February 23, 2024

Η μεγαλύτερη αποικία νυχτερίδων στον κόσμο συγκεντρώνεται κάθε χρόνο στη Ζάμπια. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη για να τα μετρήσουν

νυχτερίδες που πετούν

Πίστωση: Unsplash/CC0 Δημόσιος τομέας

Όλοι όσοι επισκέπτονται το Εθνικό Πάρκο Kasanka στη Ζάμπια κατά τη διάρκεια της «εποχής νυχτερίδων» συμφωνούν ότι η νυχτερινή ανάδυση νυχτερίδων αφρικανικών φρούτων στο χρώμα του άχυρου από το κοτσάνι τους είναι ένα από τα θαύματα της άγριας ζωής του κόσμου. Οι νυχτερίδες (Eidolon helvum) φτάνουν στην Kasanka κάθε χρόνο γύρω στον Οκτώβριο. Οι αριθμοί αυξάνονται ραγδαία μέχρι να φτάσουν στο αποκορύφωμά τους τον Νοέμβριο. Τον Ιανουάριο έχουν φύγει.

Μόλις συνέλθουν από το σοκ του εντυπωσιακού θεάματος, συγκλίνουν όλοι στο ίδιο ερώτημα: πόσες νυχτερίδες υπάρχουν; Πολλοί πετούν μακριά τόσο γρήγορα που φαίνεται αδύνατο να τους μετρήσουμε. Οι προηγούμενες εκτιμήσεις βασισμένες σε οπτικές μετρήσεις κυμαίνονταν από 1 εκατομμύριο έως 10 εκατομμύρια, ένδειξη του πόσο δύσκολο είναι το έργο.

Για να λύσουμε το πρόβλημα χρειαζόμασταν σαφώς μια νέα προσέγγιση. Χρησιμοποιώντας μια σειρά μικρών βιντεοκάμερων, μαγνητοσκοπήσαμε τις νυχτερίδες να βγαίνουν από το κοτέτσι τους και στη συνέχεια αναπτύξαμε τεχνητή νοημοσύνη για να τις μετρήσουμε. Αυτό προσφέρει έναν οικονομικό, γρήγορο και επαναλαμβανόμενο τρόπο μέτρησης μεγάλου αριθμού κινούμενων ζώων.

Η μέση εκτίμησή μας για την αποικία Kasanka για πέντε ημέρες τον Νοέμβριο του 2019 ήταν 857.233 νυχτερίδες. Αυτό την καθιστά μια από τις μεγαλύτερες αποικίες νυχτερίδων στον κόσμο και την πιο σημαντική στην Αφρική.

Το επόμενο ερώτημα είναι γιατί θέλαμε να τα μετρήσουμε.

Γιατί είναι σημαντικό να πούμε

Προηγούμενες εργασίες σε αυτό το είδος έχουν δείξει ότι οι υπηρεσίες οικοσυστήματος που παρέχουν είναι ασύγκριτες. Διασκορπίζουν τους σπόρους κάθε βράδυ σε αποστάσεις 75 χιλιομέτρων ή περισσότερο, τρεις φορές πιο μακριά από τον αφρικανικό ελέφαντα. Οι μεγαλύτερες αποικίες διασκορπίζουν περισσότερους σπόρους και επομένως είναι πιο πολύτιμες στα οικοσυστήματα. Δυστυχώς, σε ορισμένα μέρη παρατηρείται μείωση του αριθμού των νυχτερίδων. Οι τυποποιημένες μετρήσεις είναι κρίσιμες για τη διάκριση μεταξύ αλλαγών αποικιών που οφείλονται σε διαταραχές που προκαλούνται από τον άνθρωπο και μειώσεις σε επίπεδο πληθυσμού που απαιτούν διαχείριση διατήρησης.

