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No entiendo las cifras de este proyecto de identificación de mosquitos de ciencia ciudadana

No entiendo las cifras de este proyecto de identificación de mosquitos de ciencia ciudadana


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El sistema de monitoreo de mosquitos Citizen es un proyecto de rastreo de vectores de Citizen-Science que implica el uso de cualquiera de una amplia variedad de teléfonos celulares para capturar "picaduras de sonido" (¡lo siento!) De mosquitos. Estos se recopilan y analizan para obtener una idea de la distribución de diferentes especies de mosquitos en diferentes momentos y lugares. Se presta atención para garantizar que el sistema funcione con modelos de teléfonos más antiguos que se distribuyen más ampliamente.

Si bien no es probable que de esta manera se obtenga una identificación positiva de un solo insecto de un solo registro, se espera que con el tiempo un análisis estadístico brinde información significativa. Creo que la idea es que se espera que especies con sonidos similares no estén en lugares similares en momentos similares con tanta frecuencia que confunde demasiado la identificación. Esto es ciencia ciudadana; la imperfección no es un factor decisivo.

Me alegró ver que hay un artículo de BioRvix. De hecho, ¡me sorprendió ver que existe BioRvix en primer lugar!

El principio se ilustra en la Figura 5, y algunos de los argumentos detrás de la diferenciación de especies se ilustra en la Figura 7, y las capturas de pantalla de ambos se muestran a continuación.

Creo que hay mucha información densamente empaquetada dentro de las cifras y me gustaría comprender más. En la segunda figura a continuación, que es la Figura 7 en el documento, ¿qué representan la escala de colores y la codificación de colores?

También parece haber alguna sugerencia de la hora del día, pero no entiendo exactamente cómo. ¿Qué pasa con la época del año? Eso también debería desempeñar un papel importante.


Algunos pueden reconocer a Manu Prakash como "chico Foldscope".



En la segunda figura, ¿qué representan la escala de colores y la codificación de colores?

Cada color es una especie de mosquito individual, organizado de la misma manera de arriba a abajo en todas las parcelas. Aquí, a la izquierda, todas las especies están reunidas en una parcela, con el eje y ahora etiquetado como "Especies".

Los sonidos de muchos mosquitos aparentemente tienen perfiles estadísticos similares entre sí, por lo que las gráficas individuales demuestran cómo los factores adicionales ayudan a distinguir especies en algunos de estos casos.

En la trama de “Tiempo” (C), el sol y la luna simplemente acompañan a las especies cuyos diferentes hábitos circadianos ilustran. Es solo una coincidencia que la especie diurna esté graficada más arriba.

Solo para completar la imagen, así es como estos gráficos marcan los perfiles estadísticos.
     


Diez reglas simples para la difusión innovadora de la investigación

La forma en que comunicamos la investigación está cambiando debido a las nuevas posibilidades (especialmente digitales). Este artículo establece 10 sencillos pasos que los investigadores pueden tomar para difundir su trabajo de formas novedosas y atractivas y, por lo tanto, aumentar el impacto de su investigación en la ciencia y la sociedad.

Citación: Ross-Hellauer T, Tennant JP, Banelytė V, Gorogh E, Luzi D, Kraker P, et al. (2020) Diez reglas simples para la difusión innovadora de la investigación. PLoS Comput Biol 16 (4): e1007704. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007704

Editor: Russell Schwartz, Carnegie Mellon University, ESTADOS UNIDOS

Publicado: 16 de abril de 2020

Derechos de autor: © 2020 Ross-Hellauer et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia de Atribución Creative Commons, que permite el uso, distribución y reproducción sin restricciones en cualquier medio, siempre que se acredite el autor y la fuente originales.

Fondos: Este trabajo fue financiado en parte por el proyecto OpenUP, que recibió financiación del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención núm. 710722. Los financiadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicación o la preparación. del manuscrito.

Conflicto de intereses: Hemos leído la política de la revista y tenemos los siguientes conflictos: TR-H es editor en jefe de la revista de acceso abierto Publicaciones. JT es el fundador del Open Science MOOC y ex empleado de ScienceOpen.


Universidad Estatal de Kansas

Los profesores asociados de biología de la Universidad Estatal de Kansas Rollie Clem y Lorena Passarelli han estado intercambiando ideas desde que se conocieron en la escuela de posgrado.

Esta estrategia dio sus frutos recientemente y resultó en que Clem y Passarelli recibieran una subvención de $ 2.8 millones por cuatro años del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas, parte de los Institutos Nacionales de Salud, para estudiar cómo los mosquitos transmiten virus.

Los dos han mantenido programas de investigación independientes a pesar de que han estado casados ​​durante 20 años y han sido colegas de investigación incluso más tiempo. Sin embargo, siempre se han utilizado mutuamente como cajas de resonancia para las ideas, y estas discusiones revelaron recientemente que sus últimas investigaciones podrían estar conectadas.

"El grupo de Lorena estaba trabajando en el problema de cómo un virus llamado baculovirus escapa del intestino medio, que es el sitio principal de infección por baculovirus en las orugas", dijo Clem. "Mi grupo estaba trabajando en la apoptosis, un tipo de muerte celular que ocurre durante la infección por virus en mosquitos, cuando nos dimos cuenta de que ambos procesos usan algunas de las mismas proteínas".

Descubrir que ambos sistemas, la oruga y el mosquito, tenían similitudes en la ruta que utiliza un virus para moverse a través de su anfitrión, proporcionó a la pareja un incentivo para poner en común sus conocimientos.

"En ese momento, cada uno de nosotros estaba planeando presentar su propia propuesta de subvención para financiar nuestros proyectos, pero luego nos dimos cuenta de que una propuesta conjunta sería más competitiva e innovadora", dijo Passarelli.

Con la ayuda de su colaborador Alexander Franz de la Universidad Estatal de Colorado, los tres estudiarán cómo los virus transmitidos por mosquitos, como el dengue y el virus Chikungunya, pueden escapar del intestino medio de un mosquito después de ser ingeridos y trasladarse a las glándulas salivales, donde puede transmitirse al próximo huésped del mosquito.

"No se sabe mucho sobre el proceso de cómo los virus se mueven desde el intestino medio a las glándulas salivales", dijo Clem. "Todo lo que se sabe es que hay algunos ejemplos en los que ciertos virus pueden infectar una cepa de mosquito y no pueden escapar del intestino medio, por lo que existe un bloqueo llamado barrera de escape del intestino medio. La existencia de esta barrera implica que el escape del intestino medio no es simplemente un proceso pasivo ".

Para comprender mejor la barrera de escape del intestino medio, el trío trabajará con mosquitos Aedes aegypti, conocidos por su participación en la transmisión de la fiebre amarilla y el dengue. El objetivo final es que este conocimiento pueda utilizarse para prevenir la transmisión de virus por mosquitos en la naturaleza.

"Los virus que son transmitidos por mosquitos son un gran problema de salud pública en muchas partes del mundo y se están convirtiendo en un problema cada vez mayor en Estados Unidos", dijo Clem. "Si podemos averiguar cómo evitar que el virus se escape del intestino medio del mosquito, con suerte podremos bloquear la transmisión de estos virus. Sin embargo, en este punto estamos en las primeras etapas de tratar de comprender qué controla la capacidad del mosquito". virus para escapar del intestino medio ".

Los insectos tienen una malla protectora que recubre el intestino medio llamada lámina basal, que se cree que inhibe que los virus escapen del intestino medio. Sin embargo, las células traqueales que penetran en la lámina basal forman parte de una red de células que ayudan en el intercambio de gases en todo el cuerpo del insecto. Las células traqueales llegan al intestino medio para proporcionar intercambio de gases a las células del intestino medio, dijo Passarelli.

"Si las células traqueales que penetran en el intestino medio se infectan, pueden proporcionar una vía desde el intestino medio hasta el resto del insecto", dijo Passarelli.

