The role of freshwater bioacoustics in ecological research

Abstract

Conventional methodologies used to estimate biodiversity in freshwater ecosystems can be nonselective and invasive, sometimes leading to capture and potential injury of vulnerable species. Therefore, interest in noninvasive surveying techniques is growing among freshwater ecologists. Passive acoustic monitoring, the noninvasive recording of environmental sounds, has been shown to effectively survey biota in terrestrial and marine ecosystems. However, knowledge of the sounds produced by freshwater species is relatively scarce. Furthermore, little is known about the representation of different freshwater taxonomic groups and habitat types within the literature. Here we present results of a systematic review of research literature on freshwater bioacoustics and identify promising areas of future research. The review showed that fish are the focal taxonomic group in 44% of published studies and were studied primarily in laboratory aquaria and lotic habitats. By contrast, lentic habitats and other taxonomic groups have received relatively little research interest. It is particularly striking that arthropods are only represented by 26% of studies, despite their significant contributions to freshwater soundscapes. This indicates a mismatch between the representation of taxonomic groups within the freshwater bioacoustic literature and their relative acoustic contribution to natural freshwater soundscapes. In addition, the review indicates an ongoing shift from behavioral studies, often with focus on a single taxonomic group, towards fieldbased studies using ecoacoustic approaches. On the basis of this review we suggest that future freshwater bioacoustics research should focus on passive acoustic monitoring and arthropod sound, which would likely yield novel insights into freshwater ecosystem function and condition.

Estado, desarrollo y tendencias de los estudios en acústica de la fauna en Colombia

“…Por otra parte, se hace necesario el trabajo colaborativo y multidisciplinario, independientemente de los grupos taxonómicos de interés. Esto permitirá construir un consenso en las metodologías, al mismo tiempo que se desarrollan o se prueban herramientas de procesamiento de audio de código abierto, y se llenan vacíos sobre la precisión, la transferibilidad y las limitaciones de muchos métodos analíticos (Greenhalgh et al, 2020). A continuación, presentamos una discusión más detallada de los resultados para cada uno de los grupos.…”

“…Por ejemplo, el monitoreo acústico en conjunto con identificación automatizada ha sido evaluado en algunos grupos de insectos (Ganchev & Potamitis, 2007;Aide et al, 2013), y parece ser una herramienta potencial para conservar e identificar los patrones de diversidad acústica en respuesta a la actividad humana (Riede, 1998;Grant, 2014). Además de su uso en conservación, también se pueden implementar futuros estudios de bioacústica para la identificación de especies crípticas (Araki et al, 2009) y especies con importancia agrícola en el contexto local (Gutiérrez et al, 2010), así como para ecosistemas dulceacuícolas, en los que se destacan por la producción de sonidos los coleópteros y hemípteros, pero también algunos odonatos y tricópteros (Desjonquères et al, 2020).…”

“…Los caracteres de las señales acústicas son importantes en el aislamiento de especies y en el flujo genético (Araki, et al, 2009;de Souza et al, 2004), por lo cual el estudio de los mecanismos de comunicación acústica de los insectos vectores de enfermedades en los órdenes Diptera y Hemiptera puede ser de gran utilidad para control biológico (Vigoder et al, 2013;Li et al, 2012). Hasta el momento, en Colombia no se han realizado estudios sobre bioacústica de insectos en ecosistemas dulceacuícolas, y este tipo de investigaciones pueden ser de gran importancia para evaluar el estado de conservación de cuerpos de agua dulce (Greenhalgh et al, 2020). Abordar este tipo de estudios es muy relevante, ya que los insectos aportan significativamente con sus señales al paisaje sonoro tropical (Aide et al, 2017).…”

“…A escala global, se han reportado más de 700 especies de peces que producen sonidos (Kaatz & Stewart, 2012), de los cuales al menos 80 son peces de agua dulce (Greenhalgh et al, 2020). Sin embargo, este número es probablemente mayor, y se estima que un tercio del total de las especies de peces (34 300 especies www.fishbase.org) tienen la capacidad de emitir algún tipo de señal acústica (Ladich & Bass, 2011).…”

“…Sin embargo, el costo de las grabadoras de sonidos e hidrófonos ha disminuido sustancialmente en años recientes y, además, la tecnología necesaria para almacenar y analizar datos acústicos está mejorando continuamente (Deichmann et al, 2018). A pesar de esto, el alcance de aplicación del monitoreo acústico pasivo (MAP) sigue estando limitado por la poca disponibilidad de bibliotecas con sonidos de referencia y herramientas de procesamiento de audio (Greenhalgh et al, 2020).…”