Costa Rica rettet Waldökosysteme, indem es ihnen zuhört

Monica Retamosa war gerade dabei, die Batterien eines Tonbandgeräts zu wechseln, als sie zum ersten Mal einen Glockenvogel hörte. Sie stand auf dem Waldboden, blickte in die Bäume hinauf und suchte nach der Quelle seines metallischen und kraftvollen Klangs . Sie suchte eine halbe Stunde lang vergeblich nach dem Vogel. Der Glockenvogel singt in den Baumkronen, wo er für seine Artgenossen sichtbar, für die Vögel darunter jedoch unsichtbar ist. Trotzdem lächelte Retamosa: Sie kümmert sich um die Ökosysteme im biologischen Korridor AmistOsa in Costa Rica, indem sie ihnen zuhört.

In der Natur nutzen Lebewesen Geräusche für fast alles. Sie machen Rufe, um Partner anzulocken, ihre Identität mitzuteilen, vor Gefahren zu warnen, den Weg zu weisen und bei der Jagd oder Verteidigung zu helfen. Seit Jahrzehnten verfolgen Forscher Arten mit Aufnahmegeräten in der Hand und tun dies immer noch, obwohl sie zunehmend auch Fernaufzeichnungsgeräte verwenden. Die Untersuchung der Geräusche, die Organismen machen, wird als Bioakustik bezeichnet. Retamosa betreibt diese Arbeit seit 10 Jahren.

Studien haben anhand bioakustischer Aufzeichnungen gezeigt, dass manche Vögel laut schreien, um sich in Städten Gehör zu verschaffen, und dass Meeresschildkrötenjunge vom Nest aus kommunizieren, um ihr Schlüpfen zu koordinieren. Und wenn Bioakustik mit anderen Geräuschen kombiniert wird – jenen, die von Menschen erzeugt werden, sowie den natürlichen Geräuschen der Landschaft, wie dem Rauschen der Wellen im Meer –, ist es möglich, tiefere ökologische Bedeutungen zu interpretieren. Es wird möglich, Veränderungen der Artenvielfalt zu überwachen, Bedrohungen zu erkennen und die Wirksamkeit von Schutzstrategien zu messen. Diese umfassendere Analyse von Geräuschen wird als Ökoakustik bezeichnet – und genau daran wird hier in Costa Rica gearbeitet.

Retamosa arbeitet seit 20 Jahren an der Nationalen Universität von Costa Rica am Internationalen Institut für Naturschutz und Wildtiermanagement. Sie nutzt Bioakustik und Ökoakustik, um die Geräusche dieses kleinen zentralamerikanischen Landes zu untersuchen, das mehr als eine halbe Million Arten beherbergt.

„Aus Sicht des Naturschutzes sind Geräusche in Vergessenheit geraten“, sagt Retamosa. „Meistens hören wir mehr, als wir sehen. Wenn es im System zu einer Störung kommt, können wir diese wahrscheinlich eher anhand eines Geräuschs oder dessen Fehlens erkennen als anhand anderer Faktoren.“

Die Entwicklung automatisierter Aufzeichnungen revolutionierte die Bioakustik und Ökoakustik. Heute können Forschungsgruppen Sensoren aufhängen, die über Monate hinweg Ausschnitte des Tages aufzeichnen, ohne die Tierwelt zu stören. Retamosa gefällt diese Strategie, weil sie für Tiere nicht invasiv ist, es einfacher macht, in großen Gebieten und schwer erreichbaren Orten Ohren zu haben, und manchmal hilft sie dabei, mysteriöse Arten zu entdecken.

Obwohl sie es vorzieht, Ökosysteme aus der Ferne zu überwachen, muss Retamosa dennoch tief in den Wald vordringen, um Rekorder aufzustellen. Besuche im Feld sind faszinierend, aber kein Sonntagsspaziergang. Zusammen mit ihren Kollegen Jimmy Barrantes und Randall Jiménez ist sie kilometerweit durch Schlamm und Äste gewandert. Sie sind endlose Hänge hinauf- und hinuntergegangen. Einmal ist sie gestürzt und hat sich die Rippen gebrochen. Doch die Arbeit endet nicht mit der Installation: Sie müssen zurückgehen, um Batterien und Speicherkarten zu wechseln. In anderen Ländern nutzen sie Sonnenkollektoren und das Internet, um Echtzeitdaten zu empfangen; in den dunklen, feuchten Regenwäldern Costa Ricas wird dies immer noch von Hand erledigt.

Das tat Retamosa, als sie den Glockenvogel hörte. Diese Aufnahme ist Teil eines Projekts zur Verfolgung der Bewegung und Verbreitung dieser Vögel, die zwischen verschiedenen Höhen in der Region ziehen. Ihre Anwesenheit könnte ein funktionaler Indikator für den Zustand des biologischen Korridors AmistOsa sein, der den internationalen Park La Amistad an der Grenze zu Panama mit anderen Reservaten im Süden Costa Ricas verbindet.

Der biologische Korridor wurde durch die Wanderung von Wildtieren geformt, die nach dem Forstgesetz von 1990 entstanden, das Wildnisgebiete schützte und die Wiederaufforstung auf Farmen durch Zahlungen für Umweltdienstleistungen förderte. Im Jahr 2010 wurde er offiziell kartiert. Heute verläuft er durch indigene Gebiete und durchquert das größte Feuchtgebiet des Landes. In ganz Costa Rica gibt es mittlerweile 53 Korridore, die 38 Prozent seines Territoriums abdecken.