Parte del trabajo de Passarelli sobre orugas, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences en 2010, mostró que los baculovirus pueden inducir la degradación de la lámina basal de las células traqueales, infectar la célula traqueal e invadir el resto de la oruga. Esto los llevó a plantear la hipótesis de que un proceso similar podría desencadenarse por una infección por virus en el intestino medio de los mosquitos. Los experimentos preliminares indicaron que este podría ser el caso, dijo Clem.

Clem y Passarelli creen que su matrimonio es una ventaja para ellos como científicos, ya que les brinda oportunidades para discutir sobre ciencia y aprender de la experiencia de los demás. Sin embargo, no siempre están de acuerdo, lo que hace que la discusión sea más interesante.

"Tener diferentes puntos de vista es una ventaja para nuestra investigación", dijo Clem. "Nos conocimos como estudiantes de posgrado en el mismo laboratorio y desde el principio hemos trabajado bien juntos".

Su asociación no solo termina en la investigación y el matrimonio. También imparten una clase juntos, BIOL 730 Virología general, y son compañeros de ejercicio.

"Correr juntos proporciona un entorno relajante para proponer nuevas ideas de investigación", dijo Passarelli. "Algunas de nuestras mejores discusiones ocurren mientras corremos".

Tanto Clem como Passarelli recibieron su doctorado de la Universidad de Georgia y se unieron a la División de Biología de la Universidad Estatal de Kansas en 1997.


¿Por qué el universo está vacío?

Es probable que haya vida alienígena, pero no hay ninguna que podamos ver. Por lo tanto, podría darse el caso de que en algún lugar a lo largo de la trayectoria del desarrollo de la vida, exista un desafío masivo y común que termine con la vida extraterrestre antes de que se vuelva lo suficientemente inteligente y lo suficientemente extendida como para que la veamos: un gran filtro.

Este filtro puede adoptar muchas formas. Podría ser que tener un planeta en la zona de Ricitos de Oro (la banda estrecha alrededor de una estrella donde no hace ni demasiado calor ni demasiado frío para que exista vida) y que ese planeta contenga moléculas orgánicas capaces de acumularse en la vida es extremadamente improbable. Hemos observado muchos planetas en la zona de Goldilock de diferentes estrellas (se estima que hay 40 mil millones en la Vía Láctea), pero tal vez las condiciones aún no sean las adecuadas para que exista vida.

El Gran Filtro podría ocurrir en las primeras etapas de la vida. Cuando estabas en la biografía de la escuela secundaria, es posible que te taladren el estribillo "las mitocondrias son la fuente de energía de la célula". Ciertamente lo hice. Sin embargo, las mitocondrias fueron en un momento una bacteria separada que vivía su propia existencia. La Tierra, un organismo unicelular trató de comerse una de estas bacterias, excepto que en lugar de ser digerida, la bacteria se asoció con la célula, produciendo energía extra que permitió que la célula se desarrollara de manera que condujera a formas superiores de vida. Un evento como esto podría ser tan poco probable que solo haya sucedido una vez en la Vía Láctea.

O el filtro podría ser el desarrollo de cerebros grandes, como lo hemos hecho nosotros. Después de todo, vivimos en un planeta lleno de muchas criaturas, y el tipo de inteligencia que tienen los humanos solo ha ocurrido una vez. Puede ser abrumadoramente probable que las criaturas vivientes en otros planetas simplemente no necesiten desarrollar las estructuras neuronales que demandan energía y son necesarias para la inteligencia.


Introducción

Virus emergentes transmitidos por artrópodos (arbovirus), que se transmiten por Aedes aegypti mosquito, representan una amenaza sustancial para la salud pública mundial [1]. A diferencia de las mordeduras nocturnas Anofeles mosquito que transmite la malaria, Ae. aegypti pica durante el día y transmite múltiples arbovirus, incluidos los virus del dengue, chikungunya, zika y fiebre amarilla. Las personas con estas enfermedades pueden variar desde estar asintomáticas hasta sufrir encefalitis y hemorragias potencialmente mortales, o artritis debilitante que puede persistir durante años [2]. Los brotes de enfermedades arbovirales han sido impredecibles y su frecuencia ha aumentado durante las dos últimas décadas [3]. Kenia y otros países africanos han experimentado una serie de brotes en los últimos 5 años, a pesar de la poca atención al tema por parte del gobierno y las organizaciones comunitarias [4]. En este contexto, los brotes a menudo no se notifican y las infecciones se diagnostican erróneamente como paludismo [5-7].

Dado que no existe una terapia antiviral y los mosquiteros no protegen contra las picaduras durante el día. Ae. aegypti mosquitos, es imperativo concentrar los esfuerzos de control de vectores en reducir el número de mosquitos disponibles Ae. aegypti criaderos (reducción de la fuente). Los individuos de la comunidad juegan un papel crucial en los esfuerzos de control porque Ae. aegypti los mosquitos son "criadores de contenedores antropofílicos" que se reproducen principalmente en contenedores de agua al aire libre, como baldes ubicados inmediatamente fuera de las casas de las personas [8]. En Kenia, adulto Ae. aegypti Se ha descubierto que los mosquitos pican durante momentos determinados del día [9].

La reducción de fuentes puede incluir tareas como cubrir contenedores, desechar contenedores o limpiar ambientes al aire libre. Estos comportamientos pueden ser numerosos, complejos y difíciles de realizar, y mucho menos de mantener, por parte de los miembros del hogar [10, 11]. A pesar de estos desafíos, las intervenciones basadas en la comunidad que promueven la reducción de fuentes han reducido efectivamente los índices de mosquitos en otros países al involucrar a las mujeres, que a menudo participan en actividades relacionadas con el agua, como la recolección y el almacenamiento [12], y los niños, que pueden estar dispuestos a participar con nuevas ideas, más flexibles en la adopción de comportamientos temprano en la vida y actuando como agentes de cambio en las comunidades [13]. Los estudios en América del Sur y Asia han demostrado reducciones en los índices de mosquitos debido a la participación de mujeres y niños en la reducción integral de fuentes de todos los hábitats potenciales de mosquitos, así como en la reducción de fuentes específicas de contenedores previamente identificados con las mayores densidades de larvas y pupas de mosquitos [11, 12]. .

Los objetivos de este estudio realizado en diez aldeas en el condado de Kwale, en la costa de Kenia, fueron identificar hábitats productivos de cría de mosquitos fuera de los hogares y explorar los comportamientos domésticos de manejo de mosquitos y sus determinantes de comportamiento entre las cuidadoras y los niños. En conjunto, esta información podría usarse para desarrollar intervenciones de reducción de fuentes basadas en la comunidad que tengan como objetivo los hábitats de contenedores más productivos.


Discusión

Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que analiza una muestra global de interesados ​​en la ciencia ciudadana biomédica sobre sus prioridades éticas, actitudes hacia la supervisión ética y preferencias de supervisión ética. Las prioridades éticas de los entrevistados relacionadas con la autonomía y la inclusión fueron respaldadas por científicos ciudadanos biomédicos en estudios anteriores. ( Sánchez Barba 2014 McGowan y col. 2017 Guerrini y col. 2020b ). La buena ciencia también es consistente con los esfuerzos para promover la adquisición de datos de buena calidad en ciencia ciudadana ( Kosmala y col. 2016 ). De manera más general, las prioridades éticas identificadas por los participantes de nuestro estudio se alinean con la guía ética desarrollada por grupos de ciencia ciudadana biomédica, lo cual no es sorprendente dada la participación de varios entrevistados en esos esfuerzos ( DIYbio 2011 GCBS 2019a ).

