הספירה נוטה להיות בבסיס כל מחקר אקולוגי. הידיעה כמה בעלי חיים ואילו סוגים חיים בסביבת חיים מסוימת חיונית להבנת היחסים ביניהם. ידע זה מאפשר גם למדענים לכמת כיצד אוכלוסיות מינים מסוימים משתנים לאורך זמן ולהחיש את האופן בו סביבה והמין שבתוכה עשויים להשתנות בעתיד. זה חשוב במיוחד לקביעת אם יש להתאים את מאמצי הניהול או השימור.
תוכן קשור
- מדוע לווינים הם החבר הכי טוב של ביולוג
- מיני הלווייתנים הנדירים ביותר בעולם שנמצאו בניו זילנד
עם זאת, לדעת כמה בעלי חיים קיימים במקום מסוים משתנה הקושי. עבור יצורים שוכנים בים, משימה זו נעשית קשה עוד יותר בהתחשב בכך שהאוקיאנוס כה גדול והוא די טוב בהסתרת בעלי חיים במעמקיו. אפילו יונקים ענקיים כמו לווייתנים, המבלים חלק ניכר מזמנם על פני האוקיאנוס, מתקשים לספור. לעתים קרובות, הספירות מוגבלות לאדם בודד העומד ביבשה או ברציף ספינה עם זוג משקפות, או עף מעל מטוס קטן ועושה כמיטב יכולתו לאתר את הלוויתנים החמקמקים.
"אוכלוסיית לווייתנים תמיד הייתה קשה להעריך, " אמר פיטר פרטוול, חוקר בסקר האנטארקטי הבריטי, בהצהרה. "האמצעים המסורתיים לספור אותם הם מקומיים, יקרים וחסרי דיוק."
אבל מה אם במקום זאת ניתן יהיה לבצע אוטומציה של משימה זו על שטח גדול של אוקיינוס בבת אחת?
פרטוול ועמיתיו בסקר הבינו שלפחות לווייתנים, תמונות לוויין ברזולוציה גבוהה מאוד עשויות לספק קיצור דרך שימושי לספירת בעלי החיים האלה. למרות שמחקרים קודמים פנו לוויינים כאפשרות לסקר לווייתנים, המאמצים הללו לא הניבו הצלחה רבה, בעיקר מכיוון שהתמונות לא היו מעודנות במיוחד. אולם ההתקדמות האחרונה ברזולוציית הדמיה ודיוק, לדעת הצוות, עשויה להספיק בכדי להפוך ניסיונות מדידות מחודשים להצלחה.
הם החליטו להעמיד את הרעיון במבחן במפרץ מול חופי חצי האי ואלדס של ארגנטינה, שם מתכנסים לוויתנים ימניים דרומיים כדי להתרבות. הודות לאיסורים על ציד לווייתנים, נראה כי בעלי החיים שהיו בסכנת הכחדה הולכים וגדלים במספרם, אך איש אינו יודע את גודל האוכלוסייה הממשי של הלווייתנים.
במחקר שפורסם היום ב- PLoS One, החוקרים ניתחו תמונה אחת שצולמה על ידי WorldView2, לוויין שמסוגל לצלם ברזולוציות גבוהות במיוחד. תמונת WorldView2 שרכשו סקרו שטח אוקיינוס של 40 מ"ר וסיפקו תמונות החודרות עמוק יותר בעמודת המים מאשר לוויינים אחרים שפרוסים כיום. התמונה התפרקה לשמונה פסי צבע עם רזולוציה על הקרקע של כשני מטר לפיקסל ופס פנכרומטי עם רזולוציה על הקרקע של 50 סנטימטרים.
