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# Biología# Ecología

Nuevo método revela información sobre aves e insectos

Un estudio presenta un método para diferenciar criaturas voladoras usando datos de radar.

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Perspectivas de radarPerspectivas de radarsobre criaturas voladorase insectos.Nuevo método mejora el estudio de aves
Tabla de contenidos

Los radares meteorológicos son herramientas que ayudan a los científicos a observar y estudiar aves e Insectos que vuelan en el aire. Estas criaturas voladoras pueden ser muy numerosas, especialmente durante la Migración, cuando se mueven de un lugar a otro en grandes grupos. Los radares meteorológicos detectan estos animales al capturar señales que rebotan en ellos. Sin embargo, es importante diferenciar entre aves e insectos en estas señales de Radar, ya que mezclarlos puede confundir los datos y llevar a malentendidos sobre sus movimientos.

En áreas templadas, las aves suelen dominar las señales de radar por la noche cuando migran, mientras que los insectos son más comunes durante el día. Esta separación a menudo simplifica el estudio de estos animales. Sin embargo, no siempre es tan sencillo. Las aves e insectos pueden estar activos al mismo tiempo, especialmente en ciertas temporadas. Durante las migraciones de primavera y otoño, puede que no haya muchas aves, pero los insectos pueden ser abundantes, dificultando diferenciarlos con el radar.

Actualmente, los científicos utilizan principalmente un método que observa qué tan rápido vuelan estas criaturas para separar aves de insectos. Establecen un límite de velocidad y consideran que cualquier cosa que vuele más lento que cierta velocidad son insectos. Este método tiene sus desventajas porque a veces los insectos que vuelan rápido pueden superponerse en velocidad con aves que vuelan despacio, especialmente cuando varían las condiciones del viento.

Además, en algunas regiones, los patrones de vuelo de insectos y aves pueden cambiar drásticamente según la época del año. Al estudiar estos patrones, los investigadores se han enfocado principalmente en regiones donde la migración de aves es común, dejando vacíos en el conocimiento en áreas con menos actividad aviar, como algunas regiones tropicales o del sur.

El Desafío de Separar Aves e Insectos

Para estudiar con precisión los movimientos de aves e insectos, los científicos necesitan maneras efectivas de distinguir entre los dos cuando vuelan juntos. Varios estudios han demostrado que confiar solo en la velocidad puede ser engañoso. Por ejemplo, insectos grandes pueden volar más rápido que aves pequeñas, lo que dificulta clasificarlos correctamente.

En regiones donde ambos grupos son comunes, como durante las migraciones, aves e insectos pueden tener señales de radar similares, lo que puede confundir el análisis del radar. Los científicos necesitan métodos para medir la abundancia relativa de estos animales en entornos diversos.

Estudios recientes han empleado técnicas más avanzadas, incluyendo el uso de radar de doble polarización, que puede proporcionar información adicional que ayude a distinguir entre aves e insectos. Sin embargo, esta tecnología no está disponible en todos los sistemas de radar, y muchos registros de datos solo proporcionan mediciones de polarización simple.

Método para Estimar Proporciones de Aves e Insectos

En este estudio, se propone un nuevo método que estima las proporciones de aves e insectos en el aire utilizando datos de radar. El enfoque se basa en algunas suposiciones básicas sobre las velocidades de estos animales. Al emplear conocimiento previo sobre sus velocidades de vuelo habituales, los científicos pueden analizar los datos de radar para separar las contribuciones de aves e insectos.

El método utiliza señales de radar a diferentes alturas para hacer estimaciones. Esto es útil porque permite a los investigadores recopilar datos de áreas donde están presentes tanto aves como insectos. El objetivo es crear una imagen más clara de cuántas aves e insectos están volando en diferentes momentos del año.

La prueba de este enfoque se llevó a cabo en dos regiones climáticas distintas: Colombia tropical y el sur templado de Australia. Estas regiones fueron elegidas porque representan diferentes entornos donde los patrones de aves e insectos pueden diferir mucho.

Estudios de Caso: Colombia y Australia

Colombia

En Colombia, se recopilaron datos de radar meteorológico de dos ubicaciones. Un radar está ubicado en un área de tierras bajas tropicales, donde los patrones de lluvia influyen significativamente en la actividad de la vida silvestre. El otro radar se encuentra cerca de las montañas de los Andes, lo que le permite capturar patrones de vuelo afectados por el paisaje.

Aquí, el radar rastrea tanto aves como insectos durante todo el año. El estudio encontró que las poblaciones de insectos en Colombia son altas durante todo el año, alcanzando su punto máximo poco después de las lluvias estacionales. Las aves, por otro lado, mostraron patrones de migración distintos durante la primavera y el otoño, con la mayor actividad ocurriendo por la noche.

Australia

En Australia, el radar está ubicado en una zona de mayor altitud donde los cambios estacionales impactan la presencia de aves e insectos. El estudio mostró que la migración de aves alcanza su punto máximo principalmente en primavera y otoño, mientras que los insectos son más prevalentes durante los meses más cálidos, con menos insectos volando durante el invierno.

El análisis de datos de radar en Australia reveló patrones claros en el momento de los movimientos de aves e insectos. El método encontró con éxito que la actividad de las aves era alta durante el amanecer y el atardecer, mientras que la actividad de los insectos aumentaba durante el día.

Hallazgos del Análisis de Radar

Al aplicar el nuevo método a los datos de radar de ambas regiones, los investigadores pudieron distinguir los patrones de vuelo de aves e insectos de manera efectiva. El análisis reveló que las aves mostraban patrones estacionales distintos alineados con períodos de migración conocidos. En Colombia, había un fuerte patrón de actividad nocturna para las aves, mientras que en Australia, los patrones diurnos eran más pronunciados.