En algunos casos, la conceptualización de las prioridades éticas por parte de los entrevistados brindó una nueva visión de las descritas en el Informe Belmont, que proporciona un marco analítico para guiar la consideración de las cuestiones éticas en la investigación con seres humanos de EE. UU. ( Comisión Nacional 1979 ). Por ejemplo, el Informe Belmont describe el respeto por las personas, operacionalizado a través del requisito de obtener el consentimiento informado, como un principio rector en la ética de la investigación. Los entrevistados también respaldaron este principio, pero lo vieron a través de una lente que enfatiza los derechos de autodeterminación, de modo que en algunos casos, el respeto por las personas podría significar permitirles correr riesgos de autolesionarse. El Informe Belmont también describe la justicia como un principio rector y lo interpreta en el sentido de que requiere una selección equitativa de los sujetos y la distribución de los beneficios y las cargas de la investigación. Por el contrario, nuestros entrevistados conceptualizaron la justicia como compromisos con la diversidad de todos los participantes en la producción de conocimiento científico y el acceso igualitario y abierto a las herramientas y frutos de la investigación. Además, los entrevistados identificaron prioridades éticas que van más allá de las descritas en el Informe Belmont, como compromisos con las comunidades, que podrían servir para, como Ikemoto ( 2017, pág. 566 ) observó, “situar la ciencia como herramienta para la justicia social”. Estos hallazgos sugieren que, dependiendo del proyecto de ciencia ciudadana biomédica, depender únicamente del Informe Belmont (y la Regla Común que se basa en él) para guiar su revisión ética podría no ser apropiado o suficiente desde la perspectiva de los participantes ( Rasmussen 2019 Rasmussen 2021 ).

De hecho, dada la diversidad de actores y actividades de la ciencia ciudadana biomédica, está claro que no habrá una solución única para todos al problema de la brecha ética. No obstante, los entrevistados pudieron ponerse de acuerdo sobre algunas características preferidas. Específicamente, respaldaron mecanismos de supervisión ética que son voluntarios, impulsados ​​por la comunidad y ofrecen orientación. Por el contrario, rechazaron los mecanismos obligatorios, inflexibles y jerárquicos. Al triangular estos resultados con las opiniones de los entrevistados sobre mecanismos de supervisión específicos, los modelos de consulta de expertos y revisión comunitaria parecen ser consistentes con las preferencias, prioridades y necesidades de muchas comunidades de ciencias ciudadanas biomédicas, especialmente si la participación en estos mecanismos es voluntaria y funcionan en capacidades de asesoramiento. Sin embargo, la reflexión ética sistematizada puede funcionar bien para proyectos específicos que involucran a un número limitado de participantes, y los códigos de ética pueden ser útiles para establecer estándares generales de conducta. Por el contrario, la revisión IRB tradicional generalmente no es práctica ni confiable, mientras que la revisión colaborativa probablemente sea difícil de manejar si se realiza en línea.

Las preocupaciones de los entrevistados sobre la revisión del IRB en particular son similares a las expresadas por los investigadores que utilizan enfoques de investigación participativa basada en la comunidad (CBPR). En un estudio de entrevista, los investigadores de CBPR describieron las frustraciones de que su trabajo sea revisado por personas externas que tal vez no comprendan los contextos, objetivos o preocupaciones éticas de su investigación ( Shore 2007 ). Un entrevistado sintió que los IRB tradicionales se basan en regulaciones “redactadas originalmente para tipos de investigación particulares, no participativos y más tradicionales, particularmente la investigación cuantitativa de base empírica”, y no se traducen bien en la investigación basada en la comunidad ( Shore 2007, pág. 37 ). En la práctica, esta desconexión puede llevar a que los IRB tomen decisiones que retrasen o incluso descarrilen los proyectos de CBPR.

En investigaciones anteriores, informamos sobre la frustración y la desconfianza de los científicos ciudadanos biomédicos hacia las instituciones científicas y médicas tradicionales ( Guerrini y col. 2020b ). Los entrevistados en este estudio se hicieron eco de esos sentimientos y los canalizaron hacia compromisos de soluciones basadas en la comunidad para la supervisión ética que no recrearan los mecanismos de supervisión percibidos como elitistas y jerárquicos. Sin embargo, las soluciones que se basan en la revisión interna pueden estar en conflicto con las recomendaciones de que los científicos ciudadanos biomédicos eviten participar en la revisión de su propio trabajo debido a que no podrán evaluar objetivamente sus riesgos y beneficios ( Rothstein y col. 2020 ).

A pesar de sus preocupaciones sobre la participación de personas externas, los entrevistados en general no se opusieron, algunos incluso acogieron con agrado, la orientación ética de expertos independientes, aunque enfatizaron que dichos expertos tendrían que respetar la cultura de sus comunidades para que esas asociaciones tengan éxito. En 2018, el Wilson Center reunió a reguladores, académicos y científicos ciudadanos biomédicos para identificar los desafíos éticos y de gobernanza encontrados en la autoinvestigación en salud ( Kuiken, Pauwels y Denton 2018 ). Nuestros resultados respaldan la continuación de estos esfuerzos de construcción de relaciones, especialmente a nivel de proyectos. Instamos a los especialistas en bioética, en particular, a que mantengan una mente abierta si se acercan a las comunidades de ciencia ciudadana biomédica y recomendamos más investigaciones para aclarar la responsabilidad de cada parte y las obligaciones de presentación de informes, lo que podría mitigar las posibles preocupaciones asociadas con el establecimiento de tales asociaciones.

Nuestros hallazgos están sujetos a varias limitaciones. Primero, los datos no se pueden generalizar a todos los científicos ciudadanos biomédicos o sus comunidades. En segundo lugar, nuestra población de entrevistas se limitó a personas que asistieron físicamente al menos a una de las dos conferencias. Los asistentes a la conferencia podrían haber tenido más recursos o estar mejor conectados dentro y entre comunidades que los no asistentes. Además, las cuestiones éticas se debatieron durante las sesiones programadas en ambas conferencias. Como tal, los asistentes a la conferencia pueden haber estado más interesados, o podrían haber considerado más profundamente, las implicaciones éticas de su trabajo en comparación con los no asistentes. En tercer lugar, aunque nuestra muestra incluía científicos ciudadanos biomédicos de todo el mundo, la mayoría residía en los Estados Unidos. Como resultado, nuestros datos probablemente no representan las prácticas y normas que son comunes fuera de los Estados Unidos. Finalmente, al igual que otros estudios que involucran a científicos ciudadanos biomédicos ( Sánchez Barba 2014 Zarate y col. 2016 Guerrini y col. 2020b ), la mayoría de los entrevistados eran hombres. Sin embargo, a través de una cuidadosa preselección de candidatos potenciales y un muestreo de bolas de nieve, buscamos maximizar la diversidad y los datos reflejan una amplia gama de experiencias y perspectivas.


Conclusión

El marco de Nibble-and-Drop se desarrolló para proporcionar un lenguaje común sobre los problemas típicos de reclutamiento y retención en el voluntariado, traducido a CS. La aplicación del marco al programa GO nos ayudó a evaluar si el marco puede capturar los grados de participación en un programa de CS global, móvil y basado en aplicaciones, y ayudarnos a comprender la relación entre la dinámica de compromiso y los factores de participación. Aunque nos enfocamos en categorizar a los participantes en función de su contribución de datos al programa, creemos que el marco puede ayudar a los programas a categorizar a sus participantes en función de otras formas de contribución y evaluar sistemáticamente la dinámica y cómo se relacionan con los diferentes aspectos de la participación. Esto puede ayudar a los profesionales del programa a orientar sus iniciativas de reclutamiento y retención a las necesidades específicas de los diferentes participantes, según la categoría de participación que les gustaría abordar. Con el tiempo, el marco ayudará a los programas a desarrollar expectativas razonables para la dinámica de participación de un programa de CS en particular y hará un seguimiento de las tendencias de contratación, retención y jubilación con más detalle.

