Nuevo estudio avanza en el monitoreo acústico de ballenas en peligro de extinción
Utilizando micrófonos submarinos y aprendizaje automático (ML, machine learning), investigadores de la Universidad de Cornell han desarrollado un nuevo método para estimar el número de ballenas francas del Atlántico Norte (Eubalaena glacialis), ofreciendo una forma potencialmente más segura y rentable de monitorear esta especie en peligro crítico de extinción.
Su estudio demuestra cómo los micrófonos combinados con ML y los métodos tradicionales de reconocimiento aéreo pueden ayudar a rastrear las poblaciones de ballenas francas en la bahía de Cape Cod, una zona de alimentación crucial donde las ballenas se reúnen cada primavera.
Para rastrear a esta especie en peligro de extinción, los investigadores recurren a costosos y peligrosos estudios desde aviones o utilizan grabaciones de sonido para identificar su presencia o ausencia.
"El uso de grabaciones de sonido para monitorear las poblaciones de ballenas no es algo nuevo", dijo la autora principal Marissa García del Centro K. Lisa Yang para la Bioacústica de la Conservación del Laboratorio de Ornitología de Cornell. "Lo que hace que nuestro estudio sea único es que pudimos tomar esas grabaciones e ir más allá de obtener información sobre la presencia o ausencia de ballenas para obtener un número aproximado de ballenas en un área".
El equipo instaló una serie de unidades de grabación autónomas marinas (MARU por sus singlas en inglés) en la bahía de Cape Cod para recoger los sonidos de las ballenas francas.
Imagen: El proceso de análisis consistió en una serie de componentes modulares. En primer lugar, un analista capacitado anotó manualmente las llamadas entrantes en un subconjunto de las grabaciones en cinco unidades de grabación autónomas marinas (MARU). Las anotaciones se utilizaron luego para evaluar el rendimiento de un sistema automatizado de detección y clasificación de llamadas ascendentes. A continuación, las detecciones se asociaron entre unidades a través de un procedimiento automatizado de diferencia de tiempo de llegada (TDoA). Por último, el número de distintas llamadas ascendentes se combinó con observaciones visuales de estudios aéreos para ajustar un modelo cuasi-Poisson y predecir la abundancia diaria de ballenas a lo largo del estudio acústico. Crédito: Universidad de Cornell
Tras el despliegue de las MARU, el equipo entrenó, validó y aplicó un modelo de aprendizaje profundo que podía detectar automáticamente los sonidos de las ballenas francas con un 86% de precisión.
"Al analizar sus distintivas vocalizaciones ascendentes, podemos detectar su presencia de forma continua, de día y de noche", dijo García. "Este tipo de monitoreo permanente que resulta del monitoreo acústico pasivo simplemente no es posible con los estudios aéreos tradicionales, que solo pueden realizarse durante el día y con buen clima".
García dice que aún hay cierta incertidumbre en los recuentos que el equipo necesita abordar en futuras investigaciones, pero el equipo es optimista de que el monitoreo de las vocalizaciones de las ballenas es prometedor para estimar la abundancia de ballenas francas y ayudar en los esfuerzos de conservación y gestión.
Tener la capacidad de ampliar los esfuerzos de monitoreo a áreas más grandes del océano ayudará a los científicos a evaluar mejor las cifras de población de la especie en toda la extensión de su área de distribución. García dijo que tradicionalmente se ha considerado que las ballenas francas representan un desafío para la conservación en Nueva Inglaterra, pero se encuentran a lo largo de toda la costa este.
Imagen: En octubre de 2024, NOAA Fisheries estimó que había 372 (+11/-12) individuos de ballenas francas del Atlántico Norte vivas durante 2023. Las estimaciones de abundancia y muerte poblacional anual que se muestran en esta infografía se calcularon utilizando el modelo descrito en Linden 2024. Los datos de nacimiento documentados que se muestran en esta infografía reflejan la cantidad de parejas de madres y crías que fueron avistadas en el sudeste de los EE. UU. durante la temporada de partos más reciente. Crédito: NOAA Fisheries
"Usando datos acústicos pasivos y herramientas de aprendizaje profundo, podemos ampliar el área que podemos monitorear y rastrear de manera segura a esta especie en peligro crítico de extinción", dijo García.
El trabajo llega en un momento crítico para las ballenas francas del Atlántico Norte, cuya población ha disminuido a menos de 370 individuos debido a choques con barcos, enredos en artes de pesca y condiciones cambiantes del océano que afectan sus fuentes de alimento.
El estudio se ha publicado en Endangered Species Research: Acoustic abundance estimation for Critically Endangered North Atlantic right whales in Cape Cod Bay, Massachusetts, USA
