Η μείωση των πληθυσμών των λιονταριών και των panda τραβά συχνά την παγκόσμια προσοχή, όμως μια πιο αθόρυβη —και ενδεχομένως πιο επιζήμια— κρίση εξελίσσεται στον κόσμο των μικρών θηλαστικών. Αυτά τα μικροσκοπικά ζώα εξαφανίζονται με ανησυχητικούς ρυθμούς και η απώλειά τους μπορεί να έχει δυσανάλογα μεγάλες συνέπειες για τη βιοποικιλότητα. Τα μικρά θηλαστικά αποτελούν ισχυρούς δείκτες της υγείας των οικοσυστημάτων, όμως η παρακολούθησή τους ήταν μέχρι σήμερα ιδιαίτερα δύσκολη, καθώς πολλά είδη επιτελούν διαφορετικούς οικολογικούς ρόλους ενώ μοιάζουν σχεδόν πανομοιότυπα.
Ερευνητές ανέπτυξαν πλέον έναν νέο τρόπο αναγνώρισης και παρακολούθησης αυτών των ζώων, αναλύοντας τα αποτυπώματα των ποδιών τους. Η μέθοδος δοκιμάστηκε σε δύο σχεδόν αδιαχώριστα είδη Μακροσκελιδίδων και πέτυχε ποσοστά ακρίβειας έως και 96%, προσφέροντας ένα πολλά υποσχόμενο νέο εργαλείο για την επιστήμη της διατήρησης.
«Είχαμε δύο βασικά κίνητρα για αυτή τη μελέτη», δήλωσε η δρ. Zoë Jewell από τη Σχολή Περιβάλλοντος Nicholas του Πανεπιστημίου Duke, συν-συγγραφέας του άρθρου στο Frontiers in Ecology and Evolution. «Πρώτον, να βρούμε έναν καλύτερο, πιο ηθικό και επιστημονικά αξιόπιστο τρόπο παρακολούθησης ακόμη και των πιο μικρών ειδών· και δεύτερον, να προσφέρουμε έναν αξιόπιστο και ευρύ δείκτη ακεραιότητας των οικοσυστημάτων, που να μπορεί να εφαρμόζεται συστηματικά — έναν νέο “παλμό” του πλανήτη».
Γιατί έχουν σημασία τα μικρά θηλαστικά
Παρά το μικρό τους μέγεθος, τα μικρά θηλαστικά παίζουν καθοριστικό ρόλο στα οικοσυστήματα και ανταποκρίνονται πολύ γρήγορα στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Γι’ αυτό και οι μεταβολές στους πληθυσμούς τους μπορούν να λειτουργήσουν ως έγκαιρα προειδοποιητικά σημάδια οικολογικής διαταραχής. Η ακριβής παρακολούθησή τους, ωστόσο, είναι δύσκολη, καθώς πολλά από αυτά ανήκουν στα λεγόμενα «κρυπτικά είδη», τα οποία είναι σχεδόν αδύνατο να ξεχωρίσουν οπτικά.
Το πρόβλημα αυτό αποτυπώνεται στα δύο είδη που χρησιμοποιήθηκαν για τη δοκιμή της νέας τεχνικής: το Eastern Rock sengi και το Bushveld sengi. Αν και εξωτερικά μοιάζουν σχεδόν απόλυτα, ζουν σε διαφορετικά περιβάλλοντα και αντιμετωπίζουν διαφορετικές πιέσεις.
«Συχνά, ο μόνος τρόπος διάκρισης κρυπτικών ειδών είναι μέσω DNA, μια διαδικασία αργή, επεμβατική και ακριβή», εξήγησε η Jewell. «Είναι κρίσιμο να γνωρίζουμε ποιο είδος είναι ποιο, γιατί, παρότι φαίνονται ίδια, αντιμετωπίζουν διαφορετικές απειλές και επιτελούν διαφορετικούς ρόλους στο οικοσύστημα. Στη μελέτη μας, για παράδειγμα, το ένα είδος ζει αποκλειστικά σε βραχώδη εδάφη και το άλλο σε αμμώδη, λειτουργώντας ανεξάρτητα ως δείκτες των συγκεκριμένων περιβαλλόντων».
