Kuvittele, että olet tiedemies ja haluat seurata uhanalaisten sammakkolajien populaatiota esimerkiksi Puerto Ricon sademetsissä.
Asiaan liittyvä sisältö
- Coqui-sammakoiden sirkukset saattavat olla lyhyempiä ja korkeampia kuin ilmaston lämpenemisen myötä
Vanhoina päivinä sinun oli kirjoitettava ehdotus, voitettava apuraha, koota joukkue, vaeltava kentälle ja vietettävä muutama viikko tai kuukausi näytteiden manuaalinen kerääminen ja luettelointi. Muutamaa vuotta myöhemmin, jos haluat tietää, onko sammakonkanta toipunut vai saanutko se vielä pienemmäksi, joudut käymään saman prosessin läpi uudestaan.
Uusi tapa kerätä näitä tietoja, jonka Puerto Ricon yliopiston tutkijat esittivät tänään päiväkirjassa PeerJ, lupaa tehdä prosessista paljon helpompaa, nopeampaa ja kattavampaa. Heidän ajatuksensa - laajalle levinneiden mikrofonien ja web-pohjaisten äänentunnistusohjelmien verkko, jota he kutsuvat ARBIMONiksi (automaattiseksi etäluonnon monimuotoisuuden seurannan verkostoksi) - voisi joskus antaa meille mahdollisuuden saada lopulta reaaliaikaisia arvioita kriittisestä eläinpopulaatiosta paikkoja ympäri maailmaa.
Tutkijat suunnittelivat järjestelmän hajautettua laitteisto-osaa rakentamaan suhteellisen edullisista, laajalti saatavissa olevista komponenteista - kuten iPodista ja autoakkuista - sekä vedenpitävistä koteloista ja aurinkopaneeleista, jotka mahdollistaisivat, että asennetut mikrofonit kestävät useita vuosia. Ajatuksena on, että tällaisten mikrofonien verkko, jonka yksi sijoitettu on noin 50 neliömetriä, voisi toimia etäkorvina, jotka kuuntelevat ekosysteemiä: Joka kymmenen minuutin välein jokainen mikrofoni tallentaa minuutin paikallisen ekosysteemin äänistä (yhteensä 144 nauhoitusta / päivä) ja lähettää sen radioantennin kautta läheiselle tukiasemalle.
Järjestelmä tehdään laajasti sijoitettujen tallennusasemien verkosta ja yhtenäisestä käyttöliittymästä, jonka avulla biologit voivat käyttää tietoja. (Kuva ARBIMONin kautta) Jokainen tukiasema lähettää sitten tallenteet edelleen keskitetylle palvelimelle Puerto Ricossa, josta ne julkaistaan lähes reaaliajassa Arbimon.com-sivustossa. Samanaikaisesti ohjelmisto analysoi nauhoituksen äänet valitakseen eri lajien erilaiset äänet. Käyttämällä olemassa olevaa tunnistettujen lajien kutsujen joukkoa, ohjelmisto antaa erityiset äänet tietyille linnuille, sammakoille ja muille olentoille.
Varmennetut käyttäjät - ehkä tietyn lajin tutkimusta tekevä biologi tai esimerkiksi lintujen taustalla oleva kansalainen - voivat osallistua projektiin kuuntelemalla tallenteita ja tarkistamalla, tunnistaako ohjelmisto oikein äänet ja sovittamalla ne oikeisiin lajeihin. Ajan myötä käyttäjien antamat tiedot kouluttavat ohjelmistoa entistä tarkemmaksi.
Loppujen lopuksi, kun ohjelmisto on koulutettu tunnistamaan jokainen puhelu, tutkijoiden mukaan se pystyy käsittelemään yli 100 000 minuutin pituisia tallenteita alle tunnissa. Seurauksena on, että biologi saa jatkuvan tiedonsiirron tietyn lajin pitoisuuksista ympäri maailmaa tai eri lajien vaihtelevista populaatioista yhdessä ekosysteemissä.
Alun perin biologit voivat indeksoida lajien tiettyjä esiintymistiheyksiä kyseisen lajin tunnetuille populaatioille kussakin paikassa - esimerkiksi 400 coquin piippausta tunnissa tarkoittaa, että alueella on 10 koqukia. Myöhemmin, kun puheluiden taajuus muuttuu, nämä tiedot voidaan ekstrapoloida päätelmään läsnä olevan väestön heilahteluista.
Julkaisussa julkaistiin järjestelmän kyky osoittaa seuraamalla useiden lintu-, sammakko-, hyönteis- ja nisäkäslajien populaatioita Puerto Ricossa ja Costa Ricassa viime vuosina. Puerto Rico -sivustolla Sabana Seca -kosteikolla tutkijat keskittyivät Plains coqui-sammakon, joka oli vuonna 2005 löydetty uhanalainen sammakkoeläin, populaatioiden seuraamiseen korkealla, erottuvalla sirpaleella.
Mikrofonit asennettiin sinne ensimmäistä kertaa vuonna 2008, ja seuraavien vuosien aikana tutkijat kouluttivat ohjelmistoa entistä tarkemmaksi analysoimaan erilaisia poimittuja ääniä ja määrittämään, mitkä olivat tavallisen coquin ääni. Lopulta tutkijat kartoittivat säveltämisen taajuuden vaihteluita sekä päivittäisellä että kausittaisella aikavälillä ja pystyivät vastaamaan näitä tutkittuihin tietoihin coqui-populaation muutoksista.
Yksi syy, miksi nämä tutkijat ovat innostuneimpia uudesta järjestelmästä, on tapa, jolla se standardoi ja tallentaa ääninäytteet pysyvästi loputtomiin. He sanovat, että 50 vuoden kuluttua siitä, kun suojelubiologi haluaa katsoa taaksepäin lajien populaatioiden vaihtelua ajan myötä, hän voi vain tutustua tallenteisiin ja saada ne analysoimaan. Tämä ei vain auttaa seuraamaan uhanalaisia populaatioita, vaan voi myös osoittaa, milloin hyökkäävät lajit alkoivat hallita tiettyjä ekologisia markkinarakoja.
Seuraava askel on tutkijoiden mukaan asettamalla nämä mikrofonien asetukset kaikenlaisiin ekosysteemeihin - jokaisessa paikassa, missä on lajia, joka ansaitsee huomion.