Η καταμέτρηση της αποικίας Kasanka είναι επίσης σημαντική για έναν άλλο λόγο. Η αφρικανική νυχτερίδα φρούτων στο χρώμα του άχυρου είναι η μόνη νυχτερίδα φρούτων μεταναστών μεγάλων αποστάσεων στην ήπειρο. Δεν γνωρίζουμε ακόμη τις λεπτομέρειες αυτών των μεταναστευτικών διαδρομών, αλλά κάθε χρόνο τις βλέπουμε να συγκλίνουν σε προσωρινές αποικίες, όπως η Kasanka, και στη συνέχεια να μετακινούνται σε άγνωστα μέρη. Ο χρονισμός τους σε αυτές τις τοποθεσίες ενδιάμεσης στάσης φαίνεται να συγχρονίζεται με τις κορυφές της τοπικής διαθεσιμότητας τροφίμων και οι μεγαλύτερες αποικίες προσαρμόζουν καλύτερα το χρόνο τους σε καλύτερη διαθεσιμότητα τροφίμων.

Ως εκ τούτου, οι μεγάλες αποικίες υποδεικνύουν ένα πιο υγιές τοπίο πλούσιο σε τρόφιμα και είναι επίσης το κλειδί για τη διατήρηση της συλλογικής μεταναστευτικής συμπεριφοράς.

Η τεχνολογία που απαιτείται για την παρακολούθηση των νυχτερίδων και την κατανόηση των μεταναστευτικών διαδρομών τους εξακολουθεί να αναπτύσσεται. Μόνο λίγα άτομα έχουν μελετηθεί. Ωστόσο, τα αποτελέσματα ήταν εκπληκτικά. Οι νυχτερίδες πέταξαν σε πολλά μέρη στην ήπειρο, συμπεριλαμβανομένου ενός μέχρι το Νότιο Σουδάν. Φαίνεται ότι νυχτερίδες από πολλές άλλες αποικίες συγκεντρώνονται στην Κασάνκα για μια σύντομη περίοδο του χρόνου, πιθανώς για να εκμεταλλευτούν τα άφθονα φρούτα της περιοχής.

το μέτρημα

Για τη νέα μας προσέγγιση μέτρησης, αποφασίσαμε να κινηματογραφήσουμε την εμφάνιση των νυχτερίδων με τυπικό τρόπο, να μετρήσουμε τις νυχτερίδες σε κάθε βίντεο και, στη συνέχεια, να υπολογίσουμε έναν συνολικό αριθμό.






Μετρώντας τις νυχτερίδες στην Κασάνκα. Credit: Roland Kays

Το κλειδί ήταν η συλλογή δεδομένων από όλες τις πλευρές της αποικίας. Έτσι περικυκλώσαμε το δάσος των νυχτερίδων με εννέα κάμερες GoPro, στραμμένες κατευθείαν προς τα πάνω. Αυτές οι μικρές «κάμερες κράνους» χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μαγνητοσκόπηση ακραίων σπορ, αλλά ήταν επίσης κατάλληλες για την καταγραφή των σκοτεινών νυχτερίδων που πετούσαν κάτω από τον χλωμό βραδινό ουρανό. Η ομάδα των επιστημόνων και των δασοφυλάκων μας έτρεχε γύρω από το πάρκο για να ανάψει τις κάμερες λίγο πριν αρχίσουν να πετούν οι νυχτερίδες, να κάνει ένα διάλειμμα για να θαυμάσει το σμήνος των νυχτερίδων και μετά να επιστρέψει όταν το σκοτάδι για να ψάξει για τις κάμερες. ιπποπόταμοι και κροκόδειλοι που μοιράζονται το βαλτόδασος με νυχτερίδες.

Πίσω στον ξενώνα υπήρχε αρκετός χρόνος για να γεμίσουμε τις μπαταρίες μας και να κατεβάσουμε το υλικό για να προετοιμαστούμε για τα γυρίσματα της επόμενης μέρας.

Πήραμε περίπου 45 ώρες πλάνα σε πέντε ημέρες γυρισμάτων. Αλλά έπρεπε ακόμα να μετρήσουμε τις νυχτερίδες.

Η χειροκίνητη καταμέτρηση των νυχτερίδων σε αυτά τα βίντεο δεν ήταν ρεαλιστική: ήταν απλώς πάρα πολλές. Αντίθετα, η ομάδα μας ανέπτυξε ένα πρόγραμμα τεχνητής νοημοσύνης (AI) για να αναγνωρίζει τις νυχτερίδες στον νυχτερινό ουρανό, να τις παρακολουθεί από καρέ σε καρέ καθώς πετούσαν πάνω από την οθόνη και να τις μετράει κάθε φορά που διέσχιζαν την κεντρική γραμμή.

