Jak echolot „vidí“ ryby
Problematikou přesnosti podvodní akustiky, díky které lze odhadnout množsví a rozmístění ryb ve vodních nádržích, se zabývali vědci z Biologického centra a Ústavu informatiky AV ČR ve své studii, jejíž závěry nyní publikovali v oborném časopise Water.
Na snímku klecový experiment s volně plujícími rybami sledovanými širokopásmovým echolotem (oranžový vysílač echolotu umístěný na žluté čtvercové bójce).
Použití podvodní akustiky (tj. echoloty, sonary) je běžnou technikou pro dálkové a neinvazivní odhadování velikosti a hustoty mořských a sladkovodních ryb. Bohužel akustické signály z ryb jsou ovlivňovány řadou faktorů, hlavně jako je orientace těla ryby vzhledem k vysílači akustického přístroje. Množství zvuku odraženého od ryby (zvuková odezva - echo) totiž závisí na velikosti průřezu plochy jejího těla vystavené k vysílanému zvukovému pulzu. Lze tedy velikost ryby podhodnotit, pokud nebude natočena největší plochou svého těla k vysílači. Z toho důvodu určování orientace těla i tedy velikosti ryby přímo ze zvukové odezvy nebo s co nejmenším počtem předpokladů orientace jejího těla je velmi výhodné.
Cílem zde prezentované práce bylo prozkoumat potenciál pro stanovení dorzální orientace ryb (tj. z pohledu od hladiny ke dnu) pomocí časového průběhu intenzity zvukové odezvy použitím moderního echolotu vysílající širokopásmového zvukové pulzy. Studie se opírala o širokopásmová akustická data z frekvenčního rozsahu 90 až 170 kHz získaných na cejnech velkých (jeden z nejčastější evropský druh), kteří byli experimentálně změřeni v různých dorzálních polohách jejich těl. Použitím zobecněných aditivních smíšených modelů (GAMM) byl testován vliv dorzální orientace ryb na časový průběh intenzity zvukové odezvy a také její deskriptory (maximální intenzita a délka průběhu v sedmi různých úrovních pod maximální intenzitou). Tato studie potvrdila, že dorzální orientace těla ryb ovlivňuje tvar časového průběhu intenzity zvukové odezvy, a poukázala, že délky zvukové odezvy na určité úrovni pod bodem nejvyšší intenzity (konkrétně 15 dB) by mohly poskytnout dobrou charakteristiku pro určení dorzální orientace ryb a tím usnadnit převod mezi intenzitou zvukové odezvy a skutečnou délkou ryby. Získaná experimentální data by měly být určitě rozšířena o pozorování volně plujících ryb k ověření použitelnosti těchto deskriptorů pro odvození orientace ryb. Studie je výsledkem spolubráce Biologického Centra a Ústavu Informatiky AV ČR.
Publikace
Tušer, M., Brabec, M., Balk, H., Draštík, V., Kubečka, J., Frouzová, J. (2023). Feasibility of Time-Dependent Amplitude in Pulse-Compressed Broadband Acoustic Signals for Determining the Dorsal Orientation of Fish. Water 15, 1596.