Los resultados también indicaron que la proporción de aves e insectos variaba con la época del año y el momento del día. Se encontraron mayores proporciones de aves durante las temporadas de migración, mientras que los insectos dominaban durante los meses más cálidos.

En ambas regiones, el nuevo método retuvo más puntos de datos en comparación con métodos tradicionales que utilizaban umbrales de velocidad fijos para filtrar insectos. Esto es significativo porque permite un examen más detallado de los movimientos de ambos grupos en diferentes condiciones.

Patrones de Actividad Estacionales y Diarios

El estudio observó que tanto aves como insectos mostraron patrones estacionales claros. En Colombia, la actividad de aves e insectos alcanzó su punto máximo durante las temporadas de migración o cuando las condiciones favorecían su vuelo, como después de las lluvias. En Australia, los datos mostraron un patrón consistente donde la actividad de las aves se disparaba durante las temporadas de migración en primavera y otoño.

También surgieron patrones diarios de los datos. Por ejemplo, en Colombia, había dos momentos destacados de alta actividad: durante el día y después de la puesta del sol, indicando que tanto aves como insectos estaban activos, pero preferían diferentes momentos para volar. Esta división en el tiempo demostró la complejidad de predecir patrones de vuelo basándose únicamente en el momento del día.

En Australia, se observaron patrones similares, con aves volando predominantemente durante las horas del amanecer y los insectos siendo más activos durante el día. El método utilizado en este estudio ayudó a resaltar estas dinámicas finas que los métodos anteriores podrían haber pasado por alto.

Implicaciones de la Investigación

Esta investigación ofrece valiosas perspectivas sobre cómo se comportan las aves y los insectos en el aire. Entender sus patrones de vuelo no solo contribuye al conocimiento ecológico, sino que también informa los esfuerzos de conservación. Al identificar rutas de migración y hábitats críticos, se pueden hacer planes para proteger estas áreas importantes del impacto humano.

El enfoque también tiene propósitos prácticos para mitigar riesgos asociados con colisiones de aves, especialmente cerca de edificios y turbinas eólicas. Tener datos detallados sobre patrones migratorios puede guiar la ubicación de estas estructuras para reducir colisiones.

Este nuevo método para estimar proporciones de aves e insectos puede aplicarse en varios ecosistemas y condiciones climáticas. Fomenta más investigación sobre la dinámica de la vida silvestre aérea y cómo interactúan con los cambios en el medio ambiente.

Conclusión

Separar aves e insectos en los datos de radar sigue siendo un desafío, pero el método propuesto proporciona una forma clara y efectiva de analizar sus movimientos. Al utilizar suposiciones básicas sobre sus velocidades de vuelo e incorporar datos de radar a diferentes alturas, los científicos pueden obtener una comprensión más profunda de los comportamientos de estas criaturas.

Los hallazgos de los estudios de caso en Colombia y Australia revelan patrones distintos en la actividad de aves e insectos que pueden mejorar nuestra comprensión de la ecología y la migración. Esta investigación abre puertas a más estudios en otras regiones y fomenta la exploración continua de las interacciones entre animales voladores y sus entornos.

A medida que la tecnología de radar meteorológico continúa avanzando, habrá más oportunidades para estudiar estos aspectos fascinantes de la naturaleza. La investigación futura puede construir sobre estos hallazgos para crear una visión aún más completa de cómo aves e insectos navegan por los cielos, lo que conducirá a mejores estrategias de conservación y una mayor apreciación por la biodiversidad en el aire que nos rodea.

Fuente original

Título: Analysis of mixtures of birds and insects in weather radar data

Resumen: Weather radars are increasingly used to study the spatial-temporal dynamics of airborne birds and insects. These two taxa often co-occur and separating their contributions remains a major analytical challenge. Most studies have restricted analyses to locations, seasons, and periods when one or the other taxa dominates. In this study, we describe an analytical method to estimate the proportion of birds and insects from vertical profiles of biological reflectivities, using a minimal number of assumptions on the airspeeds of birds and insects. We evaluated our method on understudied regions where airborne insect density is too high for existing approaches of studying bird migration with weather radars: the tropics (Colombia) and the southern temperate zone (Southeast Australia). Our method estimates that bird and insect signals routinely reach similar magnitudes in these regions. Retrieved patterns across daily and annual cycles reflected expected biological patterns that are indicative of migratory and non-migratory movements in both climates and migration systems. Compared to fixed airspeed thresholding, we obtain finer separation and retain more spatial-temporal complexity that is crucial to revealing aerial habitat use of both taxa. Our analytical procedure is readily implemented into existing software, empowering ecologists to explore aerial ecosystems outside the northern temperate zone, as well as diurnal migration of birds and insects that remains heavily understudied. Lay summaryO_LIWe developed a new method to differentiate between birds and insects in weather radar data. C_LIO_LIThis method uses minimal assumptions about the flight speeds of birds and insects. C_LIO_LIWe tested the method in regions with high insect density: the tropics (Colombia) and southern temperate zone (Southeast Australia). C_LIO_LIOur method estimated proportions of birds and insects that captured expected patterns of daily and annual movements, which were indicative of migratory and non-migratory movement of both taxa. C_LIO_LIUnlike fixed airspeed criteria for bird and insect separation, our approach provides a more detailed understanding of aerial habitat use by both birds and insects. C_LIO_LIThis method can be easily added to existing software, helping ecologists study bird and insect movements in less-studied areas and ecosystems. C_LI

Autores: Adriaan Michiel Dokter, X. Shi, J. Drucker, J. Chapman, M. Sanchez-Herrera

Última actualización: 2024-07-19 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.17.601450

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.17.601450.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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