Какой звук издаёт рыба? Новый подводный инструмент позволяет экологам идентифицировать рыб по их звукам

от

Исследователи из некоммерческой организации FishEye Collaborative, специализирующейся на природоохранных технологиях, Корнельского университета и Университета Аалто разработали новый инструмент, который объединяет подводную звукозапись и 360-градусное видео для определения звуков, издаваемых отдельными рыбами. Результаты исследования опубликованы в журнале Methods in Ecology and Evolution.

Подводные звуки как инструмент мониторинга

Экологи используют подводные звукозаписывающие устройства для мониторинга морских сред, таких как коралловые рифы. Эти устройства фиксируют насыщенные звуковые ландшафты, наполненные звуками креветок и рыб: глухими ударами, хлопками и щелчками.

Однако до недавнего времени у экологов не было возможности интерпретировать эти звуки на уровне видов, поскольку рифы переполнены представителями сотен видов, для очень немногих из которых звуки были точно идентифицированы.

«Когда дело доходит до идентификации звуков, то же самое биоразнообразие, которое мы стремимся защитить, является и нашей главной задачей», — объясняет доктор Марк Данцкер, ведущий автор исследования и исполнительный директор FishEye Collaborative. «Разнообразие звуков рыб на коралловом рифе может сравниться с разнообразием птиц в тропическом лесу. Только в Карибском море, по нашим оценкам, более 700 видов рыб издают звуки».

Новый инструмент для идентификации рыб

Разработанный учёными инструмент, который они называют всенаправленной подводной пассивной акустической камерой (UPAC-360), позволил им идентифицировать источники отдельных звуков и отнести их к 46 видам рыб с коралловых рифов Кюрасао в Карибском море. Более чем половина из этих видов ранее не были известны как издающие звуки.

Исследователи говорят, что идентифицированные звуки из библиотеки теперь можно использовать для автоматического обучения систем машинного обучения для обнаружения видов рыб в подводных записях. Это похоже на то, как можно идентифицировать птиц с помощью приложений для смартфонов, таких как Merlin от Корнельской лаборатории орнитологии.

«Мы ещё далеки от создания „Мерлина“ для океанов, но звуки уже сейчас полезны для учёных и защитников природы», — говорит доктор Аарон Райс, старший автор исследования.

Доктор Данцкер добавляет: «Определив, какие виды издают какие звуки, мы делаем возможным декодирование звуковых ландшафтов рифов, превращая акустический мониторинг в мощный инструмент для сохранения океана».

Преимущества технологии

Ещё одним преимуществом технологии является то, что её можно разместить на рифах и оставить для сбора данных без необходимости присутствия дайвера или лодки.

Доктор Райс, старший автор исследования, сказал: «Тот факт, что наша система записи размещена в природе и может записывать в течение длительного времени, означает, что мы можем фиксировать поведение и звуки видов, которые никогда ранее не были замечены».

Коралловые рифы — это центры биоразнообразия. Мелкие тропические коралловые рифы покрывают всего 0,1% площади дна океана, но поддерживают 25% всех морских видов. Однако они страдают от глобального сокращения численности из-за таких факторов, как изменение климата, загрязнение и неустойчивый лов рыбы.

Их угрожаемое состояние означает, что эффективный мониторинг этих экосистем более важен, чем когда-либо.

«Эти рифы быстро сокращаются, угрожая не только биоразнообразию, но и продовольственной безопасности и средствам к существованию почти миллиарда человек, которые зависят от них», — сказал доктор Данцкер. «В ответ правительства и НПО инвестируют миллиарды в защиту и восстановление рифов. Этого недостаточно, поэтому мы должны обеспечить эффективное расходование этих ограниченных средств. Нам нужно отслеживать, как рифы реагируют как на стрессовые факторы, так и на меры вмешательства».

Создание инструмента UPAC-360

Для создания инструмента UPAC-360 исследователи объединили пространственные аудиозаписи с гидрофонами (подводными микрофонами) с 360-градусной камерой. Эта техника используется для создания видеоконтента виртуальной реальности, но никогда не применялась под водой.

«Пространственный звук позволяет услышать направление, откуда звук поступает в камеру», — объяснил доктор Данцкер. «Когда мы визуализируем этот звук и накладываем картинку на 360-градусное изображение, результатом становится видео, которое может показать, какой звук издавала какая рыба».

Хотя результаты представляют собой наиболее обширную коллекцию таких звуков рыб, когда-либо опубликованных, они всё ещё составляют лишь малую часть от общего числа видов на рифе. Исследователи говорят, что эта методика открывает дверь к расшифровке всего рифа. Они расширяют исследования, пополняют библиотеку для Карибского бассейна и в ближайшие месяцы расширяют свои усилия на другие рифы по всему миру, включая Гавайи и Индонезию.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте