La foresta tropicale copre il 12% della superficie terrestre del pianeta, ma ospita circa due terzi di tutte le specie terrestri. L'Amazzonia, che attraversa il vasto bacino del Rio delle Amazzoni e lo Scudo della Guiana in Sud America, è la più grande estensione di foresta tropicale rimasta a livello globale, che ospita più specie di animali di qualsiasi altro paesaggio terrestre del pianeta.

Individuare la fauna selvatica in queste foreste oscure e fitte brulicanti di insetti e palme spinose è sempre una sfida. Ciò è dovuto alla natura stessa della biodiversità in Amazzonia, dove esiste un numero ridotto di specie abbondanti e un numero maggiore di specie rare che sono difficili da rilevare adeguatamente.

Comprendere quali specie sono presenti e come si relazionano al loro ambiente è di fondamentale importanza per l'ecologia e la conservazione, fornendoci informazioni essenziali sull'impatto dei disturbi causati dall'uomo come i cambiamenti climatici, il disboscamento o la combustione del legno. A sua volta, questo può anche permetterci di sfruttare attività umane sostenibili come il disboscamento selettivo, la pratica di rimuovere uno o due alberi e lasciare intatto il resto.

Nell'ambito del progetto Bioclimate di BNP, stiamo implementando una serie di soluzioni tecnologiche come trappole fotografiche e monitor acustici passivi per superare questi ostacoli e perfezionare la nostra comprensione della fauna selvatica amazzonica. Questi dispositivi superano i sondaggi tradizionali grazie alla loro capacità di raccogliere continuamente dati senza la necessità dell'interferenza umana, consentendo agli animali di svolgere i propri affari indisturbati.

Gli occhi tra gli alberi

Le trappole fotografiche sono piccoli dispositivi che vengono attivati ​​da cambiamenti di attività nelle loro vicinanze, come i movimenti degli animali. Sono stati essenziali per il nostro lavoro sul campo nella foresta nazionale di Tapajos a Para, nel nord-ovest del Brasile, consentendoci di indagare se disturbi come il cambiamento climatico hanno avuto un impatto sulla presenza e sul comportamento degli animali che sono a loro volta necessari ai processi naturali.

La dispersione dei semi da parte degli animali, che consente la rigenerazione delle foreste, è uno di questi processi. Mangiando frutta o trasportando noci, in genere espellono o lasciano cadere i semi altrove. La nostra ricerca ha dimostrato che almeno l'85% di tutte le specie arboree nei nostri appezzamenti hanno i semi sparsi dagli animali.

Sappiamo anche che molti di questi animali sono fortemente influenzati dal disturbo. Per comprendere meglio l'impatto della perdita di queste specie che disperdono i semi, dobbiamo sapere quali diffondono quali piante e fino a che punto.

Abbiamo tentato di esaminare questo aspetto installando telecamere ai piedi degli alberi da frutto nel nostro sito di studio, rivelando quali specie mangiavano quali frutti e quindi trasportavano semi attraverso la foresta.

Il sondaggio ha prodotto oltre 30.000 ore di filmati e siamo stati in grado di accertare che 5.459 video contenevano animali. È stato registrato un totale impressionante di 152 specie di uccelli e mammiferi, tra cui rari record di specie minacciate come il pappagallo vulturina (Pyrilia vulturina).

I video includevano informazioni incredibili sul comportamento degli animali, come un ocelot (Leopardus pardalis) che caccia un opossum comune (Didelphis marsupialis), un formichiere gigante (Myrmecophaga tridactyla) che trasporta un bambino sulla schiena e persino una curiosa scimmia cappuccina dai ciuffi femmina (Sapajus apella) che ha controllato una telecamera e ha finito per buttarla a terra.

È importante sottolineare che abbiamo anche registrato 48 specie che mangiano frutta, comprese specie considerate importanti disperdenti di semi, come il tapiro sudamericano (Tapirus terrestris) che è in grado di spargere semi di grandi dimensioni su lunghe distanze grazie alle sue dimensioni.

La nostra ricerca ha dimostrato che specie di uccelli come il guan dalla cresta bianca (Penelope pileata) e mammiferi come l'uistitì argentato (Mico argentatus) e il cervo bruno amazzonico (Mazama nemorivaga) sono consumatori frequenti di frutta. Molte di queste specie sono cacciate eccessivamente nella regione di studio, il che può portare a impatti a cascata per la rigenerazione delle foreste.

