Le projet Cachalot de la Dominique – partie 1

Le projet de la Dominique sur le cachalot est une étude innovante de la plus grande baleine à dents du monde. Grâce à des milliers d’heures d’observation des familles de cachalots, la population de baleines des Caraïbes a donné aux participants du programme l’occasion unique de les connaître en tant qu’individus au sein d’une même famille. De nombreux baleineaux ont été suivis de la naissance au sevrage, ce qui a permis de prouver que certaines familles fréquentent la région depuis des décennies.

Cette première partie définit le projet en cours et présente l’équipe ainsi que les méthodes utilisées. La seconde partie présente l’avancée des recherches et nous en apprend davantage sur ce merveilleux cétacé qu’est le cachalot.

Projet CETI

Le projet CETI (Cetacean Translation Initiative) est une initiative de recherche multi-institutionnelle dirigée par des scientifiques, qui utilise l’apprentissage automatique avancé et la robotique pour écouter et déchiffrer les communications des cachalots.

L’équipe scientifique du CETI est composée des meilleurs experts mondiaux en intelligence artificielle et en traitement du langage naturel, de cryptographes, de linguistes, de biologistes marins, de roboticiens et d’acousticiens sous-marins issus d’un réseau d’universités et d’autres partenaires.

En tant que partenaire fondateur du projet CETI, le projet Cachalot de la Dominique (Dominica Sperm Whale) – grâce à ses connaissances approfondies et à son ensemble de données à long terme sur la communauté des cachalots dans les Caraïbes orientales – a fourni des décennies de données de référence qui ont permis de lancer l’initiative en 2020.

L’objectif du projet Cachalot de la Dominique

L’objectif du projet Cachalot de la Dominique est d’apprendre des cachalots des Caraïbes pour mieux aider à conserver et à protéger les populations et la diversité culturelle des cétacés dans le monde entier.

Le programme de recherche intègre à la fois une approche d’observation à long terme et une technologie innovante pour répondre à des questions clés sur ce prédateur marin de premier plan. Alors que les principaux objectifs du projet se concentrent sur le comportement social et la communication vocale, le programme d’intégration incorpore l’échantillonnage biologique pour l’analyse génétique, l’étude du régime alimentaire et de la graisse, ainsi que la surveillance acoustique passive et l’évaluation photographique des populations de cétacés pour les gouvernements locaux.

Reconnaissance sociale et culture

La manière dont les groupes de cachalots se reconnaissent les uns les autres et prennent des décisions sociales et de mouvement à une échelle biologiquement pertinente reste totalement inconnue. L’équipe entreprend actuellement une étude sans précédent qui vise à comprendre comment le cachalot, un prédateur marin nomade, gère ses interactions sociales.

En collaboration avec Peter Madsen du laboratoire de bioacoustique marine de l’université d’Aarhus, l’équipe utilise des balises innovantes embarquées sur les animaux et déployées pour mener une étude de lecture contrôlée avec un modèle apparié, afin de tester les hypothèses de reconnaissance de groupe individuelle et culturelle. C’est ce type de cadre analytique qui a fait de l’étude du chant des oiseaux l’un des domaines les plus productifs de l’écologie comportementale.

La communication par coda

Le coda correspond au nombre de clics et variations des intervalles entre clics. Il caractérise chaque clan de cachalots. Si les types de codas ont des fonctions différentes, on s’attend à trouver des modèles d’utilisation différents dans les contextes comportementaux et sociaux au cours des échanges vocaux et en fonction de l’identité du signalant et du récepteur.

L’utilisation de plusieurs étiquettes Dtags portées par des animaux et déployées sur des individus bien connus permet enfin de répondre à certaines questions.

Mesure par drone

En collaboration avec l’unité de recherche sur les cétacés de l’université de Murdoch, l’équipe du projet Cachalot de la Dominique évalue l’état corporel de la communauté des cachalots des Caraïbes à l’aide de photographies prises par drone. Cela permet également de comparer les deux méthodes de mesure des cachalots : l’une acoustique utilisant leurs clics, et l’autre utilisant cette méthode de mesure de la taille du corps par drone.

