Sobre la remota costa noroeste de Kauai, un zumbido improbable llena el aire. Un helicóptero desciende del cielo y se cierne justo sobre acantilados infranqueables de 914 metros de altura, lugares predilectos para la anidación de las colonias restantes de la especie. Shearwater de Newell y Petrel hawaiano. Las aves marinas, endémicas de Hawái, se enfrentan a presiones generalizadas. El desarrollo ha desmantelado gran parte de su hábitat. Los depredadores de... Los gatos salvajes y los cerdos salvajes matan a miles de aves cada año.. Y las líneas eléctricas y el alumbrado público de la isla suelen resultar mortales.
El helicóptero ayuda a los biólogos a controlar la salud de las poblaciones remotas de aves marinas. Distribuidos entre las colonias, hay docenas de sonómetros bioacústicos del tamaño de un libro de texto, colocados antes de que las aves regresaran a anidar. Ningún rincón del terreno traicionero está fuera de su alcance. Estos dispositivos registran las vocalizaciones hasta que termina la temporada de anidación. Entonces, llega el momento de desplegar el helicóptero para recolectar sus datos de sonido. Colgando de una cuerda de 30 metros, un gancho de agarre desciende del helicóptero estacionario hasta que se engancha y levanta con cuidado una cesta de madera de 1,3 kg que contiene un sonómetro.
Polluelo de pardela de Newell por André Raine/KESRP
Innovación, en el último momento
Más del 94 por ciento de las pardelas y el 78 por ciento de la población de petreles habían desaparecido cuando... Proyecto de recuperación de aves marinas en peligro de extinción de Kaua'i Se enteraron de la tecnología de grabación y procesamiento de sonómetros en 2012. Pensaron que esta nueva innovación podría ayudar con un plan de rescate que estaban elaborando con socios, incluyendo ABC. La nueva tecnología y las técnicas forman parte de un campo en desarrollo llamado bioacústica. Como su nombre indica, la bioacústica combina las ciencias de la vida con la acústica, utilizando el sonido para estudiar el medio ambiente. Tiene sus raíces en el seguimiento de submarinos y ballenas. En la última década, la precisión de la bioacústica se aceleró con los avances en sonido digital y aprendizaje automático. Ha demostrado ser una herramienta particularmente eficaz para la investigación de aves nocturnas y crípticas, ya que la mayoría de las especies, incluidas las aves marinas, son muy vocales. Entre las grandes ventajas de la bioacústica: permite a los científicos monitorear especies de aves sensibles sin perturbarlas y llegar a lugares a los que las personas no pueden llegar.
“Esta era la pieza que faltaba en el rompecabezas para monitorear la colonia”, dice André Raine, coordinador del proyecto para el programa de recuperación, que trabaja con un consorcio de organizaciones gubernamentales, universitarias y sin fines de lucro en una misión de conservación de vanguardia. ABC y Métricas de conservación Han sido socios clave en este trabajo. La estrategia incluye combatir a los depredadores, construir cercas impenetrables para aislar las colonias de aves marinas, negociar con las empresas de servicios públicos la remediación de las líneas eléctricas y monitorear constantemente el progreso para guiar el trabajo.
Se despliegan medidores de canto en colonias remotas de aves marinas de Kauai mediante helicóptero. Foto: André Raine/KESRP
Una vez que los datos del medidor de sonido se recogen mediante un helicóptero y llegan al laboratorio Conservation Metrics en California, los análisis rastrean indicadores clave como recuentos de población, encuentros con depredadores e incluso niveles de éxito reproductivo.
“Estas pequeñas unidades son fantásticas para esto”, dice Hannah Nevins, Programa de aves marinas Director de ABC, quien ha participado en el proyecto. Ocho años después de la implementación de la bioacústica en Hawái, los investigadores observan, mediante el monitoreo bioacústico, que sus esfuerzos de recuperación han provocado cambios significativos en la salud de las especies de aves marinas. La reproducción ha aumentado significativamente gracias al control de depredadores, y los medidores de canto indican un aumento en la actividad alrededor de la colonia.
Este método se está utilizando ahora también en la remota y deshabitada isla Nihoa, donde los investigadores del ABC utilizan medidores de sonido para buscar posibles zonas de reproducción de la pardela cenicienta, una especie en peligro crítico de extinción con una población estimada de menos de 250 aves adultas.
Los resultados en Hawái se encuentran entre los más impresionantes de una larga lista de proyectos mundiales que integran la bioacústica. Los científicos se plantean una nueva pregunta: ¿Hasta dónde puede llegar este campo de estudio para transformar la investigación y la conservación de las aves?
