryba uderza, skrzypi lub chrząka, system pozwala na bezpośrednie przypisanie dźwięku do źródła.
Kolejną kluczową zaletą jest autonomiczne działanie: sprzęt jest instalowany i rejestruje dane przez dłuższy czas, bez konieczności udziału nurków lub łodzi . Pozwala to na rejestrowanie naturalnych zachowań, zapobiegając wpływowi obecności człowieka na wyniki.
Pokonywanie szumów tła to jedno z największych wyzwań. Rafa jest pełna kliknięć, skrzypień i dudnień wydawanych przez krewetki , a także dźwięków wydawanych przez wiele ryb jednocześnie. Dźwięk przestrzenny pomaga rozróżnić źródła, nawet gdy poszczególne osobniki pływają w grupach, a ich sygnały nakładają się na siebie.
Co do tej pory odkryli?
Na rafach CurazaoSystem pozwolił na przypisanie dźwięków 46 gatunkom, z których ponad połowa nigdy nie została zarejestrowana jako dźwięk. Ten zbiór stanowi największą kolekcję sygnałów akustycznych. de peces opublikowanych do tej pory.
Zespół szacuje, że ponad 700 gatunków na Karaibach potrafi wydawać dźwięki, więc to, co zebrano do tej pory, to dopiero początek. Jednocześnie opublikowano rosnącą bibliotekę oznaczonych nagrań audio , które zostaną wykorzystane do trenowania algorytmów uczenia maszynowego zdolnych do wykrywania gatunków w przyszłych nagraniach.
Pomysł morskiego „Merlina” – podobnego do aplikacji do identyfikacji ptaków z Cornell Lab of Ornithology – jest jeszcze odległy, ale prace przygotowawcze są już prowadzone. Każdy przypisany dźwięk ułatwia automatyczne rozpoznawanie , przybliżając nas do możliwości szybkiego wyszukiwania w dużych ilościach podwodnych nagrań dźwiękowych.
Oprócz Curaçao podejście to jest stosowane i weryfikowane w ramach długotrwałych kampanii terenowych na innych rafach. Długie szeregi czasowe umożliwiają porównywanie godzin, pór roku i zdarzeńwykrywając subtelne zmiany w aktywności akustycznej społeczności de peces.
Ochrona, zarządzanie i dalsze kroki
Płytkie rafy tropikalne pokrywają zaledwie 0,1% dna morskiego, ale są domem dla prawie 25% wszystkich gatunków morskich . Ich spadek spowodowany ociepleniem, zanieczyszczeniem i nadmiernymi połowami sprawia, że kluczowe jest posiadanie czułych wskaźników ich zdrowia i odporności.
Słuchanie ryb dostarcza właśnie takiego pulsu. Krajobrazy dźwiękowe dostarczają wskazówek dotyczących obecności, rozrodu i aktywności kluczowych gatunków, pomagając w ocenie działań rekultywacyjnych, obszarów chronionych i reakcji na stres środowiskowy.
Dla menedżerów i organizacji pozarządowych pasywny, ciągły i nieinwazyjny monitoring pozwala na lepszą alokację zasobów : identyfikację miejsc, w których należy działać, jakie środki są skuteczne i kiedy należy dostosować działania. Zespół planuje rozszerzyć karaibską bibliotekę akustyczną i rozszerzyć wdrożenia na Hawaje i Indonezję w ramach nowych kampanii.
Kierownicy projektu podkreślają, że chociaż nie ma jeszcze „uniwersalnego asystenta”, który potrafiłby natychmiast identyfikować wszystkie gatunki, jego przydatność naukowa jest natychmiastowa : od wykrywania gatunków rzadkich lub inwazyjnych po dokumentowanie okresów godowych i zmian w składzie społeczności.
Dzięki temu podwodnemu „uszu” badania nabrały praktycznego wymiaru: danie rybom głosu nie jest już tylko ciekawostką, ale narzędziem umożliwiającym precyzyjne monitorowanie stanu rafy w czasie rzeczywistym . Ma to kluczowe znaczenie dla ochrony organizmów zależnych od tych ekosystemów i dla wdrażania polityk opartych na danych.