Este marco también permite a los programas clasificar a sus participantes y ver dónde los diferentes datos demográficos de los participantes abandonan un programa o continúan participando. Aunque nos centramos en la edad, la educación y la situación laboral, con este marco se pueden examinar otros datos demográficos, como la raza, la etnia y la orientación sexual. A medida que las disciplinas STEM miran hacia un futuro más diverso, los programas de informática deben conectarse con un grupo más amplio de participantes. Para hacerlo, los responsables de la contratación y la retención en la CS deben comprender a los participantes de la cola larga, es decir, los participantes que realizan contribuciones mínimas ( Wald, Longo y Dobell 2016 ), para encontrar formas de apuntar a estos participantes para su retención. Comprender cómo la demografía de los participantes puede influir sistemáticamente en la dinámica de participación de los programas de informática es un paso importante hacia estrategias más efectivas para construir una mayor diversidad en informática y STEM de manera más amplia.

Los programas de CS contributivos pueden definir las contribuciones exitosas de manera diferente. Algunos pueden optar por cuantificar productos científicos ( Wiggins y col. 2018 ). Otros pueden centrarse en cómo los participantes se benefician a través de su compromiso ( Phillips y col. 2019 ). Elegimos centrarnos en los datos científicos aportados como un resultado clave del programa porque es un elemento integral de GO. Muchos programas de informática definen la participación activa en función de la cantidad y distribución de datos generados por el programa. Sin embargo, la aplicabilidad del marco no está limitada por cómo se define el éxito. Podría usarse con diferentes métricas de contribución, por ejemplo, otros productos científicos como el análisis de datos (ver Wiggins y col. 2018 para obtener un ejemplo completo de un inventario de productos científicos ) o la calidad de los datos. Si la distribución geográfica de los datos es vital para un programa, los investigadores podrían cuantificar los datos recopilados en el área deseada. También podría aplicarse a los resultados de los participantes, como la adquisición de conocimientos, la participación de la comunidad y / o la interacción con los científicos ( Phillips y col. 2019 ), investigación científica personal, resultados de aprendizaje o asumir otros roles en el programa ( Jennett y col. 2016 ).

En esencia, el marco se refiere al arco del voluntariado, y los resultados del voluntariado son relevantes solo en la medida en que influyan en el arco. Por ejemplo, los participantes pueden dejar de participar en un programa de informática una vez que cumplan con sus objetivos personales, independientemente de si el voluntariado posterior puede ser satisfactorio o si se considera útil o relevante. Los participantes que participaron en un programa educativo pueden ver cumplido su contrato social con GO cuando finalice el programa educativo. De manera similar, GO facilita que las personas curiosas prueben si las actividades asociadas con el programa les atraen. Las bajas barreras de entrada a GO pueden crear una falsa impresión de que GO genera un alto grado de abandono del programa, cuando de hecho, muchos de los que descargaron la aplicación o incluso hicieron algunas contribuciones probablemente nunca se comprometieron realmente con el programa en primer lugar. Probarlo una vez fue el equivalente a mirar escaparates. Esperaríamos un hallazgo diferente de los programas de informática que requieren una amplia formación. La compra de escaparates, en este caso, aún no implica hacer una primera contribución, pero es más probable que esté asociada con la lectura de material promocional, ver o leer testimonios o hablar con participantes activos. Por lo tanto, la naturaleza flexible del Marco de Nibble-and-Drop alienta a los profesionales a pensar de manera amplia e inclusiva sobre las metas y los objetivos de su programa, los impulsa a considerar priorizar los resultados más allá de acumular un gran conjunto de datos y alienta a los profesionales a definir el arco del voluntariado en alineación con la naturaleza. de la experiencia que ofrece su programa de informática.

Para garantizar un número suficiente de participantes, se incentiva a los programas a comercializar ampliamente y crear bajas barreras de entrada. Aunque es importante hacer correr la voz y hacer que un programa parezca atractivo, el efecto secundario del marketing eficaz y las bajas barreras es una alta tasa de nibblers y nibble-droppers. En el otro extremo del ciclo de vida de la participación en el programa, los profesionales deben comprender mejor cómo los participantes activos se vuelven inactivos, aceptar la jubilación natural de un programa y distinguir este fenómeno de los participantes que abandonan el programa por razones que pueden abordarse mediante el control de calidad y los sistemas de incentivos. . Esperamos que el marco demuestre ser una herramienta dinámica y sólida que se pueda aplicar en muchos tipos diferentes de programas de informática y que pueda facilitar la investigación innovadora sobre los participantes del programa y, en última instancia, ayudar a los programas a mejorar las tasas de retención, o al menos hacer que los profesionales se preocupen menos por la constante necesitan reponer su base de voluntarios reconociéndolo como un fenómeno natural del voluntariado en sí mismo ( Stebbins 1992 2006 2009 ).


Métodos

Para probar nuestra hipótesis, recopilamos fotos de vida silvestre de cámaras trampa instaladas en el campus de Occidental College en Los Ángeles, California. Usando la plataforma Zooniverse, los participantes vieron e identificaron las especies que aparecen en cada foto. Agrupamos a los participantes según su experiencia en biología y si recibieron capacitación, y luego evaluamos la precisión de sus identificaciones.

Fotos de cámara trampa

Se utilizaron cámaras trampa Reconyx HC500 (Reconyx, Holmen WI) para capturar las fotografías de la vida silvestre. Las cámaras se configuraron para la activación de movimiento de alta sensibilidad y se ajustaron para capturar 5 o 10 imágenes después de que se detectó el movimiento. Todas las cámaras trampa estaban aseguradas a árboles en el campus de Occidental College. Se colocaron aproximadamente a 1 pie (30,48 cm) del suelo. Había tres estaciones de cámara: la cámara de la estación 1 se instaló el 9 de febrero de 2017 la cámara de la estación 2 el 28 de marzo de 2017 (esta cámara se retiró el 13 de mayo de 2017 porque el trabajo de arbolista bloqueaba la cámara) y la cámara de la estación 3 el 5 de junio , 2017. Las cámaras se revisaron una vez por semana. Revisamos cada foto y eliminamos las imágenes con las personas, identificamos las especies de vida silvestre presentes y luego seleccionamos sin metódicamente 966 fotos para cargarlas en Zooniverse. Aunque las fotos se tomaron con cámaras trampa en ráfagas de 5 o 10, se mostraron a los participantes individualmente en lugar de como una serie consecutiva. Aproximadamente el 89% de las fotos seleccionadas tenían un organismo visible, mientras que el resto no tenía vida silvestre.

Participantes

El experimento se llevó a cabo de junio a julio de 2017, en marzo y octubre de 2018, y finalmente de abril a junio de 2019 para aumentar el tamaño de nuestra muestra. Para atraer participantes a nuestro estudio, nos anunciamos por correo electrónico, en las redes sociales y en SurveyCircle (www.surveycircle.com), un sitio diseñado específicamente para reclutar participantes de encuestas. Los participantes tuvieron la oportunidad de ganar una tarjeta de regalo de Amazon por realizar la mayor cantidad de identificaciones en Zooniverse o mediante un sorteo. Los voluntarios debían especificar si no tenían formación en biología, alguna formación (por ejemplo, algo de biología de la escuela secundaria o de la universidad) o una formación extensa (un título y / o carrera en biología) en la que se les consideraba biólogos profesionales.

Experimento de precisión

Para cuantificar la precisión de la identificación con foto por parte de científicos ciudadanos con diversos antecedentes en biología, proporcionamos o no proporcionamos JITT durante el proceso de identificación. Usamos el sitio web de ciencia ciudadana Zooniverse para crear dos condiciones separadas bajo las cuales los participantes identificarían las imágenes: el tratamiento JITT que ofrecía recursos a los voluntarios y el control (no JITT) que no lo hacía. Los participantes fueron asignados al azar a una de estas condiciones y se les pidió que clasificaran un mínimo de 5 imágenes. En ambos tratamientos, se pidió a los participantes que determinaran si un animal estaba presente, identificaran la especie e indicaran el número total de individuos visibles en la foto. Las opciones de especies incluían: pájaro, gato montés, gato, coyote, perro, ratón, zarigüeya, mapache, rata, zorrillo y ardilla zorro. Las opciones restantes fueron "Otro", "No sé" y "Nada aquí". El proceso de identificación se repitió tantas veces como el participante lo deseara.

