Materiał zarejestrowany przez lwy morskie za pomocą lekkich kamer wideo daje badaczom wgląd w niezbadane wcześniej obszary dna morskiego u południowych wybrzeży Australii.

Ten z 7 sierpnia brGranice nauk o morzu 1Opublikowane wyniki obejmują szczegółowe mapy dna morskiego utworzone poprzez połączenie filmów zarejestrowanych przez zwierzęta z modelem uczenia maszynowego. Na nagraniu z kamery widoczne są także szczegółowe informacje na temat rozmieszczenia różnych siedlisk i gatunków.

„Są to szczególnie głębokie i odległe siedliska na morzu, do których nie można dotrzeć zwykłymi badaniami, jakie można przeprowadzić z łodzi” – mówi współautor Nathan Angelakis, który zajmuje się ekologią i biologią ewolucyjną w Instytucie Badań i Rozwoju Australii Południowej w West Beach. „Dzięki zebranym danym zasadniczo badamy nowe części oceanu, które nie zostały jeszcze zmapowane”.

Nieznane wody

Znajomość dna morskiego jest ważna z kilku powodów, w tym z ochrony środowiska morskiego, nawigacji i przewidywania zagrożeń, takich jak tsunami. „Nie możesz zarządzać tym, czego nie zmierzyłeś” – mówi Steve Hall, dyrektor ds. partnerstwa w organizacji zajmującej się mapowaniem oceanów Seabed2030 z siedzibą w Liverpoolu w Wielkiej Brytanii.

Na całym świecie tylko 26% dna morskiego zostało zmapowanych w wysokiej rozdzielczości. Częściowo wynika to z wyzwań związanych z eksploracją głębin morskich, gdzie ciśnienie jest niezwykle wysokie, a poziom światła niski. Naukowcy zazwyczaj mapują dno morskie za pomocą zdalnie sterowanych pojazdów podwodnych lub zrzucając kamery ze statków nawodnych, ale obie metody są czasochłonne i kosztowne.

Angelakis i jego współpracownicy wypróbowali stosunkowo prostsze podejście, korzystając z pomocy dzikich australijskich lwów morskich (Neophoca cinerea). Zwierzęta te spędzają większość czasu na dnie oceanu, szukając pożywienia wzdłuż szelfu kontynentalnego, czyli obszaru oceanu rozciągającego się od wybrzeża. Naukowcy podejrzewali, że śledząc ruchy lwów morskich, mogliby zebrać informacje o kształcie dna morskiego i rozmieszczeniu różnych siedlisk.

Autorzy przymocowali czujniki do plastrów neoprenowych, które przykleili do pleców ośmiu dorosłych samic z dwóch największych australijskich kolonii lwów morskich. Sprzęt, który obejmował lokalizatory GPS, kamery i czujniki ruchu, został zaprojektowany tak, aby był mały i nie przeszkadzał, ważył mniej niż 1% masy ciała lwów morskich, aby nie wywierać wpływu na zwierzęta ani nie wpływać na ich zachowanie. Po zakończeniu projektu członkom zespołu udało się usunąć czujniki z plastrów, nie uszkadzając futra lwów morskich.

Wspólnie lwy morskie zarejestrowały 89 godzin materiału wideo obejmującego sześć różnych siedlisk na dnie morskim, od gołego piasku po łąki glonów.

Naukowcy wykorzystali materiał do oceny różnorodności biologicznej na tych obszarach i porównania miejsc odwiedzanych przez obie kolonie. Wykorzystali także filmy, aby sprawdzić dokładność modelu uczenia maszynowego zaprojektowanego do przewidywania siedlisk na dnie morskim na podstawie zmiennych takich jak temperatura oceanu i odległość od brzegu. Ustalili, że model był dokładny w ponad 98%, więc wykorzystali go następnie do zmapowania siedlisk na dnie morskim w okolicznych obszarach. „Jedną z największych zalet badania jest wykorzystanie zebranych danych do przewidywania innych nieznanych obszarów” – mówi Angelakis.

Zespół chce także wykorzystać dane z czujników do zbadania, w jaki sposób czynniki takie jak głębokość i podaż składników odżywczych wpływają na rozmieszczenie siedlisk i różnorodność gatunków na dnie morskim. Może to pomóc naukowcom „w dalszym badaniu wartości ekologicznej różnych siedlisk i obszarów morskich dla lwów morskich” – mówi Angelakis, co może wzmocnić wysiłki na rzecz ochrony.

Korzystanie z czujników montowanych na lwach morskich to „bardzo dobry sposób na uzyskanie danych o wysokiej rozdzielczości z trudno dostępnego obszaru” – mówi Hall. Sugeruje, że w przyszłych badaniach badacze mogliby wyposażyć lwy morskie w dodatkowe czujniki do gromadzenia danych na temat właściwości fizycznych i chemicznych dna morskiego.