Maschinelles Lernen liefert ein neues Bild des Bartkauz

Der Bartkauz gilt seit langem als Wächter der Wildnis Alaskas und wacht über schneebedeckte Wälder bis in den Norden der Brooks Range, fernab von menschlichen Populationen.

In einer Studie veröffentlicht letzte Woche mit Wissenschaftliche Berichtewiderlegt ein Team von Forschern der University of Alaska Fairbanks die Vorstellung, dass der ikonische Vogel – bekannt als das Phantom des Nordens – weit entfernt von Städten und anderen Markierungen menschlicher Dichte lebt.

„Wir stellen uns unsere Wildtiere, insbesondere in Alaska, gerne als in unberührter, vom Menschen unberührter Wildnis vor“, sagte Falk Hüttmann, Professor für Wildtiere und Ökologie am Institut für Arktische Biologie. „Unsere Computermodellierung unter Verwendung von Open-Access-Daten hat gezeigt, dass sich diese Eulen tatsächlich in viel dichter besiedelten Gebieten in der Nähe künstlicher Strukturen versammeln.“

Der Mangel an wissenschaftlichen Daten hat zu dem Mythos beigetragen, dass die Vögel schwer fassbar und voller Geheimnisse seien. Ihr lateinischer Name, Strix nebulosa, spielt mit einer Assoziation mit Hexerei. Strix bedeutet schrille Laute von sich geben, und nebulosa bedeutet neblig oder Nebel.

„Dies ist nicht das letzte Wort zu Arten-Lebensraum-Assoziationen, aber es bietet eine viel ganzheitlichere Darstellung davon, wo diese Eulen leben und in welchen Umgebungen“, sagte Hüttmann. „Ich denke, wir sehen, dass es wissenschaftlich nicht korrekt ist, an diesen traditionellen Erzählungen und Mythen festzuhalten, die über die Tierwelt aufrechterhalten werden.“

Die Studie wurde mithilfe von Modellen der künstlichen Intelligenz durchgeführt, denen über 100 Prädiktoren zur Verfügung standen – Umweltvariablen für bestimmte Standorte wie Frosttage pro Jahr und die Entfernung zu menschlichen Fußabdrücken wie Städten, Ortschaften, Landebahnen, Straßen und sogar der Trans-Alaska-Ölpipeline. In Kombination mit bürgerwissenschaftlichen, öffentlich zugänglichen Biodiversitätsdatenbanken identifizierte die Modellierung die am besten geeigneten Lebensräume der Eule.

Die beispiellose Anzahl an Dateneingaben erforderte ebenso viel Rechenleistung, die von einer Oracle-basierten Supercomputing-Plattform bereitgestellt wurde.

Die in der Studie verwendete Software könnte auch bei der Modellierung anderer Tierpopulationen nützlich sein, von denen viele noch nicht quantifiziert oder sogar unbekannt sind, sagte Huettman.

„Dies ist das erste Mal, dass ein Computermodellierungssystem für diese spezielle Art der Vorhersage verwendet wurde, weil uns einfach die Rechenleistung fehlte“, sagte Hüttmann, der auch eine Anstellung an der Fakultät für Naturwissenschaften und Mathematik hat.

Huettmann und sein Team verwendeten die Software Random Forest, einen häufig verwendeten Algorithmus für maschinelles Lernen, um Rückschlüsse aus den Prädiktoren zu ziehen. Das Computermodell wurde mithilfe von Datensätzen der Global Biodiversity Information Facility trainiert, einem digitalen Netzwerk und einer Dateninfrastruktur mit Sitz in Kopenhagen, Dänemark. Weitere Daten stammen von eBird.org, verschiedenen lokalen und nationalen Vogelbeobachtungs-E-Mail-Listen, iNaturalist.org und den Vogelschlagaufzeichnungen der Federal Aviation Administration.

Bartkauz gehört zu den größten Eulen. Sie leben in Zentralalaska und Kanada sowie in Teilen der nordwestlichen und zentralen Unteren 48. Außerhalb Nordamerikas leben die Eulen in Sibirien, im Fernen Osten Russlands, in Litauen, Kasachstan, der Mongolei, der Mandschurei und im Nordosten Chinas.

Mehr Informationen:
Falk Huettmann et al., Ein Super-SDM (Artenverteilungsmodell) „in der Cloud“ für bessere Habitat-Assoziations-Schlussfolgerungen mit einer „Big Data“-Anwendung des Bartkauz für Alaska, Wissenschaftliche Berichte (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-57588-9

Zur Verfügung gestellt von der University of Alaska Fairbanks

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