Le Jour de la Terre attire l’attention sur de grandes questions: quel avenir pour Homo sapiens? Comment pouvons-nous coexister durablement avec d'autres espèces?
Pour enrayer la perte de biodiversité et assurer la fourniture continue de services écosystémiques essentiels, les dirigeants mondiaux ont adopté les 20 objectifs d'Aichi pour la biodiversité en 2010, qui doivent être atteints d'ici 2020. L'un des objectifs clés (objectif 11) consiste à élargir le système mondial d'aires protégées à au moins 17% de la surface terrestre et à 10% des océans.
EO Wilson, l'un des biologistes de la conservation les plus respectés de notre époque, professeur à Harvard et Duke, a une vision encore plus audacieuse: nous devrions réserver la moitié de la planète aux autres espèces avec lesquelles nous partageons la Terre.
C'est de la musique pour les oreilles de ceux qui se soucient de l'avenir de notre planète. Mais comment décider quoi mettre de côté pour permettre à la majorité des espèces de s’épanouir? Nous aurons besoin non seulement de volonté politique, mais également de données plus fiables sur le nombre et la répartition des 16 000 espèces menacées que nous connaissons (probablement 0,1% de toutes les espèces).
À l'heure actuelle, les cartes de répartition des espèces représentent plus étroitement l'aire de répartition des biologistes de la conservation que les espèces qu'ils étudient.
Prenez l'une des espèces les mieux étudiées au monde: le guépard . Une grande partie de sa répartition en Afrique (par exemple en Angola et au Soudan) est complètement inconnue.
Le guépard ( Acinonyx jubatus ) est le félin le plus menacé d’Afrique et classé comme vulnérable, avec une tendance à la baisse de sa population dans la Liste rouge des espèces menacées de l’UICN. Il n’ya que 7 000 à 10 000 guépards dans le monde, et la Namibie en compte environ un tiers.
Le défi de repérer un guépard
Repérer un guépard n'est pas aussi facile qu'il y paraît. Vous seriez pardonné de penser qu'un gros chat aussi emblématique, surtout s'il est actif pendant la journée, devrait être assez facile à compter et à géolocaliser. Pas si vite! Les guépards sont étonnamment insaisissables et ont généralement d’énormes étendues allant jusqu’à 1 400 km 2 en Namibie. En itinérance sur des terres agricoles commerciales en Namibie, ils sont souvent persécutés pour avoir attaqué des animaux domestiques et ont appris à rester discrets. En conséquence, les estimations de la population vont de 2 905 à 13 520 personnes et les cartes de répartition font apparaître des écarts énormes entre pays en Afrique.
Peu de temps après nous avions formé WildTrack Pour surveiller les espèces en danger, nous avons été contactés par la N / a'an ku sê Wildlife Foundation, basée près de Windhoek en Namibie. Les défenseurs de l'environnement qui y travaillaient essayaient de faire la paix avec les propriétaires terriens locaux - qui étaient pour la plupart des Afrikaans durs et nobles - afin d'atténuer les conflits humains / guépards. À moins que la Fondation ne puisse déplacer des guépards gênants dans de nouvelles régions, les agriculteurs leur tireraient dessus. À ce moment-là, le Dr Florian Weise, alors directeur de la recherche, était convaincu par ses propres suiveurs que les empreintes de pas offraient une nouvelle clé pour le recensement et la gestion des populations de guépards namibiens, aidant ainsi à comprendre les distributions pour séparer les guépards et le bétail. Il nous a contacté pour nous demander si la FIT pouvait aider.
Un «ensemble de données d'entraînement» d'empreintes de pas de guépard
Notre première étape dans le développement de l’algorithme FIT pour le guépard a été de collecter un "ensemble de données de formation" d’empreintes de pas de guépard ayant une identité, une classe d’âge et un sexe connus. S'appuyant sur les leçons tirées de l'empreinte du tigre au Carolina Tiger Rescue en Caroline du Nord, nous avons envisagé d'adapter la technique aux conditions de la Namibie. Florian et son équipe d'experts de N / a'an ku sê ont fait appel à l'aide efficace du zoo de Chester au Royaume-Uni, de Cheetah Conservation Botswana, d'AfriCat et de Foundation SPOTS aux Pays-Bas, où l'ensemble de données de formation des empreintes de pas de guépard serait créé.
Nous avons eu quelques difficultés initiales à trouver la bonne texture de substrat pour des impressions claires. Nous avons essayé différents mélanges sable / eau et avons essayé de persuader un guépard de marcher à un rythme "naturel" sur les sentiers de sable que nous avions aménagés. En peu de temps, nous avons démontré que les guépards captifs pouvaient contribuer directement à la conservation de leurs homologues sauvages grâce à leurs empreintes de pas.
Traitement des images d'empreintes
Les images numériques des empreintes étaient alors prêtes à être traitées dans le logiciel FIT qui fonctionne comme un complément à JMP logiciel d'analyse et de visualisation de données de SAS . FIT prend d'abord les impressions et optimise leur présentation et leur orientation vers un format normalisé. Il permet ensuite de mesurer des distances, des angles et des zones entre des points anatomiques de l'image de l'empreinte.
Celles-ci sont intégrées dans une analyse discriminante validée de manière croisée et validée et le résultat est traité par la classification de Ward. Le résultat obtenu est un dendrogramme qui nous permet d’ajuster l’algorithme afin de classer le nombre d’individus, le sexe et la classe d’âge. Pour le guépard, nous avons une précision constante de> 90% pour l'identification individuelle.
L'année dernière, nous avons été approchés par le Journal of Visualized Experiments (JoVE) publier un article. JoVE est le premier journal vidéo scientifique à comité de lecture au monde et nous offre une occasion idéale de communiquer sur le FIT dans JMP pour Cheetah à un large public.
Notre papier en Jupiter détaille tout le processus de FIT pour le guépard, avec des séquences vidéo de la Namibie: Jewell, ZC, Alibhai, SK, Weise, F., Munro, S., Van Vuuren, M., Van Vuuren, R. Repérer les guépards: identifier les individus par leurs empreintes . J. Vis. Exp. , e54034, doi: 10.3791 / 54034 (2016).
Laissez la surveillance sur le terrain commencer!
L'algorithme FIT pour les guépards est opérationnel sur le terrain. Kelly Laity, étudiante à la maîtrise à la Duke University, supervisée par le professeur Stuart Pimm, N / a'an ku sê et WildTrack, a classé la qualité des empreintes de pas pouvant être utilisées par la FIT. Nous allons maintenant appliquer cette technique à la surveillance des guépards sur les sites de travail sur le terrain de N / a'an ku sê et sommes confiants que cela commencera à faire la lumière sur le nombre exact et la répartition des guépards.
Des algorithmes FIT pour de nombreuses autres espèces sont en préparation et, associés à de nombreuses technologies émergentes dans les domaines de la conservation, de l'ingénierie, de la criminalistique, de l'informatique et d'autres disciplines, peuvent commencer à mieux cartographier les espèces.
À l'avenir, si nous devons réserver des terres à d'autres espèces, nous devrons utiliser plus efficacement les terres dont nous disposons. Nous aurons besoin de nouvelles technologies pour intensifier l'agriculture et développer des stratégies innovantes d'ingénierie architecturale afin de rendre les villes plus saines et de meilleure qualité.
Le Jour de la Terre est un jour de réflexion sur les défis auxquels nous sommes confrontés. Notre approche déterminera tout simplement notre avenir sur Terre. La vision claire de EO Wilson est un début merveilleux.
Pour en savoir plus sur WildTrack, voici un aperçu de notre mission:
https://youtu.be/fHVXalA8tDY
