Machine learning per proteggere i pulcinella di mare

ANIMALI- Con il suo look da gentiluomo inglese, la pulcinella di mare (Fratercula arctica) è un uccello davvero peculiare. Lungo appena una trentina di centimetri per circa mezzo chilogrammo di peso, con pancia bianca e dorso nero, d’estate lo si può avvistare mentre nidifica sulle coste Nord-europee di paesi come Norvegia, Islanda, Scozia e Islanda. Le coppie di pulcinelle scavano il nido nel terreno e, tra giugno e luglio, vi depongono un uovo che coveranno insieme. A rendere la specie inconfondibile è soprattutto il suo becco appariscente, grosso e triangolare, di un arancione acceso, nella stagione estiva assume tinte accese e si “decora” anche di blu e di giallo.

Ma per quanto siano noti anche al grande pubblico, della biologia di questi uccelli non sappiamo poi così tanto. Certo è che dal punto di vista della conservazione del pulcinella di mare le cose non vanno troppo bene: l’ultima valutazione IUCN le ha dichiarate specie vulnerabile e mostrato che sta subendo un rapido declino nella maggior parte del suo areale europeo, dove sopravvivono all’incirca 10 000 individui. I trend delle popolazioni extra europee sono tuttora sconosciuti, ma è in Europa che vive oltre il 90% della popolazione globale: se la situazione peggiorasse ulteriormente, la specie se la vedrebbe brutta. Gli esperti sospettano che a causare il declino sia la combinazione di più fattori: la predazione da parte di specie invasive, l’inquinamento, la scarsa disponibilità di cibo a causa del sovrasfruttamento degli stock ittici e il fatto che molti pulcinella adulti finiscono intrappolati nelle reti da pesca e vi muoiono.

Cosa stiamo facendo per conoscere meglio la specie e proteggerla? Ne abbiamo parlato con Annette Fayet, ricercatrice del The Queen’s College alla University of Oxford, che ha da poco vinto una scholarship Sky Ocean Rescue – finanziata da Sky e da National Geographic – per studiare sul campo le pulcinelle, sfruttando la tecnologia del machine learning in modo da orientare meglio gli sforzi di conservazione. La ricerca Fayet riguarda soprattutto l’ecologia spaziale e il comportamento degli uccelli marini, condotta per capire meglio le loro abitudini e il modo in cui utilizzano lo spazio. Tutte informazioni fondamentali per identificare le zone di maggior importanza per la specie, dai siti di nidificazione a quelli di foraggiamento, e capire così a cosa dare la priorità negli sforzi di conservazione

Tra i tanti uccelli marini del pianeta, perché hai deciso di studiare il pulcinella di mare?

Mi occupo di questa specie per molte ragioni, ma in particolare perché è molto carismatica – dunque la maggior parte delle persone sa che aspetto ha, è molto famosa – ma allo stesso tempo la conosciamo pochissimo. Quando ho iniziato a studiare il pulcinella di mare ero esterrefatta che nessuno fino ad allora l’avesse fatto nel dettaglio. Ad esempio, non avevamo idea di dove migrassero e alla fine della stagione riproduttiva semplicemente scomparivano. Ce n’erano milioni nell’Atlantico del Nord e nessuno sapeva dove stessero andando. C’è anche chi ha provato a salire su un piccolo aereo e attraversare l’Atlantico, ma non hanno visto che una manciata di pulcinelle. Si trattava davvero di un mistero ed era interessante, così ho iniziato a studiare la migrazione.

La specie però non se la passa troppo bene dal punto di vista della conservazione…

Le pulcinelle nelle ultime decadi se la sono passata davvero male! Si accoppiano attraverso l’Atlantico del Nord ma nella parte più settentrionale del loro areale, Islanda e Norvegia – che ospitano la maggior parte della popolazione – la situazione è davvero brutta e i numeri delle pulcinelle sono crollati in modo drammatico. Nel 2015 lo status della specie in Europa è stato classificato come Minacciata dalla IUCN e questo declino non sembra rallentare. Eppure non ne conosciamo il motivo. Ho condotto una prima parte di lavoro sulla migrazione e mostrato che il momento critico sembra essere durante l’estate; probabilmente non c’è cibo a sufficienza ma non siamo ancora riusciti a dimostrarlo con chiarezza.

Come si svolgerà la tua ricerca esattamente?

Il mio obiettivo è capire perché le pulcinelle sono in declino e per farlo devo sapere dove e che cosa mangiano. Il progetto si svolgerà in estate e andrò in tre colonie: una nel Regno Unito dove lavoro già da tempo, dove la specie se la sta cavando bene, e due in Islanda. In una la situazione è intermedia, non troppo buona ma nemmeno negativa, mentre nell’altra la specie sta passando davvero un brutto momento.

Userò dei minuscoli localizzatori GPS – pesano tra i tre e i sei grammi ciascuno – e li attaccherò sulla schiena degli animali per brevi periodi di tempo. Così potrò registrare i loro movimenti e dove vanno a mangiare, quanto tempo trascorrono cercando cibo, restando fermi sull’acqua e così via. Poi li ri-catturerò per acquisire i dati raccolti e lavorarci su. Confrontando tre diverse colonie, tutte con differente successo riproduttivo, spero di scoprire costa sta succedendo a quelle in difficoltà.

Quindi studierai le abitudini della specie, analizzandone movimenti e comportamento. Si tratta di ricerca di base

Sì, esattamente! Non possiamo davvero proteggerli se non li conosciamo e l’idea è proprio di capire da dove deriva il problema. Sospettiamo si tratti di qualcosa legato al cibo, ma per averne conferma dobbiamo studiare la loro alimentazione. Per farlo userò anche delle videocamere, in modo da filmarli quando fanno ritorno al nido con i pesci nel becco per nutrire i pulcini e vedere di che pesci si tratta. Condurrò anche delle analisi del DNA sulle loro feci allo stesso scopo, sfruttando il DNA barcoding [una tecnica che permette di identificare le specie a partire da sequenze di DNA] per capire di che specie si nutrono.

Il progetto prevede l’utilizzo del machine learning. Che ruolo avrà?

Grazie ai localizzatori GPS avrò dati che mi dicono dove si trovano gli uccelli ogni cinque minuti. Sono tantissimi dati e l’algoritmo cercherà dei pattern al loro interno, quel tipo di schemi che l’occhio nudo non può vedere ma che una volta identificati vengono classificati in classi diverse. Ciascuna corrisponde a un comportamento: volo, immersioni, alimentazione, riposo. Questo mi permetterà di sapere non solo dove si trovava un uccello quando sono stati raccolti i dati, ma anche costa stava facendo. Così saprò dove si nutrono e sono quelle le zone che andrebbero protette.

Sembra sempre più evidente che la tecnologia giocherà un ruolo fondamentale nella tutela delle specie.

Certamente! Prima delle tecnologie di tracking non avevamo idea di dove andassero gli uccelli, non potevi certo seguirli in barca o in aereo, era impossibile. La tecnologia ha rivoluzionato lo studio dell’ecologia degli uccelli marini; fino a due anni fa nemmeno gli strumenti GPS che userò sui puffin erano disponibili, mentre ora questi device stanno diventando sempre più piccoli e funzionali. Ci permettono di porci sempre più domande ed è conoscendo meglio le specie che si prendono misure di conservazione migliori.

Come si svolge una tua tipica giornata di lavoro sul campo, insieme alle pulcinelle?

È fantastica, è il miglior lavoro del mondo [ride]. Ti alzi alle tre del mattino, quindi molto molto presto, perché devi essere sveglio prima di loro. In genere è piuttosto freddo quindi ti copri bene, prendi un termos di caffè, vai alla colonia e decidi dove metterti. Poi aspetti. Per la maggior parte della giornata aspetti. Loro si svegliano e partono alla ricerca di pesce per i pulcini. Quando tornano ai loro nidi scavati nel terreno li devi identificare e, trovato l’animale che ti interessa, hai qualcosa come venti secondi per correre lì e infilare il braccio nel nido per catturarlo e mettergli il GPS. In alternativa puoi usare una piccola rete per chiudere il nido.

Una volta preso il pulcinella ovviamente lo devi maneggiare con estrema delicatezza, gli metti il localizzatore e puoi approfittarne anche per pesarlo o per mettergli un anello [gli anelli colorati usati per monitorare gli uccelli tramite ricatture]. Poi lo liberi e lo lasci in pace per l’anno successivo. Quando li catturiamo cerchiamo di recargli il minor disturbo possibile. Alla fine della giornata a volte hai preso diversi pulcinella, altre volte nemmeno uno, quindi te ne vai a letto e ricominci il giorno successivo.

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