Les drones sont également utilisés pour étudier la façon dont les baleines réagissent aux interactions avec les bateaux d’observation ainsi qu’avec les plongeurs.

Liens de parenté

Les groupes de cachalots sont généralement matrilinéaires, ce qui suggère que la sélection de la parenté peut contribuer à la formation et au maintien de leurs unités sociales à long terme. Cependant, les ensembles de données sociales à long terme correspondant à un échantillonnage génétique complet sont rares parmi les mammifères marins.

En associant l’histoire sociale détaillée des individus que le projet Cachalot de la Dominique étudie et l’échantillonnage des fragments de peau réalisé au cours de la dernière décennie, l’équipe dispose d’une occasion unique d’examiner le rôle de la sélection des membres d’une même famille dans les sociétés de cachalots. Ceci permet de mieux appréhender la sélection à l’origine de la structure sociale à plusieurs niveaux des cétacés.

Interaction entre les cachalots et le trafic maritime

Le trafic maritime augmente chaque année, ce qui contribue à une augmentation des collisions mortelles avec les baleines dans le monde entier. Ce risque s’avère particulièrement élevé autour des chapelets d’îles telles que les Caraïbes qui importent la grande majorité de leurs marchandises et où le trafic maritime entre les îles est important.

Le système d’identification automatique (AIS) est un équipement de suivi côtier à courte portée actuellement utilisé sur les navires. Il a été développé pour fournir des informations d’identification et de positionnement aux navires et aux stations côtières. Utiliser la base de données du projet sur les observations de cétacés en conjonction avec les données AIS permet d’évaluer le degré d’interaction entre les cachalots, le trafic maritime et les dispositifs de concentration de poissons au large de la Dominique.

L’objectif est de créer de voies de navigation nationales et régionales. Ce dispositif s’avère particulièrement vital avant l’expansion du canal de Panama et l’augmentation de l’intensité du trafic maritime régional.

La recherche de nourriture

Les mères cachalots effectuent des plongées profondes de recherche de nourriture au cours desquelles leurs baleineaux ne peuvent pas les suivre en raison de la pression trop forte. Les mères sont confrontées à un compromis entre la nécessité de plonger pour répondre aux exigences énergétiques accrues de la production de lait et le besoin de passer du temps en surface avec leur baleineau.

Le déploiement de Dtags de manière synchronisée sur des paires mère-baleineau a pour but de répondre à des questions sur la manière dont les mères font face aux demandes énergétiques supplémentaires.

Détection et identification des clics

Une méthode de comptage et d’identification des cachalots basée sur l’acoustique serait très utile, car elle permettrait de collecter des données sur des périodes d’un an en dehors des saisons de terrain habituelles. Le projet utilise l’apprentissage automatique pour développer un outil permettant de compiler automatiquement les données collectées à partir des clics présents dans les enregistrements acoustiques. Il doit être utilisé pour estimer le nombre de cachalots qui vocalisent et, si possible, l’identité du groupe d’animaux.

L’équipe du projet Cachalot de la Dominique

Shane Gero, fondateur et chercheur principal

Shane est la force motrice du projet Cachalot de la Dominique. Depuis 2005, il a passé des milliers d’heures en compagnie de plus de 30 familles de cachalots au large de la Dominique. Ses recherches portent sur le lien entre les sociétés à plusieurs niveaux et les systèmes de communication fonctionnellement diversifiés. Il est actuellement scientifique en résidence au département de biologie de l’université de Carleton.

Shane Gero supervise les objectifs de recherche et les opérations sur le terrain du projet. Il siège par ailleurs au comité consultatif de tous les étudiants qui y travaillent.

La présentation de Shane Gero par lui-même

« Je suis biologiste canadien spécialiste des baleines et scientifique en résidence à l’université Carleton d’Ottawa. Je suis le fondateur du Dominica Sperm Whale Project, un programme de recherche à long terme axé sur les familles de cachalots vivant dans les Caraïbes orientales. Depuis 2005, j’ai passé des milliers d’heures en compagnie des familles de baleines, apprenant des détails sans précédent sur la vie de ces énigmatiques nomades des océans. J’ai installé des ordinateurs sur les cachalots pour étudier leur communication, les origines de la culture et pour inciter les gens à protéger leur habitat dans les profondeurs de l’océan.

