Des approches modernes du suivi et de la surveillance des animaux sont possibles grâce au développement de technologies qui génèrent de vastes ensembles de données à haute résolution. Ces technologies, ainsi que les progrès des méthodes analytiques, permettent aux biologistes de suivre les mouvements des mammifères, des oiseaux et des poissons en liberté à des échelles sans précédent.
Les technologies modernes aident également les scientifiques à comprendre comment le comportement en mouvement aide les animaux à survivre et à s’adapter dans un monde en évolution. Ces avantages s’accompagnent toutefois de problèmes typiques du Big Data, tels que la charge de calcul, la gestion et le traitement intensifs des données et les analyses statistiques difficiles.
Dans une récente publication dans la revue Sciencele professeur Ran Nathan de l’Université hébraïque de Jérusalem, avec des étudiants et des collègues de 12 pays à travers le monde, a passé en revue diverses technologies utilisées pour recueillir des informations sur les mouvements des animaux dans leur environnement naturel.
Tous les animaux se déplacent, activement ou passivement, régulièrement ou à des stades spécifiques de leur vie, pour répondre à leurs besoins énergétiques, de survie, reproductifs et sociaux. Aujourd’hui, la capacité des espèces à se déplacer est cruciale si elles veulent faire face aux effets des changements environnementaux induits par l’homme.
Dans leur étude, Nathan et ses collègues ont évalué les principaux outils, idées, défis et opportunités de la révolution du Big Data qui a transformé le domaine de l’écologie du mouvement d’une discipline pauvre en données à une discipline riche en données. Les technologies de suivi de la faune varient dans la manière dont elles abordent les compromis fondamentaux entre le taux de collecte de données, la couverture spatiale, la durée du suivi et la taille des animaux suivis.
Parmi les huit principales technologies de suivi examinées dans cette étude, une technologie appelée « GPS inversé » s’est démarquée en raison de sa capacité à produire de grandes données sur les mouvements des animaux de manière rentable. D’autres technologies de suivi, telles que les appareils GPS, les systèmes de vision par ordinateur et les radars, peuvent également produire des données volumineuses, et les chercheurs ont recommandé de considérer toutes les principales technologies de suivi comme des alternatives complémentaires plutôt que concurrentes.
Le nouveau système GPS inversé, appelé ATLAS, a été développé par Nathan et le professeur Sivan Toledo de l’Université de Tel Aviv et leurs équipes, sous les auspices du Centre Minerva pour l’écologie du mouvement. Il est inhabituel dans sa capacité à suivre simultanément des dizaines d’animaux sauvages, à quelques mètres de leur emplacement réel, et à haute résolution (chaque seconde), pendant des mois. De plus, ce système utilise de petites balises radio peu coûteuses qui sont attachées à chaque animal. Le système a déjà été utilisé en Israël, au Royaume-Uni, aux Pays-Bas et en Allemagne, où il a permis aux chercheurs de répondre à des questions sur l’écologie fondamentale du mouvement qui ne pouvaient auparavant pas être étudiées.
« Ce système de suivi sophistiqué a donné naissance à une série de découvertes passionnantes et d’idées nouvelles, notamment la première preuve de l’existence d’une carte cognitive chez un animal sauvage (une chauve-souris frugivore), une étude pionnière reliant la variation entre les oiseaux individuels (faisans) dans leurs capacités cognitives et leurs modèles d’utilisation de l’espace, et la découverte d’une ségrégation spatiale notable dans les zones d’alimentation parmi les chauves-souris qui se perchent dans deux colonies adjacentes, en raison de la mémoire d’un individu et du transfert d’informations entre les chauves-souris, avec étonnamment aucune preuve de compétition comme force motrice », a partagé Nathan.
La « télémétrie acoustique », un autre exemple de système GPS inversé, utilise des étiquettes acoustiques pour suivre les poissons et autres animaux aquatiques sous l’eau. Des systèmes de ce type ont été utilisés dans les rivières, les lacs et les mers du monde entier, afin de mieux comprendre les risques pour la faune qui découlent de leurs interactions avec les humains.
Par exemple, en utilisant un système de suivi acoustique dans les rivières européennes, les chercheurs ont découvert que les anguilles en aval (une espèce en voie de disparition) et le saumon de l’Atlantique modifient leur comportement de déplacement lorsqu’ils rencontrent des barrages, ce qui est susceptible d’entraîner une augmentation de la dépense énergétique et du risque de mortalité. .
Le GPS est une autre technologie de suivi importante qui a été utilisée pour suivre des animaux relativement gros à haute résolution. Par exemple, le suivi GPS a permis à Nathan et à ses étudiants de révéler que les jeunes vautours issus d’une population en déclin en Israël escaladent les thermiques (colonnes d’air chaud ascendantes) beaucoup moins efficacement que les vautours adultes expérimentés lorsque ces thermiques sont entraînés par les vents.
Ailleurs, le suivi GPS des condors de Californie, une espèce en danger critique d’extinction, peut fournir des alertes précoces pour éviter les collisions avec les éoliennes dans la région, tandis que le suivi GPS des albatros peut aider à localiser les navires pêchant illégalement dans des zones océaniques isolées. Toutes ces applications contribuent à découvrir les raisons pour lesquelles le comportement animal varie et à contribuer à la conservation de la biodiversité et à la gestion des écosystèmes.
Autre application fascinante, le suivi GPS a fourni des informations uniques sur l’épidémie de grippe aviaire qui a entraîné la mort de milliers de grues en Israël au début de l’hiver. Il s’agit d’une recherche si récente qu’elle n’a pas été incluse dans l’article de synthèse de Science.
« Au premier signe de décès parmi quelques dizaines de grues, une proportion beaucoup plus grande de nos grues marquées par GPS sont mortes ou ont été suspectées d’être infectées, compte tenu de la réduction soudaine de leurs mouvements et de leur activité. Nous avons informé les autorités qu’un événement de mortalité drastique était imminent, comme cela s’est malheureusement produit, et que des mesures urgentes devaient être prises », a expliqué Nathan.
Plus tard, l’équipe a pu retracer le sort des oiseaux infectés et a constaté que certains s’étaient finalement rétablis. « Nous surveillons désormais de près les données des grues qui hivernent en Afrique pour surveiller l’éventuelle deuxième vague de l’épidémie, lorsque des millions d’oiseaux migrateurs arriveront bientôt », a souligné Nathan.
Le domaine de l’écologie du mouvement élargit rapidement les frontières scientifiques, non seulement grâce à l’utilisation des technologies Big Data évoquées par Nathan et ses collègues, mais également grâce à de meilleures opportunités de projets de recherche interdisciplinaires et collaboratifs.
« C’est aussi l’histoire de nos recherches », a expliqué Nathan, faisant référence à un atelier de télémétrie des poissons en République tchèque organisé par le professeur Ivan Jarić en 2018 et auquel il avait été invité. « J’ai rencontré un groupe d’excellents chercheurs avec des parcours, des expertises et des sujets de recherche très différents des miens. Je me souviens du moment exact qui a donné naissance à notre projet commun, lorsque j’ai partagé ma vision d’une révolution big data dans l’écologie du mouvement. Préparer notre revue ensemble a été une expérience merveilleuse ; Travailler ensemble dans toutes les disciplines est certainement la voie à suivre.
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Par Alison Bosman, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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