כדי לאתר את הלווייתנים, הצוות סקר תחילה את התמונות באופן ידני ואז השתמש בתוכנות לעיבוד תמונה שהשתמשו באלגוריתם המזהה לווייתנים שכתבו. התוכנה וגם החוקרים צמצמו לווייתנים פוטנציאליים על ידי שאלת שלוש שאלות: האם זה הגודל והצורה הנכונים להיות לוויתן? האם זה במקום בו צפוי להיות לוויתן? האם ישנם עצמים אחרים המרחפים סביבם או ערפול לתמונה שעשוי לומר שנראה שלוויתן הוא בעצם רק בועות, סלע או ציפורים?
מתוך אותם תמונות, החוקרים זיהו ביד שהם היו בטוחים למדי היה 55 לווייתנים, יחד עם 23 חפצים אחרים שלדעתם היו לוויתנים. הם גם הבחינו ב 13 לווייתנים אפשריים נוספים מתחת לפני השטח. הם מצאו את התוצאות הטובות ביותר לאיתור אותם לווייתנים נסתרים האורבים מתחת לגלים בפס החמישי של הלוויין, בקצה הסגול של ספקטרום האור (400 עד 450 ננומטר).
לוויתן ימני, הנצפה דרך אורכי גל שונים של אור שנתפס על ידי הלוויין WorldView2. (צילום: Fretwell et al., PLoS One) המחשב הצליח לזהות 89 אחוז מהלוויתנים שהחוקרים הצביעו ביד בתמונות. עם זאת, במחשב היה שיעור שלילי של כ -24 אחוז חיוביים שקריים, כלומר הוא סיווג את הדברים כלוויתנים שהחוקרים קבעו שהם לא לוויתנים, כמו סירות. הרעיון הוא בסופו של דבר לשפר את הדיוק של האלגוריתם הזה, להפוך את סקרי הלווייתנים למשימה כמעט אוטומטית.
מחקר זה מהווה הוכחה לעבודת קונספט - זו המציגה שיטה חדשה פוטנציאלית. הצוות מציין כי הם עדיין יצטרכו לערוך סקרים בשטח כדי לבדוק אם הלוויינים עשויים לפספס לווייתנים כלשהם, או שהם עשויים להיות מוטים לעבר או נגד גילוי של לווייתנים על פני אחרים (למשל, אמהות עם עגלים מופיעות לפעמים כ תפוח מבלבל ולא מתאר לוויתן מובהק). השוואה בשטח של מה שנראה כמו לוויתן בתמונת לוויין למה ששוחה למעשה באוקיינוס תאמת עוד יותר את השיטה.
החוקרים כותבים כי "האתגר הבא הוא לקבוע הסתברויות לגילוי ולהבין אם ספירות מתמונות יכולות לשמש אינדקס אמין לגודל אוכלוסיה או נוכחות". "מסמך זה מראה כי ניתוח אוטומטי של תמונות לוויין יכול להשיג התאמה טובה לספירות ידניות, אך דרושה עבודה רבה יותר בכדי להבטיח שספירות ידניות אלו עומדות בקנה אחד עם המספר האמיתי של לווייתני השטח."
הוספת כמה תמונות לוויין ברצף יכולה לעזור לזהות מה באמת לוויתן ומהו סלע נייח או גל מתפזר, הם מוסיפים. הם גם כותבים שהשיטה עובדת בצורה הטובה ביותר במים רגועים נטולי גלים, מה שמגביל לעת עתה את תחולתם. בנוסף, זה עוזר לדעת היכן צפויים לווייתנים להיות, כמו במחקר המקרה שהוצג בעיתון.
אם אכן יתברר שהשיטה קיימת, הכותבים חושבים שניתן להשתמש בה לא רק כדי לעזור להעריך ולפקח על אוכלוסיות לוויתן נכון, אלא גם כדי לקחת ספירת ראש של מיני לווייתנים אחרים. ככל שתהיה זמינה בעתיד תמונות לוויין באיכות גבוהה יותר, סקר הלווייתנים מהחלל יהפוך בתקווה לכלי מדויק ושימושי עוד יותר בחגורת השמירה, כך כותבים החוקרים.
