A simulation-based framework to detect marine animal-vessel interactions using tracking data
Dieses Paper führt ein simulationsbasiertes Framework ein, das im R-Paket *intersimR* implementiert ist und effektiv zwischen echten Verhaltensreaktionen (Anziehung und Folgen) und zufälligem gleichzeitigen Auftreten bei Interaktionen zwischen Meeresbewohnern und Schiffen unterscheidet, wobei es aufzeigt, dass Fischereifahrzeuge zwar einen kleinen Bruchteil des Verkehrs ausmachen, aber den Großteil der signifikanten Interaktionen mit Scopoli-Sturmschwalben antreiben.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich den Ozean als eine riesige, belebte Autobahn vor, auf der zwei sehr unterschiedliche Gruppen von Reisenden ständig aufeinandertreffen: die wilden Tiere, die darüber schwimmen oder fliegen, und die massiven Metallschiffe, die durch die Wellen schneiden. Lange Zeit haben sich Wissenschaftler Sorgen gemacht, dass diese Begegnungen nicht nur zufällige Unfälle sind. Sie befürchten, dass es zu gefährlichen Situationen führen kann, wenn Tiere und Schiffe sich zu nahe kommen, etwa wenn Tiere in Fischernetzen hängen bleiben oder von Booten gerammt werden. Um zu verstehen, ob dies wirklich geschieht, verwenden Forscher spezielle „Rucksäcke“ (Tags), um jede Bewegung der Tiere zu verfolgen, und nutzen digitale Logbücher der Schiffe, um zu sehen, wohin die Boote fahren. Die große Frage ist: Wenn ein Tier und ein Schiff nah beieinander sind, achtet das Tier dann tatsächlich auf das Schiff, oder sind sie einfach nur zwei Fremde, die sich zufällig am selben Ort aufgehalten haben? Es ist, als versuche man herauszufinden, ob eine Person, die einem Bus zuwinkt, tatsächlich auf diesen spezifischen Bus wartet oder ob sie nur einem Freund zuwinkt, der zufällig in der Nähe der Bushaltestelle steht.
Genau dieses Rätsel hat ein Forschungsteam in einer neuen Studie gelöst. Sie entwickelten ein cleveres Computerspiel – eine Simulation –, um ihnen zu helfen, den Unterschied zwischen einer echten Verbindung und einem glücklichen Zufall zu erkennen. Sie nahmen echte Daten von 2.705 Nahrungssuchfahrten von Scopoli-Sturmschwalben (einer Art von Seevögeln) und glichen diese mit den Routen von Tausenden von Schiffen im nordwestlichen Mittelmeer ab. Zuerst markierten sie jedes Mal, wenn ein Vogel und ein Schiff nahe beieinander waren, und identifizierten so 1.567 „Kandidaten-Momente“. Aber hier liegt der Trick: Sie nahmen nicht einfach an, dass die Vögel den Schiffen folgten. Stattdessen ließen sie eine Simulation laufen, bei der sie tausende gefälschte Vogelpfade erstellten, die sich rein zufällig bewegten, ohne jegliches Interesse an Schiffen. Dann verglichen sie die echten Vögel mit diesen gefälschten, ahnungslosen Vögeln.
Die Ergebnisse waren augenöffnend. Der Computer zeigte, dass die Vögel in vielen Fällen, in denen ein Vogel und ein Schiff nah beieinander waren, eigentlich nur ihr eigenes Ding machten und das Schiff einfach vorbeigedriftet war oder der Vogel aufgehört hatte sich zu bewegen und das Schiff sich ihm genähert hatte. Tatsächlich bewies die Simulation, dass etwa 46,5 % der engen Begegnungen nur „zufällige Nähe“ waren – reiner Zufall. In den anderen 53,5 % der Fälle jedoch wurden die Vögel tatsächlich von den Schiffen angezogen oder folgten ihnen aktiv.
Die Studie enthüllte auch ein faszinierendes Muster darüber, welche Schiffe die Vögel interessierten. Obwohl Fischereifahrzeuge nur etwa 3 % aller erfassten Schiffe ausmachten, waren sie für einen riesigen Teil des Geschehens verantwortlich: 69 % der Anziehungsereignisse und 74 % der Verfolgungsereignisse. Die Vögel schienen die meisten Nicht-Fischerei-Schiffe zu ignorieren und behandelten sie wie Hintergrundrauschen. Die Forscher bemerkten auch, dass Vögel Schiffen eher während des Tages folgten und dass das Folgeverhalten abnahm, wenn die Vögel mehr Zeit damit verbrachten, stillzusitzen.
Um sicherzustellen, dass ihre neue Methode solide war, testete das Team sie gegen ältere, einfachere Methoden zum Zählen von Interaktionen. Sie fanden heraus, dass die alten Methoden sehr empfindlich darauf reagierten, wie nah Tiere und Schiffe beieinander sein mussten, um als „Interaktion“ zu zählen, was oft zu zu vielen Fehlalarmen führte. Im Gegensatz dazu blieb ihr neuer simulationsbasierter Ansatz stabil und zuverlässig und identifizierte korrekt die echten Verhaltensreaktionen. Sie haben dieses Werkzeug sogar in ein kostenloses Softwareprogramm namens intersimR verpackt, damit andere Wissenschaftler es nutzen können, um echtes Tierverhalten von zufälligen Ereignissen zu trennen, was hilft, die Tierwelt zu schützen, indem man genau versteht, wie sie auf die geschäftige menschliche Welt auf dem Wasser reagiert.
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