Comprendre le changement climatique grâce au chant des animaux – Methods Blog
Message fourni par Diego Llusia (il/elle), Camille Desjonquères (elle) et Sara Víllen-Perez (elle/elle)
De nombreuses espèces produisent des sons comme moyen de communication, émettant des appels ou des chants pour diffuser des informations aux autres dans les environs. Dans cet article de blog, Diego Llusia, Camille Desjonquères et Sara Víllen-Peréz discutent leurs recherches sur l’enregistrement des cris des animaux et comment ces bandes sonores peuvent être utilisées pour aider à surveiller les impacts du changement climatique.
Bande-son du changement climatique mondial
Pendant les nuits de printemps, vous pourriez entendre des chœurs forts interprétés par diverses espèces de grenouilles et de crapauds près des ruisseaux, des étangs ou des lacs. Dans ces chœurs, les mâles utilisent leurs chansons pour attirer et orienter vers des partenaires potentiels dans l’obscurité. Des échanges de communication similaires se produisent entre les oiseaux, les insectes et même les humains.
Outre les signaux sexuels, les animaux utilisent des sons pour de nombreuses autres fonctions. Par exemple, suricates émettent des sons d’alarme pour avertir leur groupe social de la présence d’un prédateur. De nombreuses espèces d’oiseaux utilisent des chants pour défendre leur territoire ou pour maintenir la cohésion du groupe pendant le déplacement, tandis que leurs poussins utilisent des vocalisations pour mendier de la nourriture.
Les êtres vivants sont également sensibles aux conditions climatiques, la plupart des organismes nécessitant des niveaux spécifiques de pluie, d’humidité ou de température pour se reproduire et survivre. Par exemple, de nombreux animaux comme les grenouilles restreignent leur activité de reproduction aux périodes et aux localités qui leur sont favorables.
Vous pouvez alors vous demander si le changement climatique accéléré que connaît notre planète pourrait altérer sa bande sonore naturelle. Le changement climatique modifie-t-il les moments et les lieux de reproduction des animaux ? Les communications acoustiques et leurs importantes fonctions pourraient-elles être compromises par les nouvelles conditions climatiques ?
Dans nos recherches récentes, nous appliquons de nouvelles technologies pour aider à répondre à ces questions.
Écouter la nature
Les technologies émergentes augmentent notre capacité à détecter les changements dans la nature. De nos jours, nous pouvons utiliser des réseaux de capteurs qui fonctionnent de manière autonome pour mesurer tous les types de paramètres, multipliant le nombre d’« yeux » et d’« oreilles » qui enregistrent les phénomènes naturels et collectent davantage de données.
Cette nouvelle boîte à outils pour les biologistes comprend également des capteurs acoustiques, de petits enregistreurs numériques capables d’enregistrer automatiquement les sons émis par les animaux. Ces capteurs nous permettent de surveiller l’activité des animaux sur de longues périodes de temps et à plusieurs endroits simultanément. L’utilisation de cette nouvelle méthodologie, appelée surveillance acoustique passive, a considérablement augmenté ces dernières années.
Installés dans des zones de reproduction ou de migration, des capteurs acoustiques peuvent être programmés pour enregistrer des sons ambiants pendant des milliers d’heures. Mais l’enjeu est alors d’analyser l’énorme volume d’enregistrements. Pour y parvenir, nous utilisons des algorithmes complexes, similaires aux logiciels de reconnaissance vocale qui sont utilisés sur nos téléphones.
Tirant parti des caractéristiques de chaque son, ces algorithmes sont capables d’identifier les espèces spécifiques qui émettent les sons. Ainsi, des capteurs acoustiques nous aident à détecter les espèces présentes dans chaque zone, leur période de reproduction ou les conditions environnementales dans lesquelles elles sont actives.
Bioacoustique et biogéographie
Les avancées scientifiques proviennent souvent de l’intégration de disciplines distinctes, chacune apportant des outils et des connaissances complémentaires pour créer de nouvelles idées et méthodologies.
Dans notre étude récente, nous proposons une nouvelle méthode pour analyser l’impact du changement climatique chez les espèces qui utilisent le son pour communiquer. Nous avons combiné différentes techniques de suivi acoustique avec des outils issus de la biogéographie. En bref, ce nouveau cadre nous permet de profiter de la grande quantité d’informations recueillies par les capteurs acoustiques pour générer des modèles biogéographiques.
Avec cette méthode, nous parvenons à prédire où et quand les conditions environnementales changeantes seront appropriées pour que chaque espèce chante au cours des prochaines décennies. C’est-à-dire où et quand ils pourront se reproduire et réaliser des activités essentielles à leur cycle de vie. Cela permet également de prévoir si les conditions s’améliorent ou s’aggravent pour ces comportements à chaque endroit au fil du temps.
Il s’agit d’un outil prédictif puissant qui aide à prévoir les réponses des espèces aux changements de température et de précipitations qui se produisent dans leurs habitats. Certaines des réponses possibles incluent la disparition de certaines populations dans des zones aux conditions défavorables (extinctions locales) ou la colonisation de nouvelles zones aux conditions appropriées (expansion locale). La méthode peut également détecter des avancées temporelles ou des retards du calendrier de reproduction des espèces (changements phénologiques). Ceux-ci peuvent briser les interactions entre les espèces au sein des écosystèmes, de sorte que les futures enquêtes devraient explorer les conséquences potentielles de ces changements.
La rainette ibérique
Notre nouvelle étude propose un guide étape par étape pour appliquer cette méthode, appelée Acoustic Species Distribution Models (aSDMs). Pour tester son efficacité, nous utilisons un jeu de données de suivi acoustique de la rainette ibérique (Hyla est douce), un petit anoure qui utilise des sons pour trouver des partenaires.
Les résultats révèlent que notre nouvelle méthode est robuste, car elle peut prédire avec succès l’activité des rainettes dans les conditions actuelles. Nos découvertes appuient donc l’utilisation de ces modèles comme outils efficaces pour évaluer l’effet du changement climatique dans ce groupe taxonomique.
Enfin, nous proposons l’utilisation intégrée de la bioacoustique et de la biogéographie pour explorer la capacité des espèces productrices de sons à s’adapter au changement climatique. Avec ce nouvel outil, nous montrons comment les technologies émergentes offrent des opportunités pour relever ce défi.
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