L'apprentissage automatique pourrait aider les scientifiques à comprendre pourquoi les oiseaux mangent du plastique

Les oiseaux marins de l’océan Pacifique mangent du plastique et en donnent à leurs poussins. Mais nous savons très peu de choses sur les raisons pour lesquelles les oiseaux font cela.

En classifiant correctement les éclats de plastique retirés de l'estomac de ces oiseaux, les chercheurs espèrent pouvoir déceler des tendances qui pourraient permettre de répondre à cette question.

Sur l'île isolée Lord Howe, les puffins à pattes charnues qui nichent sont nourris avec un régime toxique.

Alors que les adultes survolent l’océan à la recherche de poissons et de calmars, ils se nourrissent plutôt de morceaux de plastique abondant qui flottent à la surface de l’eau. Les adultes rapportent ensuite ce plastique dans leurs nids et le donnent à manger à leurs poussins en pleine croissance.

Ce régime à base de plastique peut tuer les poussins, car le matériau libère des produits chimiques dans leur corps, provoque des cicatrices internes et empêche simplement les oiseaux de manger de la vraie nourriture. Mais les raisons exactes pour lesquelles les adultes mangent du plastique ne sont pas encore vraiment comprises.

L’une des difficultés réside dans le fait que l’analyse des types, des couleurs et des formes du plastique consommé par les oiseaux a toujours été très subjective, variant d’un chercheur à l’autre et d’une étude à l’autre. Cela a limité la capacité d’examiner les tendances potentielles susceptibles de commencer à répondre à ces questions.

Le Dr Joby Razzell Hollis est un chercheur au Musée d'histoire naturelle qui a développé un moyen de standardiser l'évaluation de la pollution plastique comme celle récupérée dans l'estomac des puffins à pattes chair. Il dispose d’un nouvel outil d’apprentissage automatique qui mesurera automatiquement non seulement le nombre de pièces présentes, mais également leur forme, leur couleur et leur taille.

“Nous savons que les oiseaux marins, comme le puffin à pattes charnues, ainsi que les tortues marines, mangent du plastique parce qu'ils le prennent pour de la nourriture”, explique Joby. “Et l'une des questions auxquelles nous n'avons pas réussi à répondre de manière adéquate pour ces espèces est de savoir pourquoi le plastique le rend si attrayant.”

“Ciblent-ils certaines couleurs ou s'agit-il simplement de leur visibilité dans l'océan ? Cela soulèverait des questions sur le style et les stratégies de recherche de nourriture. Mais cela pourrait également nous donner un moyen de comprendre s'ils ciblent certains types de matières plastiques. en apparence, nous saurions ainsi que ce sont ces types de plastiques que nous devrions essayer de retirer de l'océan le plus rapidement possible. »

Les travaux seront bientôt publiés dans la revue Méthodes en écologie et évolution mais est déjà disponible en ligne.

Pourquoi les oiseaux mangent-ils du plastique ?

Malgré une reconnaissance croissante de l’impact de la pollution plastique sur le monde naturel, il existe peu de preuves démontrant que le problème s’atténue.

La production mondiale de ce matériau continue de croître d’année en année, tandis que la quantité de plastique qui se retrouve dans les océans persiste également. Certaines estimations suggèrent que jusqu'à 20 millions de nouveaux morceaux de plastique pénètrent dans l'océan chaque jour.

Cette pollution ne disparaît pas, mais se fragmente et se décompose en morceaux de plus en plus petits, avec des impacts variés sur le milieu marin. Les microplastiques sont consommés par le plancton et transmis dans la chaîne alimentaire, tandis que les morceaux plus gros sont souvent consommés par les oiseaux, les tortues, les poissons et les baleines.

Même si cela n’est pas bon pour la santé de ces animaux, ce qui est moins clair, c’est la manière dont cela affecte réellement ces espèces. Par exemple, il n’est pas aussi simple de dire que plus un animal mange de plastique, plus son taux de survie est faible.

“Il n'est pas certain que la masse de plastique soit la plus nocive”, explique Joby. “Les études précédentes n'ont pas montré de relation statistiquement significative entre la quantité de plastique ingérée et les dommages causés aux oiseaux.”

“Il est plus probable que cela dépende également de la composition chimique, voire de la taille et de la forme.”

Le problème survient lorsque les gens ont essayé de mesurer ces caractéristiques. Quelqu’un qui regarde un morceau de plastique blanc cassé pourrait, par exemple, dire qu’il est blanc, gris ou beige. Il est extrêmement difficile de savoir si les gens décrivent les couleurs de la même manière, c’est tout simplement trop subjectif.

Mais même lorsqu’il s’agit d’aspects fondamentaux que l’on pourrait considérer comme objectifs, comme le nombre de morceaux de plastique récupérés sur un oiseau, il peut y avoir des incohérences. En comptant des centaines de petites pièces, les gens font invariablement des erreurs, et mesurer et calculer la taille et la forme de chaque pièce peut prendre beaucoup de temps.

C’est ce que Joby a entrepris de normaliser. En disposant des morceaux de plastique provenant de l'estomac d'oiseaux et en les prenant en photo avec une carte de correction des couleurs, Joby a pu utiliser l'apprentissage automatique et le traitement d'images pour créer un système automatisé permettant de compter et de catégoriser les fragments. Cela lui a permis non seulement de traiter des centaines d'images contenant des milliers de morceaux de plastique en moins de dix minutes, mais aussi de le faire d'une manière qui peut être reproduite n'importe où dans le monde.

“Ce processus, dont j'ai rendu le code public dans le cadre de la publication de l'article, peut être appliqué à n'importe quelle photographie prise dans des conditions relativement similaires”, explique Joby. “Cela devrait donc permettre à d'autres chercheurs d'acquérir les mêmes types de données et de manière cohérente entre les chercheurs et les groupes.”

Les résultats de l’étude pilote ont déjà montré que la composition des plastiques consommés par les puffins à pattes chair change d’année en année. Bien qu’il n’y ait pas encore suffisamment de données pour comprendre ce qui pourrait être à l’origine de ce changement, on espère qu’au cours des prochaines années, les scientifiques seront dans une bien meilleure position pour repérer et analyser ces changements.

“Nous espérons que cela augmentera considérablement notre capacité à surveiller les propriétés de ces objets à l'avenir”, explique Joby, “et également à la rendre plus rapide et plus fiable afin que nous puissions mieux comprendre ce qui se passe avec le plastique dans l'océan. “

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du Musée d'histoire naturelle. Lisez l'histoire originale ici.