Die Projektdaten werden dem Ausschuss, der für die Biodiversität und die natürlichen Ressourcen Costa Ricas zuständig ist, bei der Entscheidungsfindung helfen. „Die Idee ist, ein Überwachungsprotokoll zu erstellen, das die Regierung, die Gemeinden und uns als Wissenschaftler miteinander verbindet und Unterstützung bei der Analyse und Interpretation bietet“, sagt Retamosa.

In der freien Natur aufgehängte Rekorder erfassen viele Terabyte an Daten, sodass es unmöglich ist, jede einzelne Aufnahme anzuhören. Um diese Strategie kosteneffizient zu gestalten, haben Forscher akustische Indizes entwickelt: mathematische Formeln, die aus den aufgezeichneten Geräuschen Merkmale von Ökosystemen interpretieren. „Sie können die akustische Energie eines Ortes, einer Aktivität oder einer Frequenzvielfalt widerspiegeln“, erklärt Retamosa. Als sie mit diesem Forschungsgebiet begann, gab es nur acht akustische Indizes. Heute sind es über 80.

Die Disziplin entwickelt sich so schnell, dass der Umfang dieser Indizes derzeit diskutiert wird. In einigen ihrer frühen Forschungsarbeiten stellte Retamosa fest, dass bestimmte akustische Messungen Unterschiede zwischen tropischen und gemäßigten Regionen aufweisen. Eine der bekanntesten, die akustische Komplexität – der Grad der Variation und die komplexe Struktur des bioakustischen Klangs – wurde als Indikator für die Vogelvielfalt in gemäßigten Umgebungen verwendet. In tropischen Gebieten haben verschiedene Untersuchungen jedoch gezeigt, dass sie nicht die Artenvielfalt widerspiegelt, sondern vielmehr das Niveau der akustischen Aktivität; das heißt, anstatt die Anwesenheit mehrerer Arten anzuzeigen, scheint sie die intensive Lautäußerung eines oder weniger Vögel anzuzeigen.

Eine sorgfältige Analyse dieser Indizes kann Aufschluss über den Gesundheitszustand des Waldes geben. In einem Bericht mit Jimmy Barrantes erläutert Retamosa, dass die Messung der akustischen Entropie – der zeitlichen und frequenzbedingten Schwankungen der Schallintensität – und der akustischen Diversität ihnen dabei half, den Störungszustand einiger Standorte zu klassifizieren, während dies bei Messungen der akustischen Aktivität und Energie nicht der Fall war. „Man kann die Indizes für eine erste Erkundung des Standorts verwenden, um Studien über einen längeren Zeitraum durchzuführen, nach spezifischen Veränderungen zu suchen, die mit menschlichen Störungen in Zusammenhang stehen, und mit Schlüsselarten zu arbeiten“, erklärt sie.

Jede Region hat ihre eigenen Umweltprobleme. In Costa Rica ist der Tourismus dramatisch gewachsen: Zwischen 1984 und 1989 stieg die Zahl der internationalen Ankünfte um 37 Prozent, von 273.900 auf 375.900 Besucher. Seit 1990 ist das Tempo jedoch rasant gestiegen: Im vergangenen Jahr kamen 2,6 Millionen Touristen ins Land.

Dieser Boom bringt Herausforderungen für die Nachhaltigkeit mit sich. Um diese zu bewältigen, analysiert das Team des International Institute for Conservation and Wildlife Management Geräusche innerhalb und außerhalb geschützter Gebiete. Eines seiner Werkzeuge ist ein Index, der das Verhältnis zwischen biologischen Geräuschen und von Menschen verursachten Geräuschen misst.

In den letzten Jahren hat die automatische akustische Erkennung mithilfe künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen die Artenidentifizierung revolutioniert. Früher waren für die Verwendung von KI fortgeschrittene Programmierkenntnisse erforderlich, aber mit dem Aufkommen zugänglicher Schnittstellenmodelle wird sie immer beliebter. Exoacoustics konzentriert sich zunehmend auf die Entwicklung genauerer Modelle zur Klassifizierung von Geräuschen.

Und mit diesen Werkzeugen ist es allmählich möglich, einzelne Arten in der Geräuschkulisse zu erkennen. In einer Studie auf Bauernhöfen, die im Rahmen des Bosque Vivo-Projekts des Nationalen Waldfinanzierungsfonds Costa Ricas durchgeführt wurde, stellte das Forschungsteam fest, dass Hylopezus perspicillatus , eine Vogelart, die empfindlich auf Landschaftsstörungen reagiert, nur in den Kontrollgebieten des Corcovado-Nationalparks und in den Wäldern der am besten erhaltenen Bauernhöfe vorkam.

In Guanacaste arbeitet Retamosa außerdem an einem Langzeitüberwachungsprotokoll, um zu ermitteln, wie Ökosysteme und Artenvielfalt auf Klimaschwankungen reagieren. In anderen Ländern werden in ähnlichen Projekten an Standorten mit minimalem menschlichem Eingriff Grundlinien aufgezeichnet, die in Zukunft mit aktuellen Aufzeichnungen verglichen werden könnten, um Veränderungen festzustellen. Obwohl die Speicherung all dieser Aufzeichnungen kostspielig ist, ist Retamosa davon überzeugt, dass sie ein unschätzbar wertvolles historisches Archiv bilden werden, auf das eines Tages zurückgegriffen werden kann, wenn die Technologie weitere Analysen ermöglicht.

Diese Geschichte erschien ursprünglich auf WIRED en Español und wurde aus dem Spanischen übersetzt.