Πώς τα αποτυπώματα αποκαλύπτουν την ταυτότητα των ειδών
Αν και τα δύο είδη σένγκι μοιάζουν μεταξύ τους, τα πόδια τους παρουσιάζουν μικρές αλλά ουσιαστικές διαφορές. Αυτές οι διαφορές αφήνουν ξεχωριστά μοτίβα στα ίχνη που δημιουργούν. Η ερευνητική ομάδα επικεντρώθηκε στη συλλογή και ανάλυση αυτών των μοτίβων, εκπαιδεύοντας ένα υπολογιστικό μοντέλο ώστε να αναγνωρίζει σε ποιο είδος ανήκει κάθε αποτύπωμα.
Αντιμετωπίζοντας την αναγνώριση αποτυπωμάτων ως ένα ψηφιακό πρόβλημα ανάλυσης δεδομένων, οι επιστήμονες φιλοδοξούν να αντικαταστήσουν επεμβατικές και δαπανηρές μεθόδους με μια ταχύτερη και πιο πρακτική εναλλακτική.
Έρευνα πεδίου στη Νότια Αφρική
Τα σένγκι συλλέχθηκαν από δύο περιοχές της Νότιας Αφρικής: το φυσικό καταφύγιο Telperion και το Tswalu Kalahari Reserve. Και τα 18 άτομα του Bushveld sengi εντοπίστηκαν στο Tswalu, ενώ 19 Eastern Rock sengi βρέθηκαν και στις δύο τοποθεσίες. Ορισμένα Eastern Rock sengi ζούσαν πολύ κοντά σε Bushveld sengi — ένα απροσδόκητο εύρημα, καθώς το Tswalu βρίσκεται εκτός της γνωστής γεωγραφικής τους κατανομής.
Αυτή η απρόβλεπτη επικάλυψη υπογράμμισε την ανάγκη για καλύτερα εργαλεία παρακολούθησης, καθώς τα είδη μπορεί να επεκτείνουν ή να μετακινούν την εξάπλωσή τους χωρίς να γίνεται άμεσα αντιληπτό.
Τα ζώα παγιδεύτηκαν με ειδικά σχεδιασμένες παγίδες με μαλακή επένδυση και τροφή — όπως βρώμη, φυστικοβούτυρο και Marmite, που φαίνεται να λατρεύουν — και στη συνέχεια μεταφέρθηκαν σε ειδικό κουτί συλλογής αποτυπωμάτων. Εκεί, ειδικό χαρτί και σκόνη άνθρακα τα ενθάρρυναν να περπατήσουν, αφήνοντας καθαρά ίχνη. Μετά τη διαδικασία, όλα τα ζώα απελευθερώθηκαν σώα στο σημείο όπου είχαν συλληφθεί.
Από τα ίχνη στα δεδομένα
Εικόνες υψηλής ανάλυσης των αποτυπωμάτων αναλύθηκαν με λογισμικό μορφομετρίας που μετρούσε χαρακτηριστικά σχήματος και μεγέθους. Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στα μπροστινά αποτυπώματα, τα οποία παρείχαν πιο καθαρά και διακριτά στοιχεία. Αρχικά εντοπίστηκαν πάνω από 100 πιθανοί δείκτες.
Στη συνέχεια, μέσω στατιστικών δοκιμών, επιλέχθηκε ο συνδυασμός εκείνων των χαρακτηριστικών που διαχώριζε πιο αποτελεσματικά τα δύο είδη.
Υψηλή ακρίβεια χωρίς επεμβατικές μεθόδους
Τελικά, εννέα βασικά χαρακτηριστικά αποτυπωμάτων δοκιμάστηκαν σε νέες, άγνωστες εικόνες και σύνολα ιχνών. Σε όλες τις δοκιμές, το σύστημα αναγνώρισε σωστά το είδος σε ποσοστό 94% έως 96%.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ανάλυση αποτυπωμάτων μπορεί να προσφέρει έναν απλό, οικονομικό και μη επεμβατικό τρόπο επιβεβαίωσης της παρουσίας ειδών και παρακολούθησης αλλαγών στον πληθυσμό και τη γεωγραφική τους εξάπλωση. Η ερευνητική ομάδα σκοπεύει να επεκτείνει τη μέθοδο και σε άλλα είδη, εκπαιδεύοντας νέα μοντέλα με περισσότερα δεδομένα, καθώς και να τη συγκρίνει με άλλες μη επεμβατικές τεχνικές παρακολούθησης.
«Τα μικρά θηλαστικά υπάρχουν σχεδόν σε κάθε οικοσύστημα του πλανήτη, και η τεχνολογία μας είναι αρκετά ευέλικτη ώστε να προσαρμοστεί σε όλα», κατέληξε η Jewell.