En el tratamiento de control “No JITT”, los participantes fueron dirigidos a una interfaz de Zooniverse en la que apareció una imagen de cámara trampa junto con una lista de opción múltiple de las posibles especies (ver el párrafo anterior). Sin embargo, los participantes no recibieron imágenes, descripciones u otros recursos para ayudarlos a identificar la imagen (Figura 1I ). En contraste, a los participantes que recibieron el tratamiento "JITT" se les presentó una interfaz de Zooniverse diferente que proporcionaba imágenes, descripciones y recursos de identificación adicionales para todas las especies potenciales que se les puede pedir que identifiquen (Figura 1ii ). En esta interfaz, a los participantes se les presentaron primero instrucciones sobre cómo usar la interfaz y los recursos que estaban disponibles para ellos. Para cada foto que necesita identificación, cada una de las posibles especies en la lista de opción múltiple fue acompañada de una pequeña imagen en miniatura. Después de seleccionar un animal, se mostró a los participantes, a través de ventanas emergentes, 2-3 imágenes de ejemplo adicionales y una breve descripción antes de que se les pidiera que verificaran su elección. Las imágenes emergentes eran de la misma cámara, ubicación y período de tiempo que la foto que se estaba identificando para garantizar que los ejemplos fueran similares pero no idénticos. In addition, there was a filter available to narrow potential options based on shape, color, and pattern. If a participant was unsure about an animal, they would have the option to utilize this on-demand resource. For instance, the “Like” category displayed multiple silhouettes of wildlife, all with varying morphologies. The participant could select the morphology that they believed most accurately represented the animal in the image, and the choices would be narrowed to all the animals that fit into that morphological category. The same system was offered for the animal’s coat pattern and color, though the “Color” tab was relevant only for photos that were taken in the daylight. In addition, multiple tabs could be used at once, thereby allowing the participants to narrow their choices based on multiple factors. While the filter was not required, the example images and descriptions were presented for each photo being identified.

Zooniverse treatments for identifying wildlife images from camera traps. (I) The “No JITT” treatment includes the choices available on the right for identifying the animal, but no further assistance is provided. (ii) The “JITT” treatment includes tutorials to assist the user in identifications. Shown is what the participant would see if they selected the “Like” button, which displays the morphology choices. The “Color” and “Pattern” filters are also available to the participant with the “JITT” treatment, displaying the animals’ possible colors and coat patterns, respectively. In addition to these three categories, each animal choice has a photo associated with it, as well as a short description once that animal is selected.

Analiza

A JSON parsing R script (provided by Alexandra Swanson) was used to compile raw data from Zooniverse and extract the participants’ identifications. The participants’ responses to the survey and their classifications from Zooniverse were combined. Only participants that completed both the survey and 5 or more identifications were included in the analysis. For each identification for each participant, we calculated accuracy by comparing the participant’s identification to our official identification. To increase confidence in the accuracy of the official identification, identification was determined, using photos in bursts of 5 to verify the observation, and corroborated by each of the three authors prior to image upload onto Zooniverse ( Gooliaff and Hodges 2018 ). When calculating accuracy of participants, “Don’t Know” and “Other” responses were categorized as incorrect.

To evaluate whether there were significant differences in mean accuracy among the treatment groups, we used an ANOVA. We used the proportion of correctly identified images for each participant as our response variable and biology background (none, some, and professional biologist), training treatment, and the interaction between biology background and training treatment as the explanatory variables. A Levene’s test was used to assess equality of variances among treatment groups prior to the ANOVA (Test Statistic = 2.63, pag = 0,03). As the Levene’s test indicated unequal variances, we conducted an arcsine square root transformation on the proportion of correctly identified images per participant, which resulted in equal variances among treatment groups (Test Statistic = 1.22, pag = 0.31). Because the ANOVA results remained consistent regardless of the transformation, we used the original data to make interpretation of the results easier. Finally, a Tukey-Kramer test was conducted to determine which treatment groups significantly differed in mean accuracy while accounting for multiple comparisons.

Since there are multiple ways in which an identification could be incorrect, we also assessed differences in incorrect answers across the different treatment groups. The three types of incorrect responses are 1) “Don’t Know,” selected when participants were not confident in the animal’s identity or in whether an animal was present, 2) “Nothing Here,” selected when an animal was present, and 3) the wrong animal, selected by choosing either the incorrect species or “Other.” To determine which of these options was responsible for a difference in accuracy (e.g., if the participants were selecting “Don’t Know” less frequently or if they were identifying the correct species more often), we compared the percentages of incorrect identifications in each of these categories out of all identifications for participants from each background, with and without training. Finally, we calculated the proportion of correct and incorrect identifications for each image category to assess which species and which photo types were most frequently identified incorrectly. All data analyses were conducted in the R programming language (R Core Team, 2017).


Sea Change: As Sea Levels Rise, Can Saltmarshes Be Saved?

The photography by Jonathan Fiely in this story was made possible with support from the Robert F. Schumann Foundation, a charitable trust dedicated to improving the quality of life of both humans and animals by supporting environmental, educational, arts, and cultural organizations and agencies.

The red streaks of dawn barely penetrate the sky when Greg Shriver and his team of researchers meet in the parking lot of the Oyster Creek Restaurant and Boat Bar, preparing to head into the marsh.

It’s early August in coastal New Jersey, and Shriver—an ecology professor at the University of Delaware—is here to check in on the Saltmarsh Sparrows his graduate students have spent the summer tracking at Forsythe National Wildlife Refuge.

In one nest, a sparrow laid three eggs. But before chicks hatched, floods drowned the nest. All the eggs were lost.

Losing nests, losing eggs, and losing birds is an occupational hazard for biologists studying the Saltmarsh Sparrow. The small brown bird with striking orange markings on its face is the goldilocks of saltmarshes, so choosy about where it nests. And that could well prove fatal to the entire species as sea levels rise.

The work can get depressing, Shriver will admit later that morning.

University of Delaware ecology professor Greg Shriver (white shirt) studies the effects of sea-level rise on tidal marsh birds—particularly the Saltmarsh Sparrow. Here, he assembles his team of graduate students for their ongoing research at the Forsythe National Wildlife Refuge in New Jersey. Photo by Ray Hennessy.

Shriver demonstrates how to delicately extract a Saltmarsh Sparrow from a mist net. Photo by Ray Hennessy.

Shriver and his team measure, weigh, and extract blood samples from captured Saltmarsh Sparrows. But he is rapidly losing new generations of his study subjects, as nests are often washed away by higher tides caused by sea-level rise. Photo by Ray Hennessy.

“For conservation biologists, this is like our whole career,” he says as he watches his graduate students measure, tag, and sample blood from Saltmarsh Sparrows caught in mist nets. “You have to be willing to accept it. We work with things that are declining and possibly going extinct.”

Saltmarsh Sparrows could be among the first extinction casualties from climate change and sea-level rise. Already, the birds’ population has declined by 75% since the 1990s—and with a current estimated 9% population loss annually, these sparrows might not make it to the year 2050.

That makes this a critical moment for Saltmarsh Sparrows, and the humans who care about them. Last fall, the Atlantic Coast Joint Venture released a 144-page master plan to help save saltmarsh ecosystems with strategies to save the Saltmarsh Sparrow, as well as its fellow tidal-marsh birds American Black Duck and Black Rail, from population collapse. The venture is a regional partnership between the U.S. Fish and Wildlife Service, state governments, and nonprofits dedicated to saving native bird habitats along the East Coast.

One of the most promising strategies from the plan encourages “marsh migration” by conserving places that, while currently dry, will likely convert into wetlands as sea levels rise, potentially creating new saltmarshes to offset what’s lost. There are other strategies in the plan, too, including restoring currently degraded marshes to make them more resilient against rising tides.