Foreste pulsanti

I registratori acustici, d'altra parte, sono fondamentali per compilare inventari della comunità di uccelli ricca di specie. Infatti, sebbene gli uccelli siano raramente visti in una fitta foresta, le loro vocalizzazioni rivelano la loro presenza.

Quando gli ornitologi studiano gli uccelli tropicali, sono limitati dalla frequenza con cui possono condurre i conteggi poiché spesso è logisticamente difficile tornare nei singoli luoghi. Di conseguenza, le indagini tradizionali sono spesso di durata piuttosto lunga, compresa tra 5 e 15 minuti, con solo un numero limitato di ripetizioni in ciascun sito esaminato. Ciò significa che solo una piccola parte del periodo di tempo in cui gli uccelli sono più attivi, le due ore dopo l'alba, generalmente note come coro dell'alba, può essere rilevata.

Eppure gli uccelli non cantano tutti allo stesso tempo:alcune specie preferiscono cantare molto presto al mattino, la maggior parte aspetta che faccia leggermente più caldo e il sole sia completamente alto, e alcune altre si alzano tardi. Limitandosi a poche rilevazioni, è difficile coprire l'arco temporale pieno e rilevare tutte le specie presenti. Inoltre, i sondaggi condotti solo in una manciata di giorni indicano che fattori come il tempo o la presenza di predatori in determinati giorni possono cambiare completamente le specie rilevate.

La nostra ricerca ha scoperto che impostando registratori acustici autonomi per effettuare 240 registrazioni molto brevi di 15 secondi per un totale di un'ora di rilevamento, potremmo registrare il 50% in più di specie in ciascun sito che abbiamo esaminato rispetto a quattro sondaggi di 15 minuti che hanno replicato la durata del rilevamento umano sondaggi. I sondaggi extra ci hanno permesso di distribuire il nostro periodo di rilevamento su più giorni, ma soprattutto su tutto il coro dell'alba. Abbiamo scoperto che c'era un piccolo gruppo di specie che preferiva cantare da 15 minuti prima dell'alba a 15 minuti dopo, ed era davvero probabile che lo rilevassimo solo se avessimo avuto più rilevamenti durante quel periodo, cosa possibile solo con registratori automatici.

Queste indagini più complete ci consentono di fornire stime migliori delle specie che vivono in queste regioni iperdiverse, ma anche di quelle che svaniscono quando le foreste vengono tagliate o bruciate. Grazie a questo metodo, siamo stati in grado di rilevare 224 specie di uccelli in 29 località con un totale di appena un'ora di rilevamento in ciascuna località.

Le specie presenti nella foresta intatta e disturbata hanno anche confermato la nostra precedente ricerca che ha dimostrato che le foreste primarie indisturbate ospitano comunità di uccelli uniche che si perdono quando le foreste vengono danneggiate dal disboscamento selettivo o dagli incendi boschivi.

I registratori acustici ci hanno anche permesso di raccogliere dati per lunghi periodi di tempo, con oltre 10.000 ore registrate finora.

Tuttavia, la raccolta di dati su questa scala significa anche che non è possibile per uno scienziato ascoltare tutte le registrazioni. Invece, il nuovo campo dell'ecoacustica ha sviluppato tecniche statistiche per caratterizzare interi paesaggi sonori. Questi indici acustici misurano la variazione di ampiezza e frequenza per fornire una metrica di quanto sia occupato o vario ogni paesaggio sonoro. Eliminando la necessità di identificare i singoli suoni, questi possono elaborare in modo efficiente grandi volumi di dati acustici.

Abbiamo utilizzato indici acustici per mostrare che le foreste primarie indisturbate hanno paesaggi sonori unici che possono essere identificati con tecniche di apprendimento automatico. Tali dati a loro volta ci consentono di contrastare i paesaggi sonori che sono stati disturbati da fenomeni come incendi o disboscamento e di distinguere i gruppi di specie che sono stati i più colpiti.

Per concludere, fototrappole e registratori acustici ci permettono di avere occhi e orecchie nella foresta anche quando i nostri ricercatori non ci sono. Man mano che la tecnologia si sviluppa, continueremo a utilizzare le tecniche più recenti per comprendere meglio il comportamento e l'ecologia degli animali e come utilizzarli per valorizzare e proteggere meglio gli habitat in cui vivono.

In particolare, stiamo cercando di sviluppare modelli di deep learning per identificare le specie e, in alcuni casi, per differenziare tra individui della stessa specie. Immagini e suoni registrati da registratori automatici stanno aprendo nuovi modi di comprendere l'abbondanza e il comportamento degli animali, fornendo nuove informazioni sul mondo segreto della fauna delle foreste tropicali.