Como ocurre con cualquier cuestión científica, abundan las opiniones al respecto. Algunos afirman que, como suele ocurrir con las nuevas tecnologías, la promesa es exagerada. Los escépticos se preocupan por la precisión con la que se descifran las decenas de miles de cantos de aves mediante máquinas. Otros afirman que el uso del sonido solo es adecuado para situaciones específicas donde las aves son más vocales y el sonido es más claro. No todos los científicos están adoptando la nueva tecnología, en particular algunos investigadores comprometidos con la observación de campo tradicional. Pero una nueva generación de científicos que se está formando con herramientas digitales sin duda las está adoptando.
“La próxima generación definitivamente usa esto más porque se siente más cómoda con la tecnología y la programación”, dice Nevins de ABC. “Siempre habrá quienes adopten la tecnología de forma temprana y quienes nunca cambien porque así es como siempre lo han hecho”.”
Quienes trabajan con bioacústica afirman que estas técnicas se encuentran en sus primeras etapas y que están evolucionando rápidamente. Además, afirman que el trabajo de campo tradicional basado en la observación humana siempre será importante. Pero al incorporar la bioacústica, el resultado es una combinación potente con un alcance mucho mayor, especialmente en zonas remotas del mundo.
“Soy muy consciente de que cualquier científico de cualquier época dirá que estamos a punto de lograr algo extraordinario”, afirma Justin Kitzes, ecólogo computacional de la Universidad de Pittsburgh. “Pero ahora mismo se está produciendo una convergencia de muchos factores que en los próximos 20 años serán muy importantes”.”
Se utilizan equipos bioacústicos para estudiar el tinamú en peligro de extinción en los Andes peruanos. Foto: Tinamú ondulado por Reid Rumelt.
De la detección de submarinos a la revolución digital
Los orígenes de la bioacústica se remontan a experimentos militares de rastreo de submarinos enemigos durante la Primera Guerra Mundial. Durante años, la investigación sonora se utilizó principalmente en el océano, incluyendo el monitoreo de ballenas mediante sus cantos evocadores. Los resultados fueron dispares, a menudo obstaculizados por equipos rudimentarios y la dificultad de analizar horas y horas de grabaciones.
Dan Saenz, ahora biólogo investigador de vida silvestre en el Servicio Forestal de los Estados Unidos En Texas, fue uno de los primeros en aplicar la bioacústica a la fauna terrestre. Hace unos 20 años, construyó su primer sonómetro en su garaje, usando una caja de herramientas de plástico y piezas de una tienda de electrónica cercana.
“Era muy primitivo”, dice, y también lo era su método para analizar el audio. “Me lo llevaba a casa por la noche, escuchaba las grabaciones y anotaba los resultados en un bloc”.”
La tecnología comenzó a mejorar con la era digital. El gran avance se produjo en la última década, cuando Google y Facebook compartieron los algoritmos que desarrollaron para las búsquedas web. De repente, los investigadores pudieron clasificar grandes cantidades de datos al instante con la ayuda de la inteligencia artificial.
“Eso realmente desató el poder de estas grabaciones”, dice Holger Klinck, director de la Centro de Bioacústica para la Conservación En el Laboratorio de Ornitología de Cornell, es un referente en el campo. Cornell vio el potencial de la bioacústica para impulsar considerablemente la investigación aviar y no solo creó el centro, sino que también fabricó equipos, comenzó a colaborar con socios y compartió sus hallazgos gratuitamente. Actualmente, decenas de proyectos están en marcha. A medida que el campo madura, el laboratorio comparte su trabajo y sus avances en una cultura de código abierto.
El proceso es bastante sencillo: comienza con la conversión de los cantos de las aves en estudio en impresiones digitales llamadas espectrógrafos. "Se crea un espectrógrafo del sonido que se busca", explica Matthew McKown, cuya empresa Conservation Metrics proporciona equipos y análisis computacionales al equipo de Kauai y a numerosos investigadores de todo el mundo. "Luego, se desliza esa plantilla sobre el sonido de fondo y se detecta una correlación".“
Investigadores de la Universidad de California en Davis utilizan la bioacústica para estudiar el impacto de los incendios forestales en las poblaciones de aves del oeste. En Florida, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos utiliza medidores de canto para estudiar cómo las maniobras militares afectan a los pájaros carpinteros de cresta roja, los gorriones saltamontes de Florida y las charas californianas, aves protegidas por el gobierno federal. En Pittsburgh, la Reserva Natural de Powdermill utiliza medidores de canto para recopilar llamadas de vuelo y estudiar la migración, un tema de investigación problemático desde hace tiempo debido a que gran parte de la migración ocurre a distancia y de noche.