But no strategy is a sure bet, and Saltmarsh Sparrows are running out of time. So, the Joint Venture advocates deploying all eight strategies simultaneously—and as soon as possible.

How much that will cost is a mystery. While some of those strategies have been used in select saltmarshes, the costs vary from site to site, and it’s not yet clear which ones will be most successful, or most necessary to save the Saltmarsh Sparrow.

“It’s a tricky system,” Atlantic Coast Joint Venture coordinator Aimee Weldon says of the saltmarshes, “and we’ve never really had to fight this battle before.

“Is this going to work or not? We really don’t know. But you can’t hold the sea back, so we have to figure it out as we go along.”

A Sparrow-Sized Indicator of Saltmarsh Health

Saltmarsh Sparrows are interesting study subjects for ecologists for a number of reasons—they have a haunting whispered song, they aren’t territorial, and they don’t form mating pairs, with males roaming around the marsh to breed with females wherever they can be found. (Shriver calls them “the most promiscuous bird.”)

Surviving And Thriving In A Saltmarsh

Saltmarsh Sparrows, Song Sparrows, Clapper Rails, Red-winged Blackbirds all thrive in saltmarsh habitat. Read how they do it in Surviving And Thriving In A Saltmarsh—Here’s How 4 Species Manage It.

What’s more, they are the only songbird species with a life cycle entirely dependent on the saltmarsh, and they are only found between New England and Florida. That makes Saltmarsh Sparrows what’s called an “indicator species” for the status of all tidal-marsh habitat on the East Coast.

“They are the canaries in the coal mines for saltmarsh ecosystems,” explains Jennifer Walsh, a postdoctoral fellow at the Cornell Lab of Ornithology who has studied how these birds evolved to fit their habitat. “If Saltmarsh Sparrows go extinct, it means we’ve lost our marshes, and [saltmarshes] have a lot of value for people beyond just the organisms that live in them.”

Indeed, coastal marshes are important nurseries for fish and shellfish, including those that are harvested by a commercial fishing industry worth billions. Saltmarshes also absorb floodwaters and tidal energy from raging seas during storms, helping to stabilize shorelines and protect the 40% of Americans who live in coastal communities.

“If Saltmarsh Sparrows go away, we’ve lost something a lot bigger than just the birds,” Walsh says.

Saltmarshes on the East Coast are often sandwiched between human communities and the sea. Forsythe National Wildlife Refuge is no exception. When Shriver and his team slip into the soggy marsh from a dirt road, everyone suddenly concentrates on their rain boots, gingerly stepping on the stands of greenish-yellow cordgrass that signal solid ground. As they walk, they trade stories about times they miscalculated, fell into tidal creeks, and got stuck in chest-high brown, salty muck.

Saltmarsh Sparrows have evolved a condensed nesting cycle that fits within the highest tides of a lunar cycle. After the high tide of a full moon, a successful Saltmarsh Sparrow can nest, lay eggs, hatch them, and get fledglings off the nest within about 26 days (before the next full moon’s high tide). Unfortunately sea-level rise is flooding this evolutionary adaptation, causing higher waters that wash away nests before the nesting cycle is completed. See larger image. Source: Jennifer Walsh/Cornell Lab of Ornithology. Infographic by Jillian Ditner.

Saltmarsh Sparrows live in the high marshes, a sliver of tidal wetlands that flood only twice a month during the highest tides. These sections of the marsh are higher in elevation than others, meaning they are often closest to human development, with homes, telephone poles, and other signs of civilization visible at the marsh’s edge.

Looking back toward the sea, the cordgrass seemingly stretches on forever, punctuated only by tidal creeks. The elevation of the marsh gradually decreases until it reaches the ocean. Unlike the high marsh, those lower areas flood twice daily with the high tides, making them completely different habitat.

Saltmarsh Sparrows are especially vulnerable to sea-level rise because their reproduction depends on just that sliver of high marshes that only floods twice a month. Those high-tide peaks are normally spaced about 28 days apart, and Saltmarsh Sparrows have evolved a breeding cycle perfectly timed to fit within that schedule. They can mate, lay eggs, incubate, feed chicks, and fledge young off the nest in less than 26 days. Their nests are nestled in tufts of low-lying cordgrass vulnerable to flooding, so timing is critical to ensure chicks are strong enough to escape before the next high tide.

But as sea levels rise, so do tides, and now Saltmarsh Sparrow habitat is beginning to flood before the monthly peaks. Additional flooding from storms means nests are often drowned before chicks are reared.

Chris Elphick is a conservation biologist with the University of Connecticut who has extensively researched Saltmarsh Sparrows and their habitat needs. He is helping to lead a comprehensive survey of Saltmarsh Sparrow populations across their range that will take a few years yet to publish, but he says the data so far does not look promising.

Saltmarsh Sparrows nest among saltmeadow cordgrass in the higher areas of a tidal marsh. Females lay three to six eggs. Photo by Jonathan Fiely/Cornell Lab Conservation Media.

To succeed, the eggs must hatch and chicks fledge before the highest tides of the month. Photo by Jonathan Fiely/Cornell Lab Conservation Media.

Only 14% of the 143 nests he tracked in Connecticut in 2019 definitely fledged young—81%, or 115 nests, definitely did not. While it’s not always clear why nests fail, Elphick says, in cases where the reason was obvious, four out of five failures were due to flooding.

That trend likely played out up and down the coast last summer.

“If the sea level rises, it doesn’t just shut down one marsh, it affects the tides everywhere the birds live,” he explains. “It affects the entire population.”

The result, says Elphick: “You could cross this threshold point where suddenly every bird in the population is unable to reproduce. It could happen very quickly that they go extinct.”

To get more conservation attention for these birds, Shriver, Elphick, and other scientists formed the Saltmarsh Habitat and Avian Research Program and have been pressing the USFWS to designate the Saltmarsh Sparrow as an endangered species. A listing could bring more funding to state agency efforts to save marsh habitat.

Three years ago, the USFWS agreed to consider the question, but the service punted last spring, saying it wouldn’t make a decision until 2023. Shriver fears that could be too late.

“I don’t understand that logic,” Shriver says. “You don’t want to wait until the point when you have 200 birds left and are doing captive breeding.”

USFWS spokesperson Meagan Racey says the service is “committed to conserving Saltmarsh Sparrow populations,” but the agency needs more information about current and future conservation efforts for the Saltmarsh Sparrow before making a decision.

She also notes the agency has already spent $38 million at 14 locations since 2013 on Saltmarsh Sparrows, which has funded more than 180,000 acres of completed saltmarsh restoration projects thus far. And she points out that USFWS is an active participant in the Atlantic Coast Joint Venture’s efforts.

“We are aware of the conservation challenges impacting this species, which is why we are currently focusing our limited resources on establishing a comprehensive Saltmarsh Sparrow conservation program through the Atlantic Coast Joint Venture,” she says.

But saving the Saltmarsh Sparrow will be complicated.

Battling a Rising Tide

Birds have been brought back from the brink of extinction before. Conservation efforts famously resuscitated the California Condor from 21 condors left in the world to more than 300 condors flying free today. Even among Atlantic Coast shorebirds, the regional population of endangered Piping Plovers has more than doubled since 1986, thanks to efforts to protect their nests along sandy beaches from predators and human disturbance.

Battling rising tides, however, is an exponentially tougher challenge.

“If only it were predation, this would be so much easier,” Shriver laments. “But this is a hydrology thing, and a lot of these marshes can’t keep pace.”

To see what sea-level rise looks like today, look no further than Blackwater National Wildlife Refuge on the Maryland coast. At first glance on a cloudy day, the open water perfectly reflects small islands of marshlands, stoic greens contrasting against the gray.

But the mirror of scattered wetlands used to be one contiguous marsh. Since the federal refuge was established in the 1930s, it has lost nearly half its wetlands—around 5,000 acres—to sea-level rise.

