Quel bruit fait un poisson? Un nouvel outil sous-marin permet aux écologistes d'identifier les poissons de leurs sons.

• Un nouvel outil combine une vidéo à 360 ° avec enregistrement audio spatial pour identifier avec précision les poissons à travers le son.
• Les enregistrements sont la banque de sons de poissons naturels les plus étendus publiés à ce jour, y compris de nombreux sons qui n'ont jamais été identifiés.
• Ces sons peuvent être utilisés pour interpréter les paysages sonores pour surveiller la santé des récifs coralliens menacés à un nouveau niveau de détail.

Des chercheurs de Fisheye Collaborative, d'un organisme à but non lucratif de la conservation-technologie, de l'Université Cornell et de l'Université d'Aalto ont développé un nouvel outil qui combine un enregistrement sonore sous-marin et une vidéo à 360 ° pour identifier les sons émis par les poissons individuels. Les résultats sont publiés dans la British Ecology Society Journal Méthodes en écologie et en évolution.

Les écologistes utilisent des enregistreurs sonores sous-marins pour surveiller les environnements marins comme les récifs coralliens. Ces enregistreurs capturent des paysages sonores denses remplis de coups, de pop et de clichés de crevettes et de poissons.

Mais jusqu'à présent, les écologistes ont largement manqué la capacité d'interpréter ces sons à un niveau d'espèce parce que les récifs sont encombrés d'individus de centaines d'espèces, dont très peu ont eu des sons avec précision.

«Lorsqu'il s'agit d'identifier les sons, la même biodiversité que nous visons à protéger est également notre plus grand défi», explique le Dr Marc Dantzker, auteur principal de la recherche et directeur exécutif de Fisheye Collaborative. «La diversité des sons de poisson sur un récif corallien rivalise avec celle des oiseaux dans une forêt tropicale. Dans les Caraïbes seules, nous estimons que plus de 700 espèces de poissons produisent des sons.»

Maintenant, un outil nouvellement développé que les chercheurs appellent une caméra acoustique passive sous-marine omnidirectionnelle (UPAC-360), leur a permis d'identifier les sources de sons individuels et de les attribuer à 46 espèces de poissons des récifs coralliens de Curaçao dans les Caraïbes. Plus de la moitié de ces espèces n'ont jamais été connues pour se faire du son.

Les résultats de la recherche représentent la collection la plus étendue de sons de poisson jamais publiés. La collection en pleine croissance est disponible pour tout le monde sur fisheyecollaborative.org/library.

Les chercheurs disent que les sons identifiés de la bibliothèque peuvent désormais être utilisés pour former automatiquement les systèmes d'apprentissage automatique pour détecter les espèces de poissons dans des enregistrements sous-marins. Ceci est similaire à la façon dont les oiseaux peuvent être identifiés via des applications pour smartphones comme Cornell Lab de Merlin d'Ornithology. «Nous sommes loin de pouvoir construire« Merlin »pour les océans, mais les sons sont utiles pour les scientifiques et les écologistes immédiatement», explique le Dr Aaron Rice, auteur principal de l'étude.

Dr Dantzker Ajoute « En identifiant les espèces que les sons, nous permettons de décoder les paysages sonores des récifs, transformant la surveillance acoustique en un outil puissant pour la conservation des océans. »

Une autre force de la technologie est qu'elle peut être placée dans les récifs et laissée pour collecter des données sans avoir besoin qu'un plongeur ou un bateau soit présent.

Le Dr Rice, un auteur principal de l'étude, a déclaré: « Le fait que notre système d'enregistrement soit émis dans la nature et peut enregistrer pendant de longues périodes signifie que nous sommes en mesure de capturer les comportements et les sons des espèces qui n'ont jamais été observés auparavant. »

Les récifs coralliens sont des points chauds de la biodiversité. Les récifs coralliens tropicaux peu profonds couvrent seulement 0,1% du fond de l'océan mais soutiennent 25% de toutes les espèces marines. Cependant, ils souffrent de baisses mondiales causées par des pressions, notamment le changement climatique, la pollution et la pêche insoutenable.

Leur état en péril signifie qu'une surveillance efficace de ces écosystèmes est plus importante que jamais.

« Ces récifs diminuent rapidement, menaçant non seulement la biodiversité, mais aussi la sécurité alimentaire et les moyens de subsistance de près d'un milliard de personnes qui en dépendent », a déclaré le Dr Dantzker. «En réponse, les gouvernements et les ONG investissent des milliards de services de protection et de restauration des récifs.

Matt Duggan, un auteur de l'étude et un doctorat. Le candidat travaillant sur le projet a ajouté: «Jusqu'à présent, les espèces« les plus bruyantes », comme les dauphins, les baleines et les crevettes qui claquent, ont éclipsé les nombreuses autres voix de la mer., et une stratégie pour surveiller plus large et plus profonde. »

Pour créer l'outil – UPC360, les chercheurs ont combiné des hydrophones audio spatiaux (microphones sous-marins) avec une caméra à 360 °. Cette technique est utilisée au contenu vidéo de réalité virtuelle, mais elle n'a jamais été fait sous l'eau.

« L'audio spatial vous permet d'entendre la direction à partir de laquelle les sons arrivent à la caméra », a expliqué le Dr Dantzker. « Lorsque nous visualisons ce son et jetons l'image sur l'image à 360 °, le résultat est une vidéo qui peut révéler quel son est venu à partir de quel poisson. »

Bien que les résultats soient la collection la plus étendue de ces sons de poisson jamais publiés, ils représentent toujours une fraction des espèces totales dans le récif. Les chercheurs disent que cette technique ouvre la porte au décodage du récif entier, ils élargissent la recherche, cultivant la bibliothèque des Caraïbes et élargissant leurs efforts à d'autres récifs du monde, y compris Hawai'i et Indonésie, dans les prochains mois.