Тропические леса занимают 12% поверхности суши планеты, при этом в них обитает около двух третей всех наземных видов животных. Амазония, охватывающая обширный бассейн реки Амазонки и Гвианский щит в Южной Америке, является крупнейшим в мире участком тропического леса, где обитает больше видов животных, чем на любой другой наземной территории на планете. Наблюдение за дикими животными в этих темных и густых лесах, кишащих насекомыми и колючими пальмами, всегда сопряжено с определенными трудностями. Это связано с самой природой биоразнообразия Амазонии, где есть небольшое количество многочисленных видов и большее количество редких видов, которые достаточно трудно исследовать. Понимание того, какие виды сосуществуют вместе на одной территории и как они связаны с окружающей средой, имеет фундаментальное значение для экологии и охраны природы, предоставляя нам важную информацию о факторах антропогенного влияния, таких как изменение климата, вырубка лесов или сжигание древесины. Это может позволить нам спроектировать экологичный подход, скорректировав нашу текущую деятельность. Одной из мер в рамках этого подхода является выборочная вырубка леса — когда деревья вырубают точечно в наиболее подходящих для этого частях леса. В рамках проекта BNP «Биоклимат» ученые используют ряд технологических приспособлений, таких как фотоловушки и акустические регистраторы, чтобы преодолеть сложности, возникающие в процессе исследования, и более подробно изучить дикую природу Амазонии. Эти устройства позволяют применять методы исследования, превосходящие традиционные благодаря своей способности непрерывно собирать данные без вмешательства человека, позволяя животным заниматься своими делами без помех. Глаза среди деревьев Фотоловушки — это небольшие устройства, которые срабатывают при изменении активности вблизи них, например, при движении животных. Несмотря на свое название, они способны делать не только фотографии, но и записывать видео. Они сыграли важную роль в полевой работе ученых в национальном лесу Тапажос в штате Пара на северо-западе Бразилии, позволив изучить, повлияли ли такие неблагоприятные обстоятельства, как изменение климата, на жизнь и поведение животных. Всем известно, что целостность экосистемы достаточно легко нарушить, поэтому ухудшение условий обитания одних звеньев цепи может нарушить существование других. Одним из примеров является тот факт, что животные играют важную роль в естественном восстановлении леса, разнося семена растений. Исследования показали, что по крайней мере у 85% всех видов деревьев на определенных участках семена распространяются животными. Также известно, что многие из этих животных сильно подвержены влиянию негативных изменений. Чтобы лучше понять последствия, связанные с уменьшением численности животных, рассеивающих семена, необходимо выяснить, кто какие семена переносит и на какие расстояния. Ученые попытались выяснить это, установив камеры у основания плодоносящих деревьев на определенном участке. В результате исследования было получено более 30000 часов видеозаписей, и на 5459 видеозаписях присутствуют животные. Всего было зафиксировано 152 вида птиц и млекопитающих, в том числе редкие виды, такие как грифовый попугай. В видеозаписях содержатся невероятные примеры поведения животных: как оцелот охотится на обыкновенного опоссума, как гигантский муравьед несет на спине детеныша, и даже как любопытная самка хохлатой обезьяны капуцина долго рассматривает камеру, а потом бросает ее на землю. Важно отметить, что также были зафиксировали 48 видов, питающихся фруктами, включая виды, считающиеся важными распространителями семян, такие как южноамериканский тапир, который благодаря своим размерам способен разносить крупные семена на большие расстояния. Исследования показали, что такие виды птиц, как белогрудый гуан, и млекопитающие, такие как серебристая мартышка и амазонский бурый олень, часто питаются фруктами. Многие из этих видов становятся жертвами охотников, что может в перспективе привести к нарушению способности леса к восстановлению. Пульсирующие леса Акустические регистраторы, с другой стороны, играют ключевую роль в отслеживании многочисленных видов птиц. Хотя их редко можно визуально зафиксировать в густом лесу, они выдают свое