טכנולוגיה חדשה יכולה לנתח מרחוק את המינים של המערכת האקולוגית לפי הצליל שלה

דמיין שאתה מדען ואתה רוצה לעקוב אחר אוכלוסיית מין הצפרדע בסכנת הכחדה ביער הגשם הפורטוריקני.

תוכן קשור

• צ׳ירסי צפרדעים של קוקי עשויים להיות קצרים יותר ויותר מכוסים ככל שמחמם האקלים

בימים עברו, היית צריך לכתוב הצעה, לזכות במענק, להרכיב צוות, לצאת לשטח ולבלות כמה שבועות או חודשים באופן ידני באיסוף וקטלוג דגימות. כמה שנים אחר כך, אם היית רוצה לדעת אם אוכלוסיית הצפרדעים התאוששה או הצטמצמה עוד יותר, היית צריך לעבור את אותו תהליך שוב ושוב.

דרך חדשה לאיסוף מידע זה, שהוצגה היום על ידי מדענים מאוניברסיטת פורטו ריקו בכתב העת PeerJ, מבטיחה להפוך את התהליך לקל הרבה יותר, מהיר ומקיף יותר. הרעיון שלהם - רשת של מיקרופונים המופצים באופן נרחב ותוכנות זיהוי שמע מבוססי-אינטרנט, אותם הם מכנים ARBIMON (לרשת ניטור המגוון הביולוגי האוטומטי מרחוק) - יכולים יום אחד לאפשר לנו בסופו של דבר לקבל הערכות בזמן אמת לגבי רמות אוכלוסיית בעלי חיים קריטיים ב כתמים בכל רחבי העולם.

החוקרים תכננו את חלק החומרה המופץ של המערכת, שיוקם מתוך רכיבים זולים יחסית וזמינים רחבים - כאלה ואייפוד וסוללות לרכב - יחד עם מארזים אטומים למים ופאנלים סולאריים, אשר יאפשרו למיקרופונים, שהונחו פעם אחת, להימשך מספר שנים. הרעיון הוא שרשת של מיקרופונים כאלה, שאחד מהם ממוקם בערך 50 מ"ר, יכולה לשמש כאוזניים מרוחקות שמאזינות למערכת האקולוגית: כל עשר דקות, כל מיקרופון יתעד דקה אחת מהצלילים של האקולוגיה המקומית (בהיקף של 144 הקלטות לכל ולשלוח אותה באמצעות אנטנת רדיו לתחנת בסיס סמוכה.

המערכת תיוצר מרשת של תחנות הקלטה המוצבות באופן נרחב ומממשק אחיד שיאפשר לביולוגים לגשת לנתונים. (תמונה דרך ARBIMON)

לאחר מכן כל תחנת בסיס תעביר את ההקלטות לשרת מרכזי בפורטו ריקו, משם הם יפורסמו בזמן הקרוב בזמן אמת באתר Arbimon.com. במקביל, תוכנה תנתח צלילים מההקלטה כדי לבחור את הרעשים השונים שיצרו מינים שונים. באמצעות בנק קיים של שיחות מינים מזוהות, התוכנה תקצה צלילים מסוימים לציפורים, צפרדעים ויצורים אחרים.

משתמשים מאומתים - אולי ביולוג שעוסק במחקר על מין מסוים, או איש קהל הרחב עם רקע בתחום הצפרות, למשל - יכולים לתרום לפרויקט על ידי האזנה להקלטות ואימות האם התוכנה מזהה נכון צלילים ו התאמתם למינים הנכונים. עם הזמן, קלט של משתמשים יאמן את התוכנה להיות מדויקת יותר.

בסופו של דבר, ברגע שתוכנת התוכנה לזהות כל שיחה, החוקרים אומרים שהיא תוכל לעבד יותר ממאה אלף הקלטות באורך דקה תוך פחות משעה. כתוצאה מכך, ביולוג יוכל לגשת לזרם נתונים קבוע על רמות של מין ספציפי בנקודות ברחבי העולם, או לאוכלוסיות המשתנות של מינים שונים במערכת אקולוגית אחת.

בתחילה, ביולוגים יכולים לאינדקס תדרים מסוימים של קריאות המין לאוכלוסיות ידועות של אותו מין בכל מיקום - לדוגמה, 400 ציוצים קוקווי לשעה פירושו כי 10 קוקוסים נמצאים באזור. בהמשך, כאשר תדירות השיחות משתנה, ניתן להחיש נתונים אלה כדי להסיק תנודות באוכלוסייה הנוכחית.

במאמר שפורסם הוכח יכולת המערכת על ידי מעקב אחר אוכלוסיות של מספר מיני ציפורים, צפרדעים, חרקים ויונקים בפורטו ריקו וקוסטה ריקה במהלך השנים האחרונות. באתר המחקר בפורטו ריקו בשפלה הסבנה סקה, התמקדו החוקרים במעקב אחר אוכלוסיות של צפרדע הקוקי Plains, דו-חיים בסכנת הכחדה שהתגלתה בשנת 2005 עם ציוץ גבוה ומיוחד.

לראשונה הותקנו שם מיקרופונים בשנת 2008, ובמשך השנים שלאחר מכן החוקרים הכשירו את התוכנה להיות מדויקת יותר ויותר בניתוח הצלילים השונים שנקטפו וקבעו מהם הציוץ של מישור הקוקי. בסופו של דבר, מדענים תארו וריאציות בתדירות הציוץ בשני המועדים היומיים והעונתיים כאחד, והצליחו להתאים אלה לנתונים שנסקרו על שינויים באוכלוסיית הקוקי.

אחת הסיבות שחוקרים אלה מתלהבים ביותר מהמערכת החדשה היא האופן בו היא תקינה ותאחסן לצמיתות את דגימות השמע ללא הגבלת זמן. 50 שנה מהיום, הם אומרים, אם ביולוג שימור רוצה להביט לאחור על האופן שבו אוכלוסיות של מין השתנו לאורך זמן, הוא או היא יכולים פשוט לגשת להקלטות ולנתח אותן. זה לא רק שיעזור במעקב אחר אוכלוסיות בסכנת הכחדה, אלא גם יכול להצביע על גילוי המינים הפולשניים החלו להשתלט על נישות אקולוגיות מסוימות.

השלב הבא, לטענת החוקרים, הוא התקנת מערכי המיקרופון הללו בכל מיני מערכות אקולוגיות - בכל מקום שיש בו מין שיכול לזכות בתשומת לב.