When water invades, the roots of high marsh plants decay and succumb, sloughing off into nothing. Here, critical Saltmarsh Sparrow habitat has been disappearing for decades.

“At first glimpse it doesn’t look bad, but this is breakup in process,” explains Matt Whitbeck, a USFWS biologist.

Sea-level rise is happening faster on the shore of Maryland than elsewhere along U.S. seacoasts because the land has also been slowly sinking since the end of the last ice age. What happens to the habitat here is a harbinger of what’s to come all along the Atlantic Coast.

But wetlands aren’t only being destroyed they’re also being created. As saltwater moves inland, it kills hardwood trees like red maples and oaks, leaving so-called “ghost forests” of bedraggled-looking loblolly pines, some with green needles left on only half their tree limbs, interspersed between the bare trunks of trees that have already succumbed.

“They’re dead, but they don’t know it yet,” Whitbeck says.

Eventually the dead trees fall into the water, and the drowning woodlands become new wetlands. More than 3,000 acres of former upland forest has already been converted into saltmarsh at the Blackwater refuge.

This phenomenon is called marsh migration, and it could be the key to saving the Saltmarsh Sparrow. The Joint Venture’s conservation plan calls for enabling tidal marshes to migrate inland, stating this trade-off of woodlands for saltmarsh is “the single most important way we can offset or prevent the net loss of wetlands as sea levels rise.”

But as the experience at Blackwater has shown over the past 90 years, just letting nature take its course won’t necessarily be enough to help Saltmarsh Sparrows.

In addition to only nesting in high marsh, Saltmarsh Sparrows are picky about the kinds of plants they nest in, preferring low-lying cordgrass. The new marshes at Blackwater, however, are often dominated by the invasive phragmites plant, a reed that can grow up to 15 feet tall—and that Saltmarsh Sparrows avoid.

“It’s better than no wetlands at all. It provides some flood absorption and other functions,” Whitbeck explains. “But if you’re a Saltmarsh Sparrow, there’s nothing for you in this phragmites wetland, and that’s the real issue that we have.”

To offer the sparrows something different, Whitbeck started a pilot program on 15 acres of ghost forest where refuge staff have dedicated themselves to stopping the phragmites invasion, in hopes that native vegetation will have time to take hold. They’ve also proactively removed some snags of dead tree trunks, so Saltmarsh Sparrows won’t have to worry about any onlooking predators such as Northern Harriers in the pilot project area.

Much of the work was done prior to 2016. Saltmarsh Sparrows haven’t been seen breeding in the area to date, but Whitbeck says he didn’t expect results yet. He’s hopeful, and if successful, he says the strategy could be replicated fairly easily along the coast as ghost forests become more common.

“Sea-level rise isn’t all doom and gloom. Wetlands loss also equates to the creation of wetlands, if we plan it appropriately,” he says. “This landscape has the capacity for the creation of new marsh, it’s just trying to figure out where that’s going to happen, and if the marsh will provide habitat for these really critical species.”

Audubon Maryland–D.C. has also been experimenting with how to best enable marsh migration at the Chesapeake Audubon Society’s nearby Farm Creek Marsh property. There, the death of trees and their roots have caused weakened sediment, so when storms come, new marsh vegetation seemingly dissolves into open water.

“It can jeopardize our ability to rely on marsh migration progress, because these ponds appear to be permanent and they can get really big,” says David Curson, director of conservation at Audubon Maryland–DC.

Audubon is addressing the challenge by extending a nearby tidal creek in the hope that it will drain the ponded areas during low tides and give marsh grass a chance. So far, it seems to be working, Curson says, but only time will tell—and, as he points out, Saltmarsh Sparrows don’t have much to spare.

“We’re in a race against time to save this bird, and that…nags and keeps you awake because these techniques, a lot of them haven’t really been perfected,” he says.

A recently fledged Saltmarsh Sparrow peeks around the marsh grasses in its preferred coastal habitat. The Atlantic Coast Joint Venture is coordinating a multipronged effort to save these birds, which could go extinct by the year 2050, by mitigating sea-level rise impacts to saltmarsh ecosystems. Photo by Ray Hennessy.

How Many Sparrows Are Enough to Save the Species?

The joint venture has set what it hopes will be realistic expectations. In 2011, the total Saltmarsh Sparrow population was estimated at about 60,000 birds, but today it could be half that. The joint venture’s plan set a population objective of sustaining 25,000 Saltmarsh Sparrows over the long term.

That target is a best estimate (and a grim one at that) of what the population will fall to within the next few years. Weldon, the Atlantic Coast Joint Venture coordinator, says the group knows they won’t be able to stop population declines before then, and that not all Saltmarsh Sparrow habitat can be saved. Instead, they hope that enough projects to restore and create new marshes will come online in time to hold sparrow populations steady within a few years.

The key is identifying where marshes will disappear next, and where they will possibly migrate to. That involves looking at land elevation and its slope, salt concentrations in water, and the general hydrology of an area to predict where marsh migration will occur.

And, it will require people.

“We need more people to be protecting those areas, so the land is there for the [saltmarsh] migration and it doesn’t get built upon,” Weldon says.

Chris Field is a postdoctoral fellow at the National Socio-Environmental Synthesis Center, a partnership between the National Science Foundation and the University of Maryland to study how humans interact with nature. Field studies ways to conserve tidal wetlands in the face of climate change, and he notes that enabling marsh migration will require the buy-in and participation of the people who currently own upland areas near the coast—the uplands that are identified as ripe for conservation to allow marsh migration.

But, Field says, making that happen will be challenging: “I think the situation is pretty dire.”

Currently Saltmarsh Sparrows are getting squeezed between growing human communities and rising tides. Coastal cities and towns are paving or building directly on marshes, destroying habitat. Other development close to wetlands, even if it doesn’t touch the saltmarshes, can have indirect impacts such as increasing stormwater runoff and pollution, which can change marsh plant communities and make them unattractive for nesting Saltmarsh Sparrows. Human development already covers more than 40% of coastal land between Massachusetts and Florida. Another 60% of what’s left is expected to be developed in the future, according to the projections in the Joint Venture’s plan.

Rob Young, who directs the Study of Developed Shorelines program at Western Carolina University, blames development more than sea-level rise for the Saltmarsh Sparrow’s predicament. Young says that marsh migration is a natural response to shifting seas and notes that coastlines have always moved due to storms and other factors. But now, he says, development is interrupting this process: “The real conflict that we have is the fact that we are trying to create this… human infrastructure on [top of coastal marsh] systems that have always been dynamic and really need to be dynamic in order to survive.”

Incentives like federally backed flood insurance and emergency aid to rebuild after hurricanes have encouraged and increased development in coastal areas, exacerbating the problem, Young says.

But another federal program, conversely, removes incentives for coastal development it’s called the Coastal Barrier Resources Act. When President Ronald Reagan signed it into law in 1982, he said the legislation “will save American taxpayers millions of dollars while taking a major step forward in the conservation of our magnificent coastal resources.”

The act doesn’t prohibit development in risky areas, but designates relatively undeveloped coastal areas as “units” in which no federal funding or assistance can be used. In 1982, the system included 590,000 acres in which federal funds can’t be used on things like road construction, flood insurance, and dredging. Communities expanding into those areas are held fiscally responsible for the risks and costs of living on the coast.

So far, it’s worked. Between 1983 and 2010 the act saved more than $1.3 billion in federal funds, according to estimates of disaster recovery costs. What’s more, a 2007 report from the Government Accountability Office found that 84% of units within the program remained totally undeveloped, while only 3% experienced “significant development” with 100 or more new structures.

USFWS is currently working to modernize maps of areas included under the Coastal Barrier Resources Act. The update, which began in the aftermath of Superstorm Sandy, has the potential to add 130,000 acres to the program, though the changes will have to be approved by Congress.