Χρειάζεται το AI 1,25 λεπτά για να επεξεργαστεί ένα λεπτό βίντεο. Αυτό σημαίνει ότι 40 ώρες πλάνα χρειάζονται 50 ώρες για αναπαραγωγή στον υπολογιστή. Αν ένας άνθρωπος χρειαζόταν δύο λεπτά για να μετρήσει όλες τις νυχτερίδες σε ένα μόνο καρέ βίντεο, θα χρειαζόταν περισσότερα από 13 χρόνια για να ολοκληρωθεί η δουλειά.

Ελέγξαμε την ακρίβεια της μεθόδου AI μετρώντας χειροκίνητα μερικά σύντομα κλιπ και βρήκαμε ότι ανίχνευσε το 95% των νυχτερίδων.

Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε μια μικρή τριγωνομετρία για να προσδιορίσουμε ποιο τμήμα της συνολικής αποικίας πέρασε από τις κάμερές μας και προέκτασε το συνολικό μέγεθος της αποικίας. Ο υψηλότερος αριθμός σε μια μέρα ήταν 987.114 νυχτερίδες.

Μπορεί να μην έχουμε αιχμαλωτίσει την αποικία στο μέγιστο μέγεθός της κατά τη διάρκεια των πέντε ημερών καταμέτρησης, επομένως μπορούμε να πούμε ότι υπάρχουν περίπου ένα εκατομμύριο νυχτερίδες στην Kasanka την περίοδο αιχμής τον Νοέμβριο.

Υπάρχουν σπηλιές στο Τέξας με περισσότερες νυχτερίδες, αλλά είναι πολύ μικρότερες. Η αποικία Kasanka από νυχτερίδες φρούτων στο χρώμα του άχυρου είναι η μεγαλύτερη (κατά βάρος) στον κόσμο κατά τουλάχιστον μια τάξη μεγέθους.

Μελλοντική παρακολούθηση

Η χρήση φθηνών καμερών GoPro και καινοτόμων αυτοματοποιημένων αναλύσεων μας επέτρεψαν να καθιερώσουμε μια απλή μέθοδο (εφόσον το επιτρέπει ο χρόνος) για την καταμέτρηση αυτής και άλλων ζωικών αποικιών για διαδοχικά χρόνια. Ελπίζουμε ότι αυτό θα μας επιτρέψει να εντοπίσουμε αλλαγές στους αριθμούς για να ενημερώσουμε τις προσπάθειες διατήρησης. Αυτά είναι σημαντικά γιατί η προστασία της αποικίας Kasanka βοηθά στην προστασία των νυχτερίδων σε όλη την υποήπειρο.

Οι αγροτικές εξελίξεις καταπατούν το Εθνικό Πάρκο Kasanka και σχεδιάζεται να κατασκευαστεί αιολικό πάρκο στην περιοχή. Αυτό θα μπορούσε να έχει αρνητικές επιπτώσεις στον αριθμό των νυχτερίδων που προστίθενται εδώ. Η παρακολούθηση θα είναι ζωτικής σημασίας για την αποκάλυψη και την πρόληψη αυτών των επιπτώσεων οπουδήποτε το είδος παρέχει υπηρεσίες οικοσυστήματος.

Οι νυχτερίδες ελπίζουμε ότι θα συνεχίσουν να σκοτεινιάζουν τον νυχτερινό ουρανό της Kasanka για πολλά χρόνια ακόμα, συνεχίζοντας τις υπηρεσίες τους ως μυστικοί κηπουροί της Αφρικής.

Παρέχεται από το The Conversation

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από το The Conversation με άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.Η συζήτηση

Παραπομπή: Η μεγαλύτερη αποικία νυχτερίδων στον κόσμο συγκεντρώνεται κάθε χρόνο στη Ζάμπια. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη για να τα μετρήσουν (2023, 30 Σεπτεμβρίου) που ανακτήθηκε στις 30 Σεπτεμβρίου 2023 από https://phys.org/news/2023-09-world-biggest-colony-zambia-year.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *