Date de mise en ligne: 18/12/09 - Visé par le Comité de Lecture

Des scientifiques viennent pour la première fois de mettre au point une méthode fiable et précise pour estimer la densité d'une population d'oiseaux en se basant sur des enregistrements de leurs chants. Cette nouvelle technique, décrite dans le numéro d'octobre 2009 du Journal of Applied Ecology, peut également fonctionner avec les cétacés.
Développée par Deanna Dawson de l'US Geological Survey et par Murray Efford de l'Université d'Otago (Nouvelle-Zélande), cette méthode est une combinaison innovante d'enregistrements sonores et de la SECR (Spatially Explicit Capture-Recapture), l'un des outils les plus anciens pour estimer la taille des populations animales.

Abstract

Ecologists have at last worked out a way of using recordings of birdsong to accurately measure the size of bird populations. This is the first time sound recordings from a microphone array have been translated into accurate estimates of bird species' populations.
The technique, which can be extended to whales and dolphins, is a sonic version of 'spatially explicit capture-recapture' (SECR), which relies on statistical analysis of data from animals that are capture, marked, released, and recaptured along with other unmarked animals. Sound-based SECR has been developed by Deanna Dawson of the US Geological Survey and Murray Efford of the University of Otago.
This study has been reported in the October 2009 issue of the Journal of Applied Ecology with the title "Bird population density estimated from acoustic signals".


Une méthode acoustique d'estimation de la densité d'une population

Introduction

De nombreuses espèces animales sont principalement détectées par les sons qu'elles émettent. Bien que les enregistrements des chants, des cris et des appels soient souvent utilisés pour évaluer des populations, comme lors de la méthode des points de comptage (lire Compter les oiseaux aquatiques) ou lors des études des cétacés avec des hydrophones, il existe peu de méthodes rigoureuses pour estimer la densité d'une population en utilisant des données acoustiques. Il faut en effet pour cela réussir à surmonter trois difficultés: pouvoir distinguer les individus, prendre en compte ceux non repérés et s'adapter au secteur étudié. La SECR (Spatially Explicit Capture-Recapture) permet de résoudre les deux derniers aspects du problème. Deanna Dawson et Murray Efford ont réussi à étendre l'utilisation de cette méthode pour traiter des signaux acoustiques (chants et cris) afin de déterminer la densité d'une population.

Une méthode de capture-recapture

La SECR (Spatially Explicit Capture-Recapture), comme son nom l'indique, est une méthode de capture-recapture. Le principe de ce type de méthode est le suivant: tirer un échantillon aléatoire d'une espèce animale, marquer les animaux tirés au sort puis les relâcher, tirer un second échantillon en comptant le nombre d'animaux marqués, puis estimer la population totale en effectuant une règle de trois.
Pour pouvoir être appliquée, il faut une indépendance des sources, c'est-à-dire que la probabilité d'être identifié par une source doit être indépendante de celle d'être identifié par la seconde source. D'autre part, il faut une homogénéité des captures: pour tous les cas, la probabibilité d'être identifié par une même source doit être la même.

Le principe de la SECR

Tableau 1: le principe de la SECR. Les ID représentent les animaux identifiés, les codes (A9, A12..) sont des détecteurs placés à des positions connues Source: Université d'Otago

La SECR est une méthode de monitoring des populations animales utilisant des détecteurs. Ces derniers repèrent un animal à un des moments donnés (une "occasion"), espacés de façon régulière.
Ci-contre, voici un schéma expliquant le principe de la SECR:
- chaque détecteur a un code (exemple: A9, A12, C6...) et une position déterminée
- chaque animal est identifié par un ID (1, 2..;)
- les occasions se succèdent à des intervalles de temps réguliers.
Lors d'une occasion, les détecteurs se déclenchent quand un animal passe à leur proximité. Chaque entrée (par exemple A9) représente un appareil qui s'est actionné au passage d'un individu identifié. Un point sur le schéma indique une absence de détection. Des entrées multiples sont possibles quand des animaux passent devant plusieurs détecteurs (par exemple, dans le schéma, les animaux 3 et 4 ont déclenché C6 et G3 lors de l'occasion 3).
Le premier objectif de la SECR est d'estimer la densité d'une population d'animaux sauvages. Ces deniers sont supposés être distribués de façon indépendante dans l'espace et occuper des territoires propres.
Lors d'une méthode conventionnelle de capture-recapture, le principe est de suivre un modèle qui comprend à la fois des paramètres concernant la population étudiée (taille, ...) et le processus de détection.
Dans la méthode du SECR, le paramètre de base concernant la population est sa densité (D) davantage que sa taille (N). Le processus de détection est représenté par une méthode mathématique qui décrit la probabilité moindre pour un animal d'être détecté quand le centre de son territoire est plus éloigné d'un détecteur. La fonction de détection comprend les paramètres g0 (interception sonore) et s (échelle spatiale). Le modèle permet d'obtenir des estimations de D, g0 et s.

Télécharger 4.4

L'université d'Otago a développé un logiciel, Density 4.4, qui permet d'estimer la densité d'une population animale à partir de données de capture-recapture collectées à partir d'un ensemble de "détecteurs".
Ces derniers peuvent être des pièges scientifiques (trappes) capturant des animaux marqués de façon distincte, des pièges collants, des pièges à dents qui arrachent des poils au passage d'un animal (qui est alors identifié par son ADN), des microphones ou des appareils-photos qui permettent d'identifier les individus.
Pour télécharger le logiciel Density 4.4: www.otago.ac.nz/density/download.html

La nouvelle technique acoustique

Paruline couronnée (Seiurus aurocapilla) Photo: Arthur Grosset / www.arthurgrosset.com

Cette nouvelle méthode acoustique pourrait peut-être être utilisée pour recenser des espèces tropicales difficiles à voir mais bruyantes comme le Piauhau hurleur (Lipaugus vociferans) d'Amérique du Sud Photo: Arthur Grosset / www.arthurgrosset.com