Mes recherches sont motivées par le désir de comprendre les sociétés animales, comment et pourquoi elles se forment et, malheureusement, par nécessité, ce qui se passe lorsqu’elles se désagrègent. Mes expéditions actuelles sur le terrain ont pour but de répondre aux questions sur la façon dont les baleines se reconnaissent entre elles, reconnaissent leurs familles et leurs clans culturels.

Je suis également responsable de la biologie pour le projet CETI, une organisation à but non lucratif et un projet audacieux de TED qui utilise l’apprentissage automatique avancé et la robotique pour déchiffrer la communication des cachalots.

En plus de visiter des écoles, je parle souvent de mes études sur les cétacés et la conservation de nos océans dans des musées et des universités du monde entier, et, récemment, sur les scènes du National Geographic et de TEDx. Mes écrits ont été publiés dans le New York Times et mes recherches ont été présentées dans des magazines et à la télévision, plus récemment dans “Secrets of the Whales” de James Cameron, une émission de Disney et de National Geographic récompensée par un Emmy Award. »

Tim Frasier

Tim Frasier applique les analyses génétiques à l’étude des populations d’animaux sauvages afin de mieux comprendre leur biologie. La plupart de ses travaux portent sur des espèces de mammifères marins en voie de disparition. Son travail consiste donc souvent à utiliser des analyses génétiques pour faciliter les initiatives de gestion et de conservation, pour mieux comprendre pourquoi ces espèces en voie de disparition ne se rétablissent pas, ainsi que pour identifier le rôle éventuel des facteurs génétiques dans la réduction du potentiel de rétablissement.

Peter Madsen

Peter Madsen étudie la physiologie sensorielle et l’écologie comportementale des animaux marins, en se concentrant sur la façon dont ils utilisent et produisent des sons pour naviguer, trouver de la nourriture, éviter les prédateurs et communiquer. Ses principaux domaines d’étude sont le sonar et la production de sons chez les baleines à dents, la cinématique de l’alimentation et de la locomotion chez les cétacés, ainsi que la communication sous-marine et la propagation des sons chez les cétacés, avec des implications pour les effets des bruits d’origine humaine et la surveillance acoustique passive.

Le laboratoire de bioacoustique marine de Peter Madsen à l’université d’Aarhus poursuit une approche de biologie intégrative des expériences au niveau de l’organisme, en mettant l’accent sur la façon dont les animaux fonctionnent dans un contexte évolutif.

Luke Rendell

Luke Rendell s’intéresse à de nombreux domaines de recherche, principalement axés sur l’évolution de l’apprentissage, du comportement et de la communication, avec un intérêt particulier pour les mammifères marins.

Luke supervise actuellement la recherche de Michael Petroni sur l’interaction entre les baleines et le trafic maritime au large de la Dominique.

Luke Rendell travaille pour le département biologie de l’université Saint Andrews et est affilié au Scottish Ocean Institute, à la Sea Mammal Research Unit, au Centre for Social Learning and Cognitive Evolution et à l’Institute of Behavioural and Neural Sciences.

Hal Whitehead

Les travaux de Hal Whitehead portent principalement sur le comportement, la structure sociale, la biologie des populations et la conservation des cachalots, les techniques d’étude de la structure sociale et des questions plus générales sur la structure sociale chez les mammifères et l’évolution culturelle.

Son groupe de recherche sur les cétacés à l’université Dalhousie mène des recherches sur la culture, l’écologie comportementale, l’organisation sociale, le comportement de répartition, la distribution, la biologie des populations, le comportement acoustique et la conservation de plusieurs espèces de cétacés, en particulier le cachalot, la baleine à bec commune et le globicéphale à longues nageoires.

Quelques secondes en compagnie du cachalot de la Dominique