Le Costa Rica sauve les écosystèmes forestiers en les écoutant

Monica Retamosa était en train de changer les piles d'un magnétophone lorsqu'elle a entendu pour la première fois le chant d'un oiseau-cloche. Debout sur le sol de la forêt, elle a levé les yeux vers les arbres, à la recherche de la source de ce son métallique et puissant , cherchant l'oiseau pendant une demi-heure en vain. L'oiseau-cloche chante depuis la cime des arbres où il est visible pour ses pairs mais invisible pour ceux qui sont en dessous. Pourtant, Retamosa a souri : elle prend soin des écosystèmes du corridor biologique d'AmistOsa au Costa Rica en les écoutant.

Dans la nature, les êtres vivants utilisent le son pour presque tout. Ils émettent des cris pour attirer des partenaires, communiquer leur identité, avertir des dangers, guider le chemin et aider à la chasse ou à la défense. Depuis des décennies, les chercheurs suivent les espèces avec des enregistreurs à la main, et continuent de le faire, bien qu'ils utilisent de plus en plus des appareils d'enregistrement à distance. L'étude des sons émis par les organismes est connue sous le nom de bioacoustique . Retamosa effectue ce travail depuis 10 ans.

Des études ont montré que certains oiseaux crient fort pour se faire entendre dans les villes et que les tortues de mer communiquent depuis leur nid pour coordonner leur éclosion. En combinant la bioacoustique à d’autres sons (ceux produits par les humains, ainsi que les sons naturels du paysage, comme le fracas des vagues dans la mer), il est possible d’interpréter des significations écologiques plus profondes. Il devient alors possible de surveiller les changements de la biodiversité, de détecter les menaces et de mesurer l’efficacité des stratégies de conservation. Cette analyse plus large du son est connue sous le nom d’écoacoustique, et c’est exactement le travail en cours ici au Costa Rica.

Retamosa travaille depuis 20 ans à l'Université nationale du Costa Rica, à l'Institut international pour la conservation et la gestion de la vie sauvage. Elle utilise la bioacoustique et l'écoacoustique pour étudier les sons de ce petit pays d'Amérique centrale qui abrite plus d'un demi-million d'espèces.

« Les sons ont été oubliés du point de vue de la conservation », explique Retamosa. « La plupart du temps, nous entendons plus que nous ne voyons. Il est probable que lorsqu'une perturbation se produit dans le système, nous pouvons la détecter plus tôt par un son, ou son absence, que par d'autres facteurs. »

Le développement des enregistrements automatisés a révolutionné la bioacoustique et l'écoacoustique. Aujourd'hui, les groupes de recherche peuvent suspendre des capteurs qui enregistrent des extraits de la journée pendant des mois sans interférer avec la faune. Retamosa apprécie cette stratégie car elle n'est pas invasive pour les animaux, permet d'avoir des oreilles plus facilement dans de grandes zones et des endroits difficiles d'accès et permet parfois de découvrir des espèces mystérieuses.

Bien qu'elle préfère surveiller les écosystèmes à distance, Retamosa doit quand même s'enfoncer dans la forêt pour installer des enregistreurs. Les visites sur le terrain sont fascinantes, mais jamais une promenade du dimanche. Elle a parcouru des kilomètres à pied dans la boue et les branches, avec ses collègues Jimmy Barrantes et Randall Jiménez. Ils ont monté et descendu des pentes sans fin. Une fois, elle est tombée et s'est fracturé les côtes. Mais le travail ne s'arrête pas avec l'installation : ils doivent retourner changer les piles et les cartes mémoire. Dans d'autres pays, ils utilisent des panneaux solaires et Internet pour recevoir des données en temps réel ; dans les forêts tropicales sombres et humides du Costa Rica, tout se fait encore à la main.

C'est ce que faisait Retamosa lorsqu'elle a entendu le cri du carillonneur. Cet enregistrement fait partie d'un projet visant à suivre les déplacements et la répartition de ces oiseaux, qui migrent entre différentes altitudes de la région. Leur présence pourrait être un indicateur fonctionnel de l'état du corridor biologique d'AmistOsa, qui relie le parc international La Amistad, à la frontière avec le Panama, à d'autres réserves du sud du Costa Rica.

Le corridor biologique a été façonné par le passage de la faune sauvage, qui a émergé suite à la loi forestière de 1990, qui protégeait les zones sauvages et encourageait la reforestation des fermes par le biais de paiements pour services environnementaux. En 2010, il a été officiellement cartographié. Aujourd'hui, il traverse des territoires indigènes et la plus grande zone humide du pays. On compte aujourd'hui 53 corridors au Costa Rica, couvrant 38 % de son territoire.

