Угадать лягушку с трёх нот

Слушаем кваканье австралийских лягушек, чтобы помочь герпетологам лучше понять повадки земноводных.

Привет, меня зовут Влад Цой. Я работаю в проекте «Люди науки», где мы рассказываем, как человек без специальных навыков может помочь исследователям со всего мира. Иными словами, попробовать себя в роли научного волонтёра.

Один из самых популярных порталов, на котором сидят научные волонтёры, называется Zooniverse. На этом ресурсе собраны десятки проектов, которым нужна помощь добровольцев. К примеру, мы с моей коллегой Машей Осетровой уже рассказывали о том, как люди наблюдают за жизнью шимпанзе в Chimp&See или помогают с разработкой искусственного интеллекта марсохода в AI4Mars. Чаще всего на портале волонтёры классифицируют снимки или короткие видео.  Но порой встречаются любопытные исключения — как, например, FrogSong, где пользователь слушает кваканье австралийских лягушек.

О проекте

Проект FrogSong запустили в январе 2021 года австралийские герпетологи из Университета Джеймса Кука (James Cook University) и Университета Монаша (Monash University). Исследуя лягушачьи «песни», учёные хотят лучше понять повадки земноводных — когда они квакают хором, а когда по одиночке; какие обстоятельства и как влияют на то, какие именно звуки издаёт лягушка; как эти животные адаптируются к изменяющейся окружающей среде.

Данные для своего проекта учёные взяли из Австралийской акустической обсерватории — организации, специалисты которой записывают звуки природы по всему континенту. 

Илл.: Australian Acoustic Observatory

Прослушать эти многочасовые записи самостоятельно герпетологи не могут — небольшая научная группа потратила бы на это годы, если не десятилетия. А вот команда из нескольких тысяч волонтёров справится с аудиофайлами за несколько месяцев. Обработанные волонтёрами записи помогут учёным создать компьютерную модель, которая сумеет самостоятельно распознавать разные виды лягушек по звуку.

Слушаем кваканье

Как и другие проекты на Zooniverse, FrogSong не имеет приложения — вся работа проходит в браузере вашего устройства. Чтобы было удобнее классифицировать записи, лучше надеть наушники: без них можно прослушать кваканье земноводных на фоне ветра, шуршания листвы и пения птиц.

Когда я участвовал во FrogSong, мне нужно было определить на слух пять видов лягушек. Однако база данных, с которыми работают волонтёры, постоянно обновляется. Вполне вероятно, что вам попадутся совсем другие виды.

Участники проекта получают односекундную запись со спектрограммой, на которой можно увидеть частоту звука:

Илл.: FrogSong Zooniverse.

По этому короткому фрагменту волонтёру нужно определить, слышна ли здесь интересующая герпетологов лягушка. Не волнуйтесь: запоминать голоса всех земноводных не нужно. В правом углу экрана вас всегда будет сопровождать справочник, где собраны кваканья всех лягушек, которых вы можете услышать.

Илл.: Zooniverse.

Ознакомившись с определителем и инструкциями, приступаю к классификациям. Первой мне попалась пустынная древесная лягушка (Litoria rubella).

Пустынная древесная лягушка (Litoria rubella).Фото: dhfischer, iNaturalist.

Встречаются эти амфибии по всей Австралии — преимущественно на севере и северо-востоке континента. Небольшие (от 2 до 4 см в длину), со скромным сероватым и коричневым окрасом, они кажутся тихонями. Однако на самом деле пустынная древесная лягушка издаёт (здесь и далее буду оставлять ссылки на аудиофайлы с кваканьем — прим. автора) весьма неприятные звуки — что-то среднее между скрежетом металла по стеклу и криком ребёнка, который ушиб коленку:

Спектрограмма фрагмента «песни» древесной лягушки. Илл.: Zooniverse.

Чуть не сойдя с ума от этих «песен», я решил послушать ещё чей-нибудь голос. Выбор пал на полосатую ракетную лягушку (Litoria nasuta). Она облюбовала для жизни северную и западную часть континента. Хотя популяции этих земноводных можно встретить и на востоке возле Сиднея. Своё название ракетная лягушка получила неслучайно: вытянутая форма её тела действительно напоминает летательный аппарат.