Algunas de las aves más esquivas están ahora en la mira de los científicos. Por ejemplo, el equipo bioacústico ayuda a un ornitólogo a estudiar al merodeador tinamú, una especie en peligro de extinción, en los Andes peruanos, y los investigadores del noroeste del Pacífico utilizan la bioacústica para comprender los patrones de reproducción de esta especie, considerada una especie amenazada a nivel federal. mérgulo jaspeado, un ave marina que anida en los árboles y que hasta ahora había sido casi imposible de rastrear y censar, ya que depende de los bosques primarios. Búho moteado del norte, una subespecie amenazada a nivel federal que está en declive debido a la pérdida de hábitat y la competencia con los búhos barrados que están expandiendo su área de distribución.
Búho moteado del norte por Michael J. Parr
Tras una serie de estudios realizados tan solo el año pasado que documentan una crisis creciente en las poblaciones de aves, crece la demanda de investigación. Los científicos afirman que existe una necesidad imperiosa de enfoques nuevos y económicos para la investigación y la conservación específica.
“Tenemos mucha investigación por delante”, dice John Fitzpatrick, director de la Laboratorio de Cornell, un gran defensor de la bioacústica. “Esto será de suma importancia”.”
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Una herramienta muy solicitada ha sido una aplicación para smartphones que permita a los observadores de aves identificar aves al instante por sus cantos, similar a la popular aplicación Shazam para la música. Varias de estas aplicaciones han llegado al mercado en los últimos años, pero ninguna ofrece una gran fiabilidad ni permite identificar un gran número de especies.
Como dice John Fitzpatrick, director del Laboratorio de Cornell: “Si tuviera un dólar por cada vez que alguien me pregunta cuándo vamos a tener un Shazam para pájaros, podría financiar toda esta investigación solo con eso”.”
Ese día finalmente llegará: Cornell lanzó el año pasado una aplicación para teléfonos Android que utiliza la misma tecnología que el laboratorio desarrolló para registrar e identificar especies para investigación. Red de aves, Se espera que, con cerca de medio millón de descargas, esté disponible para teléfonos Apple este año. Podría incorporarse a Merlin, la aplicación de identificación de aves de Cornell.
Cornell ha desarrollado materiales de identificación para 6.000 de las aproximadamente 10.000 especies del mundo. El laboratorio pone su tecnología a disposición de todos. Con el crecimiento de las bibliotecas de sonidos y la mejora de la tecnología, los observadores de aves pueden esperar que Cornell, así como sus socios y competidores, mejoren continuamente sus aplicaciones.
Se está desarrollando una herramienta de identificación más compleja que utiliza las mismas herramientas de investigación. Permitirá a los observadores de aves usar la bioacústica para rastrear en tiempo real a todas las aves cercanas, por ejemplo, en sus jardines. Este proyecto, que Cornell está desarrollando junto con Loggerhead Instruments, con sede en Florida, recopilará todos los cantos y llamadas de las aves y enviará listas de identificación a su computadora.
El dispositivo, que debería estar disponible este año, se llamará Haikubox y su diseño se asemejará a una pajarera de madera. Su alcance dependerá del ruido ambiental, el nivel de viento y el volumen del canto, pero debería ser capaz de identificar aves a una distancia de entre 90 y 180 metros, según Holger Klinck, director del Centro de Bioacústica para la Conservación de Cornell.
Estos productos deberían aportar una nueva dimensión a la identificación de aves. Al mismo tiempo, los datos recopilados se compartirán con Cornell, lo que incrementará el alcance y la eficacia de la investigación del laboratorio y ampliará nuestro conocimiento sobre el movimiento y la distribución de las aves.
—Anders Gyllenhaal
Regresos vía reproducción
Los proyectos que utilizan bioacústica ahora están pasando de los recuentos básicos de aves a objetivos de investigación más complejos.
En la Universidad de Pittsburgh, investigadores están experimentando con maneras de calcular con exactitud la ubicación de las aves en sus entornos. Han construido una cuadrícula gigante de grabadoras que registra el volumen relativo de llamadas y cantos. Luego, utilizan las diferencias en el volumen del sonido para calcular la ubicación de las aves. Planean crear un gráfico en el que aparecerán burbujas de colores que representan a las aves al desplazarse por el mapa.
