Harry Cohen Tanugi

Comment la technologie aide les scientifiques à explorer la biodiversité amazonienne sans interférence humaine

La forêt tropicale couvre 12% de la surface terrestre de la planète mais abrite environ deux tiers de toutes les espèces terrestres. L'Amazonie, qui s'étend sur le vaste bassin du fleuve Amazone et le bouclier guyanais en Amérique du Sud, est la plus grande étendue de forêt tropicale restante au monde, abritant plus d'espèces animales que tout autre paysage terrestre de la planète.

Repérer la faune dans ces forêts sombres et denses qui regorgent d'insectes et de palmiers épineux est toujours un défi. Cela est dû à la nature même de la biodiversité en Amazonie, où l'on trouve un petit nombre d'espèces abondantes et un plus grand nombre d'espèces rares qui sont difficiles à recenser de manière adéquate.

Comprendre quelles espèces sont présentes et comment elles sont liées à leur environnement est d'une importance fondamentale pour l'écologie et la conservation, nous fournissant des informations essentielles sur les impacts des perturbations d'origine humaine telles que le changement climatique, l'exploitation forestière ou le chauffage au bois. En retour, cela peut également nous permettre de repérer des activités humaines durables telles que l'abattage sélectif - la pratique consistant à enlever un ou deux arbres et à laisser le reste intact.

Dans le cadre de Le projet Bioclimate de la BNPnous déployons une série de dispositifs technologiques tels que des pièges à caméra et des moniteurs acoustiques passifs pour surmonter ces obstacles et affiner notre compréhension de la faune amazonienne. Ces dispositifs surpassent les enquêtes traditionnelles grâce à leur capacité à recueillir des données en continu sans intervention humaine, permettant ainsi aux animaux de vaquer à leurs occupations sans être dérangés.

Les yeux parmi les arbres

Les pièges à caméra sont de petits dispositifs qui sont déclenchés par les changements d'activité dans leur voisinage, tels que les mouvements des animaux. Ils ont été essentiels à notre travail de terrain dans la forêt nationale de Tapajos à Para, dans le nord-ouest du Brésil, nous permettant d'étudier si les perturbations telles que le changement climatique ont eu un impact sur la présence et le comportement des animaux qui sont, à leur tour, nécessaires aux processus naturels.

La dispersion des graines par les animaux, qui permet la régénération des forêts, est l'un de ces processus. En mangeant des fruits ou en transportant des noix, ils vont généralement excréter ou laisser tomber les graines ailleurs. Notre site recherche a montré qu'au moins 85% de toutes les espèces d'arbres de nos parcelles ont leurs graines dispersées par les animaux.

Nous savons également qu'un grand nombre de ces animaux sont fortement impactés par les perturbations. Pour mieux appréhender l'impact de la perte de ces espèces qui dispersent les graines, nous devons savoir lesquelles propagent quelles plantes et sur quelle distance.

Nous avons tenté d'examiner cette question en installant des caméras au pied des arbres fruitiers de notre site d'étude, afin de révéler quelles espèces mangeaient quels fruits et transportaient ainsi des graines à travers la forêt.

L'enquête a permis de recueillir plus de 30 000 heures de vidéo, et nous avons pu vérifier que 5 459 vidéos contenaient des animaux. Un total impressionnant de 152 espèces d'oiseaux et de mammifères a été enregistré, y compris des enregistrements rares d'espèces menacées telles que le perroquet vulturine (Pyrilia vulturina).

Les vidéos comprennent des aperçus incroyables du comportement des animaux, comme un ocelot (Leopardus pardalis) chassant un opossum commun (Didelphis marsupialis), un fourmilier géant (Myrmecophaga tridactyla) portant un bébé sur son dos, et même une curieuse femelle capucin à touffes (Sapajus apella) qui a examiné une caméra et a fini par la jeter par terre.

Les pièges à caméra ont fourni des informations importantes sur la vie de mammifères secrets et souvent nocturnes. Ici, nous voyons un fourmilier géant (Myrmecophaga tridactyla) portant un bébé sur son dos, un ocelot (Leopardus pardalis) chassant et mangeant un opossum commun (Didelphis marsupialis), et un tapir d'Amérique du Sud mangeant des fruits. (Source, Liana Chesini Rossi.)
Travailler avec des animaux n'est jamais simple. Ce capucin touffu (Sapajus apella) n'a pas apprécié le piège à caméra et l'a jeté de l'arbre (Source : Oliver Metcalf).

Fait important, nous avons également enregistré 48 espèces mangeant des fruits, y compris des espèces considérées comme d'importants disperseurs de graines, comme le tapir d'Amérique du Sud (Tapirus terrestris) qui, de par sa taille, est capable de disperser de grosses graines sur de plus longues distances.

Nos recherches ont démontré que des espèces d'oiseaux telles que le guan à crête blanche (Penelope pileata) et des mammifères comme le ouistiti argenté (Mico argentatus) et le cerf brun de l'Amazonie (Mazama nemorivaga) sont des consommateurs fréquents de fruits. Nombre de ces espèces font l'objet d'une chasse excessive dans la région d'étude, ce qui peut avoir des répercussions en cascade sur la régénération des forêts.

De nombreuses espèces jouent un rôle important dans la dispersion des graines dans les forêts. Les pièges à caméra nous ont permis de voir quelles espèces visitent les arbres fruitiers. Ces clips montrent le ouistiti argenté (Mico argentatus), le guan à crête blanche (Pénélope pilet) et le cerf brun de l'Amazonie (Mazama nemorivaga) se nourrissant de fruits. (Source, Liana Chesini Rossi.)