Les données du projet aideront le comité en charge de la biodiversité et des ressources naturelles du Costa Rica à prendre des décisions. « L’idée est d’élaborer un protocole de suivi, en associant le gouvernement, les communautés et nous, les universitaires, pour fournir un soutien à l’analyse et à l’interprétation », explique Retamosa.

Les enregistreurs suspendus dans la nature capturent plusieurs téraoctets de données, il n’est donc pas possible d’écouter chaque enregistrement. Pour que cette stratégie soit rentable, les chercheurs ont développé des indices acoustiques : des formules mathématiques qui interprètent les caractéristiques de l’écosystème à partir des sons enregistrés. « Ils peuvent refléter l’énergie acoustique d’un lieu, d’une activité ou de la diversité des fréquences », explique Retamosa. Lorsqu’elle a commencé dans ce domaine, il n’existait que huit indices acoustiques. Aujourd’hui, il en existe plus de 80.

La discipline progresse si rapidement que la portée de ces indices fait actuellement l’objet de débats. Dans certaines de ses premières recherches, Retamosa a découvert que certaines mesures acoustiques montrent des variations entre les régions tropicales et tempérées. L’une des plus connues, la complexité acoustique (le degré de variation et la structure complexe du son bioacoustique), a été utilisée comme descripteur de la diversité des oiseaux dans les environnements tempérés. Cependant, dans les zones tropicales, différentes recherches ont montré qu’elle ne reflète pas la diversité des espèces, mais plutôt le niveau d’activité acoustique ; c’est-à-dire qu’au lieu d’indiquer la présence de plusieurs espèces, elle semble montrer la vocalisation intense d’un ou de quelques oiseaux.

Une analyse minutieuse de ces indices peut être utilisée pour révéler l’état de santé de la forêt. Dans un rapport réalisé avec Jimmy Barrantes, Retamosa souligne que la mesure de l’entropie acoustique (la variation de l’intensité sonore dans le temps et les fréquences audio) et de la diversité acoustique les a aidés à classer l’état de perturbation de certains sites, alors que ceux de l’activité acoustique et de l’énergie ne l’ont pas fait. « On peut utiliser les indices pour une première exploration du site, pour faire des études au fil du temps, pour rechercher des changements spécifiques associés aux perturbations humaines et pour travailler avec des espèces clés », explique-t-elle.

Chaque région a ses propres préoccupations environnementales. Au Costa Rica, le tourisme a connu une croissance spectaculaire : entre 1984 et 1989, les arrivées internationales ont augmenté de 37 %, passant de 273 900 à 375 900 visiteurs. Mais depuis 1990, le rythme a explosé : l'année dernière, le pays a accueilli 2,6 millions de touristes.

Cette explosion pose des problèmes de durabilité. Pour y répondre, l’équipe de l’Institut international pour la conservation et la gestion de la faune sauvage analyse les sons à l’intérieur et à l’extérieur des zones protégées. L’un de ses outils est un indice qui mesure le rapport entre les sons biologiques et les bruits d’origine humaine.

Ces dernières années, la détection acoustique automatisée, utilisant l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique, a révolutionné l'identification des espèces. Auparavant, des compétences avancées en programmation étaient nécessaires pour utiliser l'IA, mais avec l'avènement des modèles d'interface accessibles, elle devient plus populaire. Exoacoustics se concentre de plus en plus sur le développement de modèles plus précis pour la classification des sons.

Grâce à ces outils, il est désormais possible de distinguer des espèces individuelles dans le paysage sonore. Dans une étude sur les fermes menée dans le cadre du projet Bosque Vivo, géré par le Fonds national de financement des forêts du Costa Rica, l'équipe de recherche a découvert que Hylopezus perspicillatus , une espèce d'oiseau sensible aux perturbations du paysage, n'était présente que dans les sites témoins du parc national Corcovado et dans les forêts des fermes les mieux conservées.

Dans le Guanacaste, Retamosa travaille également sur un protocole de surveillance à long terme pour évaluer la façon dont les écosystèmes et la biodiversité réagissent à la variabilité climatique. Dans d'autres pays, des projets similaires enregistrent des niveaux de référence sonores dans des sites avec une intervention humaine minimale qui, à l'avenir, pourraient être comparés à des enregistrements actualisés pour détecter des changements. Bien que le stockage de tous ces enregistrements soit coûteux, Retamosa pense qu'ils formeront une archive historique inestimable, qui pourra un jour être réutilisée lorsque la technologie permettra une analyse plus approfondie.

Cet article a été initialement publié sur WIRED en espagnol et a été traduit de l'espagnol.