El CSI de la naturaleza, cinco tecnologías innovadoras al servicio de la biodiversidad

Las nuevas tecnologías están revolucionando la manera cómo la ciencia puede obtener datos de las diferentes especies que habitan nuestro planeta. Gracias a los drones, el DNA ambiental, los sensores, la bioacústica o el fototrampeo cada vez tenemos datos más precisos con menos recursos, tanto en el trabajo de campo como en el análisis, y esto hace que mejoren mucho las posibilidades de conservación. Cataluña es pionera en el uso de estas técnicas y es por eso que estos días, la gran iniciativa europea Biodiversa+ que financia la Comisión Europea como parte de la Estrategia Europea de Biodiversidad 2030, ha escogido Barcelona para presentar los avances en estas 5 tecnologías, armonizar su uso, promover la colaboración entre países para hacer frente a los retos de la conservación así como hacer que los monitoreos de biodiversidad que ya se están haciendo sean más eficientes.

El momento escogido ha sido la Science Fair, que tiene por título “Connecting people, technology, and data for biodiversity monitoring" y que se celebra en la Casa de la Convalecencia del Hospital de la Santa Creu i Sant Pau los días 21 y 22 de mayo de 2025 y en línea a través de la plataforma Zoom. Este encuentro internacional reúne personal científico, responsables políticos, gestores y otros actores clave para debatir sobre los retos y oportunidades de estas tecnologías. El acontecimiento incluye presentaciones de proyectos transnacionales, un espacio de demostración de estas tecnologías y mesas temáticas sobre su uso.

Bioacústica: La bioacústica aprovecha los cantos o ultrasonidos de algunos animales para estudiar su presencia, actividad y comportamiento. Esta tecnología utiliza aparatos capaces de grabar sonidos y ultrasonidos, así como programas de inteligencia artificial como BirdNET, que analizan los datos para identificar especies con gran precisión. El principal obstáculo es la carencia de estandarización y la dificultad en el análisis de datos. La bioacústica es especialmente útil para especies difíciles de detectar visualmente, como los murciélagos pero también se aplica a pájaros nocturnos, insectos y anfibios.

En Cataluña, uno de los proyectos que utiliza esta tecnología es el Programa de Seguimiento de Murciélagos, del Museo de Ciencias Naturales de Granollers. Gracias a la bioacústica, por primera vez en Cataluña se han podido determinar las tendencias poblacionales de muchas especies de murciélagos que hasta ahora eran imposibles de monitorizar. En el caso del murciélago de bosque, esta tecnología ha permitido crear un mapa mucho más preciso de su distribución, un hito importante teniendo en cuenta la dificultad de capturarlo y detectarlo con métodos tradicionales.

Adrià López-Baucells, coordinador científico del seguimiento de quirópteros del grupo de investigación en biodiversidad mediante el uso de bioindicadores (BiBio) del Museo de Ciencias Naturales de Granollers explica que la bioacústica ha hecho posible estudiar las rutas migratorias de algunas especies a escala europea, como una especie migratoria que llega a Cataluña en otoño para invernar. “La grabación de sus gritos sociales ha permitido identificar los pocos puntos concretos del territorio por donde pasa, una información clave para su conservación.”

Cámaras de fototrampeo: Probablemente es una de las tecnologías más conocidas y usadas en el campo de la conservación. Las cámaras de fototrampeo permiten observar especies discretas o nocturnas sin interferir en su comportamiento natural. Se colocan en lugares estratégicos para capturar imágenes o vídeos automáticamente y de forma remota cuando detectan movimiento y nos dan información sobre la presencia, distribución y actividad de la fauna. A pesar de que su uso está muy extendido, especialmente en grandes mamíferos, en otros grupos como invertebrados o plantas tienen menos despliegue.

Uno de los principales retos de esta tecnología es el gran volumen de datos que genera. Las cámaras pueden capturar miles de fotos, muchas de las cuales incluyen elementos irrelevantes, como ramas movidas por el viento u otras interferencias. Esto implica dedicar muchas horas al procesamiento manual de las imágenes, que puede retardar el trabajo de investigación, y un almacenamiento costoso.

Drones (UAVs): Los drones permiten captar imágenes aéreas y crear mapas tridimensionales, haciendo posible el estudio de ecosistemas terrestres y acuáticos, especialmente en zonas de difícil acceso, por lo que se utilizan cada vez más para estudiar la fauna y los ecosistemas. Además de las cámaras convencionales, pueden llevar sensores especiales para detectar cambios en la vegetación, la temperatura o la humedad.

En lugares como Dinamarca, por ejemplo, se están usando drones submarinos, conocidos como ROV (Remotely Operated Vehículos), para monitorizar la vegetación acuática en lagos profundos de agua clara, sustituyendo a los buceadores. También se han utilizado drones aéreos para estudiar colonias de aves nidificantes y tener una visión más precisa del número de especies presentes. A pesar de su potencial, todavía hay dificultades para que sean una herramienta que se use de forma general, entre otras cosas la gran cantidad de datos que generan y su almacenamiento o los costes elevados y la necesidad de formarse para usarlos. En cuanto a los animales estudiados con drones, las aves son el grupo con más aplicaciones, seguido de los mamíferos. En cambio, todavía son poco utilizados para hacer seguimiento de anfibios, reptiles, peces o invertebrados acuáticos.