Forêts pulsatiles

Les enregistreurs acoustiques, quant à eux, sont essentiels pour dresser des inventaires de la communauté aviaire riche en espèces. En effet, bien que les oiseaux soient rarement vus dans les forêts denses, leurs vocalisations révèlent leur présence.

Lorsque les ornithologues étudient les oiseaux tropicaux, ils sont limités par la fréquence à laquelle ils peuvent effectuer des comptages, car il est souvent difficile, d'un point de vue logistique, de retourner sur chaque site. Par conséquent, les enquêtes traditionnelles sont souvent d'une durée assez longue - entre 5 et 15 minutes - avec seulement un nombre limité de comptages répétés sur chaque site étudié. Cela signifie que seule une petite partie de la période pendant laquelle les oiseaux sont les plus actifs - les deux heures qui suivent le lever du soleil et que l'on appelle généralement le chant de l'aube - peut être étudiée.

Pourtant, les oiseaux ne chantent pas tous au même moment : quelques espèces préfèrent chanter très tôt le matin, la plupart attendent qu'il fasse légèrement plus chaud et que le soleil soit complètement levé, et quelques autres se lèvent tard. En se limitant à quelques relevés, il est difficile de couvrir la période à plein temps et de détecter toutes les espèces présentes. De plus, les relevés n'étant effectués que sur une poignée de jours, des facteurs tels que la météo ou la présence de prédateurs certains jours peuvent changer complètement les espèces détectées.

Notre site recherche a révélé qu'en réglant des enregistreurs acoustiques autonomes pour qu'ils effectuent 240 enregistrements très courts de 15 secondes, totalisant une heure de relevé, nous pouvions enregistrer 50 % d'espèces en plus sur chaque site que nous avons étudié, par rapport à quatre relevés de 15 minutes qui reproduisaient la durée des relevés humains. Les relevés supplémentaires nous ont permis d'étaler notre période d'enquête sur un plus grand nombre de jours, mais surtout, sur l'ensemble du chœur de l'aube. Nous avons constaté qu'un petit groupe d'espèces préférait chanter de 15 minutes avant le lever du soleil à 15 minutes après, et nous n'étions vraiment susceptibles de les détecter que si nous faisions plusieurs relevés pendant cette période - ce qui n'est possible qu'avec des enregistreurs automatiques.

Ces relevés plus complets nous permettent de fournir de meilleures estimations des espèces vivant dans ces régions hyperdiverses - mais aussi de celles qui disparaissent lorsque les forêts sont exploitées ou brûlées. Grâce à cette méthode, nous avons pu détecter 224 espèces d'oiseaux sur 29 sites, avec un total d'une heure de relevé par site.

Les espèces présentes dans les forêts intactes et perturbées ont également confirmé nos recherches précédentes qui ont montré que Les forêts primaires non perturbées abritent des communautés d'oiseaux uniques. qui disparaissent lorsque les forêts sont endommagées par l'abattage sélectif ou les incendies de forêt.

Un clip audio provenant d'une forêt primaire non perturbée à 06h55 le 6 août 2018, avec 11 espèces d'oiseaux qui crient, y compris le troglodyte gris (.Myrmotherula menetriesii) et la fourmi à troncs (Myrmotherula Campanisona), que l'on ne trouve généralement que dans les forêts de bonne qualité. (Source, Oliver Metcalf).

Les enregistreurs acoustiques nous ont également permis de recueillir des données sur de longues périodes de temps, avec plus de 10 000 heures enregistrées jusqu'à présent.

Cependant, la collecte de données à cette échelle signifie également qu'il n'est pas viable pour un scientifique d'écouter tous les enregistrements. En revanche, le nouveau domaine de l'éco-acoustique a mis au point des techniques statistiques permettant de caractériser des paysages sonores entiers. Ces indices acoustiques mesurent la variation de l'amplitude et de la fréquence pour donner une mesure de l'intensité ou de la variété de chaque paysage sonore. En éliminant la nécessité d'identifier les sons individuels, ces techniques permettent de traiter efficacement de grands volumes de données acoustiques.

Nous avons utilisé des indices acoustiques pour montrer que les forêts primaires non perturbées ont des paysages sonores uniques qui peuvent être analysés par les chercheurs. identifiés par des techniques d'apprentissage automatique. Ces données nous permettent ensuite de comparer les paysages sonores qui ont été perturbés par des phénomènes tels que les incendies ou l'exploitation forestière et de déterminer les groupes d'espèces qui ont été les plus touchés.

En conclusion, les pièges à caméra et les enregistreurs acoustiques nous permettent d'avoir des yeux et des oreilles dans la forêt même lorsque nos chercheurs n'y sont pas. Au fur et à mesure que la technologie se développe, nous continuerons à utiliser les dernières techniques pour mieux comprendre le comportement et l'écologie des animaux et comment les utiliser pour mieux valoriser et protéger les habitats dans lesquels ils vivent.

Nous cherchons notamment à développer des modèles d'apprentissage profond pour identifier les espèces et, dans certains cas, pour différencier les individus d'une même espèce. Les images et les sons enregistrés par les enregistreurs automatiques ouvrent de nouvelles voies pour comprendre l'abondance et le comportement des animaux, offrant de nouvelles perspectives sur le monde secret de la faune des forêts tropicales.


Le projet de recherche " Bioclimat " dont cette publication fait partie, a été soutenu par la Commission européenne. Fondation BNP Paribas dans le cadre de la Programme Initiative Climat et Biodiversité. Il est coordonné par la Rede Amazonia Sustentavel (RAS).

Oliver Metcalf, Associé de recherche postdoctoral, Université métropolitaine de Manchester et Liana Chesini Rossi, Utilisateur invité, Université de l'État de São Paulo

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire le article original.



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