Полосатая ракетная лягушка (Litoria nasuta). Фото: Edward Bell, iNaturalist.

Звучит она так, будто ехидно смеётся или пытается крякать по-утиному. Вот на этой записи кваканье ракетной лягушки можно услышать четыре раза (постарайтесь не обращать внимание на шумный стрекот насекомых):

Спектрограмма пения полосатой ракетной лягушки. Илл.: Zooniverse.

Почему-то звуки этой амфибии встречались мне во FrogSong довольно редко. За несколько вечеров её кваканье я услышал всего три-четыре раза. Зато «пение» зелёной древесной лягушки (Ranoidea caerulea) звучало почти постоянно.

Зелёная древесная лягушка (Ranoidea caerulea).Фото: Amaël Borzée, iNaturalist.

Живёт она на севере и северо-востоке Австралии — чаще всего натуралисты-любители замечали её в тропических лесах у восточного побережья. Это одна из самых крупных австралийских лягушек — она может достигать 10-11 сантиметров длину. Но опознать её легко даже на слух: амфибия обладает выделяющимся низким кваканьем:

Спектрограмма кваканья зелёной древесной лягушки. Илл.: FrogSong Zooniverse.

Живут в Австралии и другие крупные земноводные — например, новоголландская лягушка (Cyclorana novaehollandiae), которая вырастает до 10 см в длину. В основном этот вид населяет северо-восточный австралийский штат Квинсленд.

Новоголландская лягушка (Cyclorana novaehollandiae). Фото: Daniel, iNaturalist.

Во время засушливых периодов новоголландские лягушки закапываются под землю и становятся активными после проливных дождей. Они издают низкие и частые звуки, которые немного напоминают гусиный гогот:

Спектрограмма пения новоголландской лягушки. Илл.: FrogSong Zooniverse.

В том же Квинсланде встречается ещё одна амфибия, которая ведёт похожий образ жизни — это украшенная роющая лягушка (Platyplectrum ornatum):

Украшенная роющая лягушка (Platyplectrum ornatum).ото: Amaël Borzée, iNaturalist.

Её название говорит само за себя — земноводное действительно часто зарывается в почву, спасаясь от жары. И её кожа в самом деле украшена хитрым пятнистым узором. Но, на мой взгляд, самое примечательное в этой лягушке — её кваканье, которое похоже на икоту:

Спектрограмма пения украшенной роющей лягушки. Илл.: FrogSong Zooniverse.

Порой на FrogSong мне попадались весьма мелодичные композиции. Вот, к примеру, дуэт двух лягушек: изящной роющей (на спектрограмме её кваканье отмечено зелёным) и новоголландской (жёлтым). 

Илл.: FrogSong Zooniverse.

На многих записях лягушек вообще нет. Зато есть другие любопытные звуки. Например, так звучит щебет австралийских птиц (каких именно — мне неизвестно):

 
Илл.: FrogSong Zooniverse.

А иногда волонтёр FrogSong словно попадает на настоящий концерт, где одновременно выступают австралийские птицы, лягушки и насекомые. Увы, голоса певцов звучат вразнобой и получается какофония:

Илл.: FrogSong Zooniverse.

Итоги

Сейчас во FrogSong участвуют почти 1600 волонтёров — за три месяца нам удалось сделать 42.000 классификаций. Впереди много работы: в архивах проекта лежат ещё почти 100.000 непрослушанных записей. Больше, чем наполовину, волонтёры успели проанализировать только датасет с кваканьем пустынной древесной лягушки. Однако динамика вполне неплохая — каждый день волонтёры делают по несколько тысяч классификаций. Такими темпами через несколько лет герпетологи действительно смогут создать искусственный интеллект, распознающий лягушек по их голосам.

Пожалуй, FrogSong идеальный проект для сна — в хорошем смысле. То есть он не скучный, а очень успокаивающий. Звуки природы: кваканье лягушек, пение птиц, шум дождя и завывания ветра — убаюкивают пользователя. Поэтому лично мне было сложно проводить в нём дольше 30 минут: я постоянно клевал носом. Так что этот проект, по моему мнению, будет весьма интересен тем, кто одновременно испытывает проблемы с засыпанием и неравнодушен к исследованиям по биологии.