El eDNA (ADN ambiental): La monitorización con ADN ambiental se basa en el análisis de restos de ADN presentes en el medio (agua, tierra, aire). Es muy eficiente para identificar especies acuáticas como invertebrados o peces. A pesar de ser una tecnología prometedora, la limitación de bibliotecas de referencia y la dificultad para comparar datos entre estudios por los sesgos causados ​​durante la extracción o la amplificación limitan su implementación. El ejemplo en Cataluña lo encontramos en el proyecto SISEBIO, que analiza el ADN ambiental del suelo en más de 100 parcelas permanentes, representativas de los principales hábitats, para ver las tendencias temporales de los organismos del suelo y generar indicadores del cambio global.

"Las técnicas tradicionales, basadas en la morfología, no permitían abordar de manera global el estudio de la enorme biodiversidad presente en los suelos, que ahora sí que es posible gracias al adelanto de técnicas moleculares y bioquímicas como el ADN ambiental" - Xavier Domene, Profesor Titular a la UAB e investigador del CREAF

Redes de sensores: Esta tecnología utiliza dispositivos distribuidos e interconectados para recopilar datos ambientales (normalmente fisicoquímicas) como la temperatura, el oxígeno disuelto y el pH en tiempo real. Normalmente se utilizan en medios acuáticos como por ejemplo ríos y lagos, pero también se pueden tomar medidas en suelos. La gracia reside en que, cada organismo tiene unos rangos de tolerancia determinados bajo los cuales puede sobrevivir y/o desarrollar sus funciones básicas, como ciertos niveles de oxígeno, de pH o de temperatura. Gracias a la red de sensores se puede obtener información a tiempo real y a lo largo del tiempo sobre cómo cambian estos parámetros y podemos inferir qué afectación puede tener esto sobre la biodiversidad de la zona.

En Cataluña, por ejemplo existe una red de sensores que se centra en hacer un seguimiento de las masas de agua (y suelos) a la zona de los Pirineos Centrales, en el Parque Nacional de Aigüestortes y Estaño de Santo Maurici, para entender cómo los cambios ambientales a largo plazo están modificando estos ecosistemas. Se hace en el marco del Limnological Observatory of the pyrenees (LOOP) y consta de diferentes sensores en suelos y en riachuelos de alta montaña que captan a tiempo real la temperatura, lo oxígeno disuelto, el CO₂, la conductividad eléctrica del agua, la turbidez del agua, el pH y otras variables.

Todos estos datos se transmiten mediante un módulo de comunicación y, lo que en otro momento hubiera sido difícil porque obtener muchos datos periódicos en un espacio como es la alta montaña puede ser difícil y costoso, ahora se recibe mediante una señal de radio a tiempo real. Esta autonomía es uno de las características diferenciales de las redes de sensores, así como que todo esté interconectado y se puedan medir varias variables al mismo momento. No obstante, a pesar de su potencial, el despliegue actual es limitado, principalmente debido a los costes elevados y la carencia de infraestructuras de análisis de datos. “El punto clave de estas redes es que son autónomas e interconectadas, lo que permite medir varias variables a la vez y entender mejor los procesos ambientales que nos interesan”, Lluís Gómez Gener- Investigador Ramon y Cajal al IDAEA-CSIC y participante del proyecto de seguimiento LOOP.
 

Estas cinco tecnologías son las que se han evaluado en el informe "Developing and deploying new technologies for biodiversity monitoring", que analiza el estado de despliegue en Europa e identifica las oportunidades y desafíos para armonizar la monitorización de la biodiversidad. Precisamente, una de las recomendaciones finales del informe es hacer webinars y talleres de formación para superar obstáculos técnicos y fomentar el uso de estas tecnologías.

“Necesitamos fomentar espacios de encuentro y diálogo a diferentes escalas donde los expertos puedan llegar a acuerdos y establecer una serie de requerimientos mínimos que sean asequibles para todos aquellos que quieran impulsar las nuevas tecnologías para el seguimiento de la biodiversidad, siempre complementando las técnicas tradicionales ya establecidas”, Glòria Casabella, técnica del Observatorio del Patrimonio Natural y la Biodiversidad.

Biodiversa+ es un partenariado europeo que coordina y financia la investigación en biodiversidad con el objetivo de informar y reforzar las políticas públicas en este ámbito. Cofinanciado por la Comisión Europea, forma parte de la Estrategia Europea de Biodiversidad 2030 y agrupa autoridades y entidades de más de 40 países para impulsar iniciativas conjuntas de seguimiento, conservación y restauración de la biodiversidad.

La Generalitat de Catalunya, a través de la Dirección General de Políticas Ambientales y Medio Natural, es miembro desde marzo de 2024 y coordina parte del proyecto, especialmente el paquete de trabajo sobre nuevas tecnologías para el seguimiento de la biodiversidad. El CREAF participa como third party, apoyando técnico y científico, y colaborando estrechamente con el Observatori del Patrimoni Natural i la Biodiversitat, que actúa como infraestructura clave para aplicar en Cataluña las metodologías y herramientas impulsadas por el proyecto. El Observatori también participa en la coordinación entre administración y centros de investigación y aporta experiencia en seguimiento y análisis de datos de biodiversidad.