присутствие звуками. Когда орнитологи изучают тропических птиц, они ограничены во времени и не могут часто возвращаться в изученные ранее места для проведения необходимых повторных исследований, так как это является логистически сложной задачей. Поэтому традиционные исследования имеют невысокую продолжительность — от 5 до 15 минут — с ограниченным числом возвращений на каждый исследуемый участок. Это осложняется тем, что птицы наиболее активны только в определенные временные промежутки — на рассвете и два часа после восхода солнца. Однако не все птицы поют в одно и то же время: несколько видов предпочитают петь ранним утром, большинство ждет, пока немного потеплеет и солнце полностью взойдет, и еще несколько видов начинают совсем поздно. Ограничившись несколькими исследованиями, трудно охватить весь период времени и обнаружить все присутствующие виды. Более того, если исследования проводятся только в течение нескольких дней, то такие факторы, как изменение погоды или присутствие хищников в определенные отрезки времени, могут полностью изменить поведение исследуемых видов. Ученые выяснили, что, настроив автономные акустические регистраторы на 240 коротких 15-секундных записей в течение одного часа наблюдений, можно зафиксировать на 50% больше видов в каждом исследуемом месте по сравнению с четырьмя 15-минутными записями, которые повторяли продолжительность традиционных полевых исследований. Устройства позволили распределить период наблюдений на большее количество дней, но самое главное — на весь период активности большинства птиц. Ученые обнаружили, что существует небольшая группа видов, которые предпочитают петь, начиная с 15 минут до восхода солнца и до 15 минут после, то есть их обнаружение стало возможным только благодаря новому методу с использованием автоматических регистраторов. Современные исследования позволяют получить более точные данные для оценки видов, обитающих на этих гиперразнообразных территориях, а также тех, которые исчезают, когда леса вырубаются или сжигаются. Благодаря этому методу было обнаружено 224 вида птиц в 29 местах, при этом временные затраты не превысили одного часа для каждого места. Исследование поврежденных территорий леса показало, что в неповрежденных первичных лесах существуют уникальные группы птиц, которые исчезают, когда леса повреждаются вырубкой или лесными пожарами. Акустические регистраторы также позволили ученым собирать данные в течение длительного времени: на сегодняшний день в их распоряжении 10000 записей. Однако данные в таких количествах физически невозможно прослушать. Поэтому новая область экоакустики разработала статистические методы для характеристики целых звуковых ландшафтов. Акустические индексы измеряют вариации амплитуды и частоты, чтобы дать метрику того, насколько насыщен или разнообразен каждый звуковой ландшафт. Отказавшись от необходимости идентифицировать отдельные звуки, они позволяют эффективно обрабатывать большие объемы акустических данных. Ученые использовали акустические индексы, чтобы показать, что неповрежденные первичные леса имеют уникальные звуковые ландшафты, которые можно идентифицировать с помощью методов машинного обучения. Такие данные, в свою очередь, позволяют сравнить звуковые ландшафты поврежденные пожарами или вырубкой леса, и определить группы видов, которые подверглись наибольшему воздействию. В заключение следует отметить, что фотоловушки и акустические регистраторы позволяют следить за происходящим в лесу даже тогда, когда ученые находятся далеко и не имеют возможности проводить полевые исследования. По мере развития технологий будут применяться все более эффективные методы, чтобы лучше понять поведение и образ жизни животных, а также то, как использовать эту информацию для сохранения их среды обитания. В частности, ученые стремятся разработать модели глубокого машинного обучения для идентификации видов, а в некоторых случаях и для различения особей одного и того же вида. Изображения и звуки, записанные автоматическими регистраторами, открывают новые пути понимания численности и поведения животных, позволяя по-новому взглянуть на тайный мир фауны тропических лесов. По материалам статьи «How technology allows us to reveal secrets of Amazonian biodiversity» The Conversation