Frösche und Kröten gehören weltweit zu den besonders bedrohten Wirbeltieren. Laut der Roten Liste der Weltnaturschutzunion gelten 41 Prozent aller Amphibienarten als gefährdet. Auch ihre Lebensräume geraten zunehmend unter Druck: In Europa ist nahezu die Hälfte der Süßwasserlebensräume bedroht. Weltweit gingen die Wirbeltierbestände in Süßwasserlebensräumen zwischen 1970 und 2020 im Durchschnitt um 85 Prozent zurück. Um die Tiere wirksam zu schützen, ist es wichtig zu wissen, wie sich ihre Bestände entwickeln.
KI-Modell lernt Laute mitteleuropäischer Frösche und Kröten
Deswegen hat nun ein Forschungsteam um Benjamin Elsner von der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden ein KI-Modell entwickelt, das Frösche und Kröten anhand ihrer Lauten erkennen kann. „Um Amphibien wie Frösche und Kröten wirksam zu schützen und ihre Bestände zu überwachen, benötigen wir zuverlässige und großflächig einsetzbare Monitoringmethoden“, sagt Senior-Autor Raffael Ernst. „Herkömmliche Erfassungsmethoden sind jedoch häufig zeitaufwendig, kostspielig und räumlich begrenzt. Passive akustische Monitoringmethoden – kurz PAM – sind daher ein vielversprechender Ansatz.“
Die Forschenden entwickelten ihre Audioerkennung „AnuraPAM“ mithilfe der KI-Deep-Learning-Plattform BirdNET. Im Vogelschutz wird diese automatische Erkennung von Tierstimmen bereits erfolgreich eingesetzt, bei Amphibien waren KI-gestützte Methoden dagegen bislang wenig verbreitet. Um die künstliche Intelligenz auf die Amphibienlaute zu trainieren, nutzte das Team Aufnahmen aus privaten Sammlungen, wissenschaftlichen Onlinetonarchiven und bereits veröffentlichten Audiosammlungen. „Wir hatten das Glück, unter anderem eine private Rufsammlung nutzen zu können, die rund 80 Aufnahmen mit umfassenden Metadaten bis hin zur Luft- und Wassertemperatur zum Zeitpunkt der Aufnahme enthält. Allein diese Sammlung deckt alle 14 untersuchten Taxa in elf europäischen Ländern ab und umfasst Aufnahmen von 54 Fundorten über einen Zeitraum von 52 Jahren“, sagt Ernst.
Akustische Methoden eröffnen neue Möglichkeiten für das Monitoring und den Schutz gefährdeter Amphibien wie den Moorfrosch (Rana arvalis). — © Axel Kwet
