El canto de los animales, una herramienta para estudiar el cambio climático

Un reciente estudio plantea un método basado en la bioacústica para estimar los efectos del cambio climático en la distribución y fenología de las especies.

Por Diego Llusia, Profesor e Investigador en Ecología, Universidad Autónoma de Madrid; Camille Desjonqueres, Post-doctorante en ecoacoustique, Université Grenoble Alpes (UGA) Francia, y Sara Villén Pérez, Investigadora postdoctoral en Ecología (Programa Talento de la Comunidad de Madrid), Universidad de Alcalá. 

Al igual que los humanos, una amplia variedad de animales emiten sonidos para comunicarse. Estos sonidos, que conocemos como cantos, reclamos o señales acústicas, cumplen un importante papel en su ciclo de vida.

En las noches de primavera, podemos oír los ruidosos coros que forman diversas especies de ranas y sapos cerca de arroyos, charcas o lagunas. En ellos, los machos usan sus cantos, como esforzados tenores, para atraer en la oscuridad a potenciales parejas con las que reproducirse. Lo mismo ocurre entre las aves, los mamíferos o algunos insectos.

Además de servir como reclamo sexual, los animales emplean las señales acústicas para muchas otras funciones. Por ejemplo, las suricatas emiten señales de alarma para advertir de la presencia de depredadores. Numerosas especies de aves utilizan sus cantos para defender sus territorios o mantener el bando unido al desplazarse en grupo, mientras que sus polluelos lo hacen para solicitar alimento.

La banda sonora depende del clima

Los seres vivos somos extremadamente sensibles a las condiciones climáticas. La mayoría de organismos requieren determinados niveles de precipitación, humedad o temperatura para reproducirse y sobrevivir. Por ello, los animales a menudo restringen su actividad a periodos y lugares que les resultan favorables.

Cabe preguntarse, por tanto, si el acelerado cambio que está experimentando el clima de nuestro planeta podría alterar la banda sonora de la naturaleza. ¿El cambio climático está modificando las épocas y lugares en los que se reproducen los animales? ¿La comunicación acústica, y las importantes funciones que desempeña en estos animales, se verán comprometidas por las nuevas condiciones climáticas?

En recientes investigaciones, hemos aplicado nuevas tecnologías para ayudar a dar respuesta a estas preguntas.

Sensores acústicos

Las nuevas tecnologías nos permiten ampliar nuestra capacidad para detectar cambios en la naturaleza. Hoy en día podemos emplear redes de sensores que trabajan de manera autónoma para medir todo tipo de parámetros. Así, somos capaces de multiplicar el número de ojos y oídos que registran fenómenos naturales.

En esta nueva caja de herramientas para biólogos también hay sensores acústicos, pequeñas grabadoras digitales que son capaces de registrar automáticamente los sonidos emitidos por los animales. Y, gracias a ellas, los científicos podemos hacer un seguimiento de la actividad animal durante largos periodos de tiempo y en múltiples zonas a la vez.

Esta novedosa metodología de estudio se denomina seguimiento acústico pasivo y está siendo utilizada de manera creciente.

Instalados en zonas de reproducción o migración, los sensores acústicos son programados para grabar miles de horas de sonido ambiente. El reto después es analizar el enorme volumen de horas de grabación capturado. Para lograrlo, recurrimos a complejos algoritmos, parecidos a los de reconocimiento de voz que usan actualmente nuestros móviles.

Aprovechando las características de cada sonido animal, estos algoritmos son capaces de identificar a qué especie pertenece. Así, los sensores acústicos, como robot espías, nos ayudan a detectar las especies que hay en cada lugar, sus periodos de reproducción o en qué condiciones ambientales están activas.

El avance científico surge a menudo de la integración de disciplinas distintas. Cada una aportando herramientas y conocimientos complementarios para dar lugar a nuevas ideas o metodologías. Y hay maridajes que pueden resultar especialmente fructíferos.

En un estudio reciente, científicos de la Universidad Autónoma de Madrid, la Universidad de Alcalá y otras instituciones nacionales e internacionales proponemos un nuevo método para analizar el impacto del cambio climático en las especies que se comunican mediante sonidos.

Para ello, hemos combinado técnicas de seguimiento acústico con herramientas de biogeografía. En síntesis, el nuevo procedimiento pone a disposición de los modelos biogeográficos la ingente cantidad de información recogida por los sensores acústicos.

Con este método conseguimos predecir dónde y cuándo existirán condiciones climáticas adecuadas para el canto de cada especie en las próximas décadas. Es decir, dónde y cuándo podrían reproducirse o llevar a cabo otras actividades esenciales de su ciclo de vida. E igualmente, si las condiciones climáticas mejorarán o empeorarán en cada lugar y periodo para llevar a cabo estos comportamientos.

Se trata de una potente herramienta de predicción que nos ayuda a prever la respuesta de las especies a los cambios de temperatura o precipitación que se están produciendo en su medio.

Algunas respuestas posibles son la desaparición de poblaciones en zonas con condiciones desfavorables (extinciones locales) y su expansión hacia zonas más adecuadas (cambios de distribución).

Además, pueden darse adelantos o retrasos en el calendario de reproducción de las especies (cambios fenológicos). Y esto puede conllevar, a su vez, desajustes en las interacciones que se establecen entre las distintas especies en los ecosistemas. Qué consecuencias pueden tener estos cambios y desajustes aún no lo sabemos. En próximas investigaciones esperamos examinarlos con el uso de esta herramienta.

El nuevo estudio ofrece una guía paso a paso para desarrollar este método, que recibe el nombre de modelos acústicos de distribución de especies (aSDM, por sus siglas en inglés). Para comprobar su funcionamiento, hemos utilizado datos de seguimiento de la ranita de San Antonio (Hyla molleri). Se trata de una especie de rana ibérica que utiliza el canto para encontrar pareja reproductiva.

Los resultados muestran que el método es sólido, ya que es capaz de predecir con acierto la actividad de la ranita de San Antonio en las condiciones actuales. Nuestros hallazgos respaldan así el uso de estos modelos como una herramienta eficiente para evaluar el efecto del cambio climático en este grupo de animales.

En definitiva, proponemos el uso integrado de la bioacústica y la biogeografía para explorar la capacidad de las especies vocales de hacer frente al cambio climático. Y mostramos cómo las tecnologías emergentes ofrecen nuevas oportunidades para enfrentarnos a este reto.

Foto de apertura: Macho del sapo corredor (Epidalea calamita) cantando. Íñigo Martínez-Solano, Author provided. Este artículo fue preparado por The Conversation.

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