У океана есть свой уникальный шум, и теперь наука наконец-то может дать ему название. Новая технология позволяет нам «слушать» рыб и определять, какой вид издает этот звук в любой момент времени, открывая беспрецедентную возможность заглянуть в жизнь коралловых рифов, не беспокоя их обитателей.
Разработка, возглавляемая проектом FishEye Collaborative совместно с Корнелльским университетом и Университетом Аалто, сочетает пространственное аудио с 360-градусным видео для точного сопоставления каждого звука с рыбой, которая его издала. Предложение, опубликованное в журнале Methods in Ecology and Evolution, представляет собой практический шаг вперед в деле сохранения морской среды.
Как работает «ухо» рифа
Инструмент, представляющий собой подводную пассивную акустическую камеру (UPAC-360) , объединяет пространственные аудиогидрофоны и камеру с обзором на 360°. С её помощью исследователи точно определяют источник каждого звукового сигнала и накладывают его на панорамное изображение, чтобы в режиме реального времени увидеть, кто «говорит».
Этот иммерсивный подход преобразует звуковой ландшафт рифа в синхронизированную визуальную и звуковую дорожку. Направление звука отображается в видео в виде траектории , так что когда рыба клюет, издает скрип или хрюкает, система позволяет напрямую определить источник звука.
Еще одно ключевое преимущество — автономное развертывание: оборудование устанавливается и продолжает запись в течение длительного времени без необходимости в водолазах или лодках . Это позволяет регистрировать естественное поведение, предотвращая влияние присутствия человека на результаты.
Преодоление фонового шума стало одной из самых больших проблем. На рифе постоянно слышны щелчки, скрипы и стуки креветок , а также одновременное издавание звуков множеством рыб. Пространственный звук помогает разделить источники, даже когда отдельные особи плавают группами и их сигналы перекрываются.
Что им удалось обнаружить на данный момент?
В рифах CurazaoСистема позволила определить звуки, принадлежащие 46 видам, более половины из которых никогда ранее не были зарегистрированы. Этот набор представляет собой крупнейшую коллекцию акустических сигналов. de peces опубликовано на сегодняшний день.
По оценкам команды, более 700 видов животных в Карибском бассейне могут издавать звуки, поэтому собранные на данный момент данные — это только начало. Одновременно с этим они выпустили постоянно пополняющуюся библиотеку размеченных аудиозаписей , которые будут использоваться для обучения алгоритмов машинного обучения, способных обнаруживать виды в будущих записях.
Идея создания морского «Мерлина» — подобного приложению для определения птиц от Корнелльской лаборатории орнитологии — пока еще далека от реализации, но основа для этого закладывается. Каждый присвоенный звук облегчает автоматическое распознавание , приближая нас к возможности быстрого поиска в больших объемах подводных аудиозаписей.
Помимо Кюрасао, этот подход применяется и проверяется в ходе длительных полевых кампаний на других рифах. Длинные временные ряды позволяют сравнивать часы, сезоны и события, обнаруживая тонкие изменения в акустической активности сообществ de peces.
Сохранение, управление и дальнейшие шаги
Мелководные тропические рифы занимают всего 0,1% морского дна, но являются домом для почти 25% всех морских видов . Их сокращение из-за потепления, загрязнения и чрезмерного вылова рыбы делает крайне важным наличие чувствительных индикаторов их здоровья и устойчивости.
Слушая рыб, можно получить именно такой «пульс». Звуковые ландшафты дают представление о наличии, размножении и активности ключевых видов, помогая оценить усилия по восстановлению, охраняемые территории и реакцию на стрессовые факторы окружающей среды.
Для руководителей и НПО пассивный, непрерывный и неинвазивный мониторинг позволяет более эффективно распределять ресурсы : определять, где нужно действовать, какие меры эффективны и когда следует корректировать усилия. Команда планирует расширить акустическую библиотеку Карибского региона и распространить развертывание систем на Гавайи и Индонезию в рамках новых кампаний.
Руководители проекта подчеркивают, что, хотя универсального помощника, способного мгновенно идентифицировать все виды, пока не существует, научная польза от его использования очевидна : от обнаружения редких или инвазивных видов до документирования периодов размножения и изменений в составе сообщества.
Благодаря этому подводному «уху» исследования приобрели практическое значение: предоставление рыбам возможности «говорить» — это не просто любопытство, а инструмент, позволяющий точно и в режиме реального времени отслеживать состояние рифа , что имеет ключевое значение для защиты тех, кто зависит от этих экосистем, и для разработки политики, основанной на данных.