En un experimento en Latinoamérica, investigadores de Cornell utilizan sonómetros para estudiar cómo reaccionan las aves a diferentes enfoques de cultivo de café: por ejemplo, cómo se comportan en entornos sombreados y soleados. Esperan que los hallazgos conduzcan a las mejores prácticas agrícolas para proporcionar un entorno saludable para las aves sin reducir la producción de café.
Los ornitólogos han revolucionado el concepto del sonómetro para utilizar la transmisión de vocalizaciones de aves y atraer a las especies de regreso a su hábitat anterior o a uno nuevo, haciéndoles creer que se unen a otras de su especie. Con estas técnicas, los conservacionistas atrajeron a los frailecillos atlánticos de regreso a las islas de anidación de Maine, los redujeron... Petreles buceadores peruanos a una reserva chilena y, justo este año, ayudó a reubicar una colonia de anidación de charranes y gaviotas desplazada por la construcción de un puente en Hampton Roads, Virginia.
Aunque avanza rápidamente, la bioacústica se ha quedado atrás de campos relacionados como el reconocimiento de voz y la búsqueda digital, que cuentan con aplicaciones comerciales para financiar su investigación. Esto también podría cambiar con un uso más sofisticado del sonido. A medida que mejoran la economía y la precisión de la bioacústica, se prevén usos que trasciendan la investigación. Entre otras posibles aplicaciones de la bioacústica se encuentran: monitores que detectan fallos en la maquinaria de fábricas y electrodomésticos; dispositivos que ayudan a las personas ciegas a orientarse; y sonómetros que ayudan a detectar amenazas para las aves y sus hábitats, como la caza furtiva, mediante el monitoreo de los sonidos de disparos y motosierras.
Los registradores han mejorado considerablemente los esfuerzos para censar a los búhos moteados del norte y otras aves sigilosas. Foto de Connor Wood.
Bibliotecas de paisajes sonoros
El mayor potencial de la bioacústica en la conservación, afirma Klinck, de Cornell, reside en el monitoreo de entornos en zonas del mundo donde se desconoce la salud de las especies. "Se trata de desarrollar estos métodos que nos permitan realizar una evaluación exhaustiva de lo que ocurre en estas zonas remotas", afirma. "Ese es el objetivo final".“
Al mirar hacia el futuro, los científicos imaginan un tiempo en el que la captura de paisajes sonoros será tan económica y rutinaria que se volverá tan común como los datos meteorológicos. Las grabaciones, afirman, se convertirán en libros, conservados a lo largo del tiempo en numerosas plataformas públicas y consultados para todo tipo de proyectos de investigación.
“Estos datos serán los especímenes de museo de nuestro siglo”, afirma Justin Kitzes, de la Universidad de Pittsburgh. “Deberíamos archivarlos. Las generaciones futuras volverán a ellos con mejores métodos, mejor equipo y nuevas preguntas que hoy ni siquiera podemos imaginar. Nos estarán muy agradecidos por preservarlos”.”
La bioacústica también puede ser una herramienta para fomentar el apoyo público a la conservación. Muchos de los paisajes sonoros de especies en peligro de extinción se encuentran en lugares exóticos, donde los sonidos por sí solos podrían ser una herramienta educativa poderosa y accesible.
André Raine siempre recordará el día que se abrió paso entre la espesa maleza de Kauai para llegar a la cima de un acantilado en la Reserva Natural Hono O Nā Pali, donde encontró la colonia de petreles hawaianos más grande que jamás había visto. "Fue absolutamente asombroso", dice. "Había pájaros por todas partes, como si hubiera retrocedido en el tiempo".‘
El sonido de tales escenas podría ayudar a defender la conservación, afirman los investigadores. Nevins, de ABC, quien trabaja en el proyecto de Hawái, prevé que algún día capturar esa cacofonía contribuiría a la causa. "¿Podemos traer algo de esto para compartirlo como una experiencia educativa, para que la gente pueda escuchar cómo suena?", pregunta.
Mientras tanto, de vuelta en el campo, la bioacústica sigue revolucionando el panorama para muchos investigadores, incluyendo a Connor Wood, doctorando en la Universidad de Wisconsin. Wood censa al búho moteado del norte en las extensas montañas de Sierra Nevada. "Podemos cubrir miles de kilómetros cuadrados", afirma. "Los datos son solo sonido puro, así que depende de ti, como científico, ser creativo y pensar: '¿Cómo puedo sacar el máximo provecho de estos datos?'. Creo que puede ser una forma muy eficaz de impulsar la conservación de la especie y de aplicar la ciencia básica".“