Quando la foresta parla: l'intelligenza artificiale che ascolta i lemuri del Madagascar

In alcune foreste del Madagascar, il mattino non comincia con il silenzio. Comincia con un canto.
Si diffonde tra gli alberi, rimbalza da un gruppo all'altro, si propaga fino a riempire la foresta. È il richiamo degli indri (Indri indri), i più grandi lemuri viventi e gli unici conosciuti come “lemuri cantanti”. Ogni mattina, infatti, questi animali annunciano la loro presenza ai gruppi vicini, segnando il territorio con i loro potenti canti. Poco più in là, un altro lemure risponde a modo suo: il vari bianconero (Varecia variegata) emette richiami più irregolari, più "rumorosi", usati per tenere unito il gruppo, segnalare un pericolo o coordinarsi durante gli spostamenti.

Due voci diverse, due caratteri diversi, nella stessa foresta.

Eppure entrambe queste specie sono in gravissimo pericolo di estinzione. La distruzione degli habitat, la caccia e, sempre più, il cambiamento climatico stanno mettendo a rischio la loro sopravvivenza. 

Per proteggerle però dobbiamo prima capire come vivono e comunicano, e come reagiscono ai cambiamenti dell'ambiente che le circonda. E per farlo occorre studiarle continuamente, arrecando il minimo disturbo possibile.

Ma come si fa a osservare degli animali selvatici per mesi interi, di giorno e di notte?
La risposta che abbiamo trovato non passa dagli occhi, ma dalle orecchie. Nel nostro nuovo studio, pubblicato su Integrative Zoology, abbiamo installato nella foresta di Maromizaha, nel Madagascar orientale, quattro registratori automatici che hanno lavorato autonomamente per quattro anni, raccogliendo suoni secondo un programma prestabilito. Il risultato? Oltre 55.000 registrazioni audio, un archivio sonoro immenso che racchiude la vita quotidiana e notturna di questa foresta: le vocalizzazioni dei lemuri, ma anche pioggia, vento, e tutta l’ incredibile biodiversità di questo luogo magico.

A quel punto si è aperta la vera sfida. Come analizzare una mole di dati così grande? Passare in rassegna una per una tutte le registrazioni  avrebbe richiesto mesi, forse anni di lavoro. Così abbiamo deciso di farci aiutare dall'intelligenza artificiale.

Ci siamo affidati a BirdNET, un sistema di machine learning sviluppato per riconoscere automaticamente il canto degli uccelli, e lo abbiamo "rieducato": gli abbiamo fatto ascoltare centinaia di vocalizzazioni di indri e vari bianconeri, fino a quando non ha imparato a riconoscerle con grandissima precisione anche in mezzo al rumore di fondo della foresta. Il modello ha funzionato sorprendentemente bene, identificando entrambe le specie con alta affidabilità e permettendoci di analizzare in poche ore quello che al personale umano avrebbe richiesto mesi.

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Con questo strumento in mano, abbiamo potuto ricostruire i ritmi vocali di questi lemuri su larga scala, attraverso stagioni diverse e condizioni climatiche variabili.

I risultati hanno confermato alcune intuizioni e riservato qualche sorpresa. L'indri si è rivelato un animale abitudinario: canta quasi esclusivamente al mattino, con un picco preciso tra le 8 e le 9, e la sua attività vocale cresce nei mesi più caldi, in concomitanza con la stagione riproduttiva. Non solo. 

Come avevamo già osservato in un precedente studio, quando la temperatura sale gli indri cantano di più. 

È un legame intrigante tra clima e comportamento che merita ulteriori approfondimenti, soprattutto alla luce dei cambiamenti climatici in corso.

Il vari bianconero racconta invece una storia diversa. La sua giornata vocale è molto più distribuita: un picco al mattino, un secondo nel tardo pomeriggio, e una presenza sonora che si estende sull'intero arco della giornata. A differenza dell'indri, il suo comportamento vocale non sembra risentire delle stagioni né del clima: vocalizza in modo simile tutto l'anno, indipendentemente dalle temperature o dal ciclo riproduttivo.

Due specie che abitano fianco a fianco nella stessa foresta, ma che la "vivono" in modo completamente diverso, anche solo dal punto di vista acustico.

Questi dati non sono solo un ritratto affascinante della vita dei lemuri. Sono anche uno strumento concreto di conservazione.

Le vocalizzazioni sono una finestra preziosa perché ci danno informazioni sullo stato di salute delle popolazioni animali, sulla loro presenza e numerosità, fino al comportamento. 

Monitorarle nel tempo ci permette di cogliere rapidamente segnali di stress o cambiamento, un vantaggio enorme per specie così elusive e minacciate, che vivono in foreste difficili da raggiungere e complesse da monitorare con metodi tradizionali.

C'è poi un altro aspetto che rende questo approccio particolarmente promettente: la tecnologia che abbiamo usato è open source, cioè gratuita e liberamente accessibile a chiunque. Non serve sviluppare sistemi costosi e complessi, basta adattare strumenti già esistenti alle proprie specie di interesse. 

Questo significa che lo stesso metodo può essere replicato in altre foreste, su altri animali. E soprattutto, che studi di questo tipo possono essere portati a termine anche con risorse limitate, una prospettiva preziosa in paesi come il Madagascar, dove i fondi per la ricerca e la conservazione sono spesso insufficienti.
In un momento in cui molte specie scompaiono prima ancora di essere studiate, trovare metodi di monitoraggio efficaci, economici e non invasivi è una priorità.

A volte, per proteggere una foresta, il primo passo è semplicemente questo: imparare ad ascoltarla.