Lawmakers in the House also recently introduced a bill aimed at protecting coastal ecosystems, including tidal and saltmarshes that help prevent climate change by storing carbon. The Blue Carbon for Our Planet Act has bipartisan support in the lower chamber, with bill sponsors saying they hope to simultaneously protect coastal habitats and mitigate climate change. But, it remains to be seen whether the Senate will support the legislation.

Saltmarshes Are Good for People, Too

In the meantime, many coastal communities are starting to acknowledge that conserving coastal habitat can benefit humans, too. The concept of so-called “green infrastructure”—using wetlands or sand dunes instead of concrete sea walls to help combat storm surge and flooding from hurricanes—is catching on.

Research from Rachel Gittman, a professor of coastal policy and conservation biology at Eastern Carolina University, shows that, in many cases, using natural systems makes more fiscal sense than building sea walls.

“We found that if a property owner has a natural marsh, they are spending fewer dollars on maintenance of their shoreline, they are spending fewer dollars in terms of damage repairs [from sea surges and storms], and they’re also experiencing damage less frequently than their counterparts who have bulkheads,” she says.

Awareness about the importance of these “living shorelines” has grown since Superstorm Sandy devastated many areas of New York and New Jersey in 2012. Sandy caused $37 billion in property damage in New Jersey alone. But in the beach village of Cape May Point, flood insurance claims after Sandy were half of previous comparable storms—in part because nearby wetlands on The Nature Conservancy’s South Cape May Meadows Preserve acted as a catch basin for floodwaters. The Conservancy says that the preserve could save taxpayers nearly $10 million in avoided flooding and damage costs over the next 50 years.

Numbers like that have attracted the attention of the lawmakers in Congress tasked with approving and funding federal flood control projects. Many on both sides of the political aisle now acknowledge that “green infrastructure” is key to building communities that are resilient to climate change and sea-level rise.

But not all green infrastructure creates excellent wildlife habitat. In New Jersey, for example, a green-infrastructure effort to make the Meadowlands waterfront area more resilient to climate change includes installing permeable pavement, bioretention basins, and human-made wetlands. That kind of green infrastucture doesn’t have much, if any, high-marsh habitat value for Saltmarsh Sparrows.

According to Young, the developed shorelines researcher at Western Carolina University, marsh migration is “a gagillion times better” than human-made green-infrastructure substitutes to help species at risk of climate change.

Sea-level rise, Young says, will eventually swamp the small strips of natural wetlands that are left between communities and the sea. In New York and New Jersey, where coastal development is only accelerating, Young says: “The habitat is doomed.

“At some point in the future, they are just going to be gone, and we’re going to have water bumping up against our urban infrastructure.”

At Maryland’s Blackwater National Wildlife Refuge, biologists are trying to combat the effects of the rising sea by restoring saltmarsh vegetation and elevating some areas of the marsh so cordgrass can grow. Here, a Seaside Sparrow perches in the saltmarsh grasses. Photo by Jonathan Fiely/Cornell Lab Conservation Media.

The Cadillac of Restoration Projects

The joint venture’s saltmarsh plan spotlights facilitated marsh migration as a “key implementation action,” but there are other complementary conservation strategies in the plan, too—such as elevating existing saltmarshes by spraying thin layers of sediment onto them. The hope is that raising the elevation of those areas by just 10 to 12 centimeters will get them above the immediate danger of sea-level rise, allowing cordgrass to repopulate and create good Saltmarsh Sparrow habitat.

One such example of saltmarsh elevation was a pilot project by USFWS biologist Matt Whitbeck at Maryland’s Blackwater National Wildlife Refuge. It was completed on 30 acres in 2016 and has already seen the return of American Black Duck and Black Rail. But so far, no Saltmarsh Sparrows.

Whitbeck says he estimates it could take nearly seven years for the “plant dynamics to shift” in such a way that encourages Saltmarsh Sparrows. But the reappearance of other saltmarsh birds is “promising,” he says.

“It’s an indication of the boost in elevation, that the wildlife is responding to it.”

Yet another strategy involves restoring natural water flows to coastal wetlands that have been ditched, drained, and engineered for other purposes over the past century. The Prime Hook National Wildlife Refuge in Delaware provides a gargantuan example.

There, natural saltmarshes were converted into freshwater wetlands decades ago, and, until recently, the USFWS managed the area to support waterfowl, making it a popular duck hunting spot.

But the freshwater ponds were destroyed over the years by a series of storms that blew a hole in the sand dunes that separated freshwater from the sea. The resulting breaches ruined the wetlands and flooded out roads and nearby agricultural fields.

Coastal Buffers in Colombia

Sea-level rise is a climate-change problem around the world. In Colombia, the coastline has been eroded inland by 600 yards over the last 30 years.
Civil engineer Johann Delgado has a plan to use mangrove forests to adapt to the rising waters, and in the process restore crucial shorebird habitat. Read more in In Colombia, A Plan To Reforest Mangroves, Feed Hungry Shorebirds, And Create Coastal Buffers.

A subsequent $38 million federal project at the refuge sought to return the area to its natural state, restoring two miles of sand dunes and 4,000 acres of tidal marsh—the biggest effort of its kind on the East Coast.

“This was really a hydrology exercise, trying to redo the plumbing of the place,” Prime Hook refuge manager Al Rizzo says.

By removing human-made floodgates, the natural tidal water flows were restored, which should bring more sediment into the system and eventually serve as the foundation for more marsh plants. The work was completed in 2016, but there are still large areas of open water in the restoration area.

“This year was a pretty nice jump in terms of footprint, but how long it takes before everywhere is recovered is anyone’s guess,” Rizzo says. “But the objective was to get the water right. If we could get the hydrology right, then we felt that the vegetation could adapt.”

It could take up to eight years—a timeline Rizzo and his staff acknowledge may be too slow for the Saltmarsh Sparrow.

“I personally am impatient, I wish we were lousy with [Saltmarsh Sparrows],” Rizzo says. “But when I drive around and I look and I see places that I know were underwater three years ago that are now vegetated, it seems to be working. And it seems to be working at a pace we anticipated.”

In other words, Rizzo built it, and now he’s waiting to see if the Saltmarsh Sparrows will come.

Many at USFWS believe the Prime Hook saltmarsh restoration will ultimately help Saltmarsh Sparrows. But the project is too massive and too costly to be widely replicable across the sparrow’s range, says Weldon, the Atlantic Coast Joint Venture coordinator. While she too acknowledges the good work being done at Prime Hook, she calls it “the Cadillac of restoration projects.”

“Most of us don’t have $38 million to do a coastal restoration project,” she says.

A bit farther north, the Parker River National Wildlife Refuge in Newburyport, Massachusetts, is piloting other promising new saltmarsh conservation strategies that could more easily translate to other areas.

The Parker River refuge is pockmarked with ditches installed during various attempts at mosquito control dating back to the 1700s, says Nancy Pau, a USFWS wildlife biologist there. Today, sediment and debris have clogged many of the ditches, pooling water and drowning marsh grasses.

Pau says the refuge is using two strategies to solve the problem: “unplugging” some of the ditches to allow water to drain, and then “healing” the ditches by filling them with hay in an attempt to trap sediment and coax natural vegetation growth.

Despite the ditches, the marshes at Parker River are actually healthy, unlike those at Blackwater or Prime Hook. Pau’s effort is a preemptive action to expand habitat on a small budget before sea-level rise becomes a problem.

“We have a healthy marsh, so we aren’t really restoring, we are just helping the system maintain its function,” she says.

Weldon says the strategies being deployed at Parker River, and Prime Hook, and Blackwater will all be needed to save the Saltmarsh Sparrow.

“There is not a lot of time to figure it out, so we are all hands on deck,” she says. “We think we can do it if enough people get on this bus and do this kind of work.”

With so much effort, time, and money required to try to save a small, brown bird, some might wonder whether it’s all worth it.

“You could take the idea that they are an evolutionary dead end, so who cares?” ponders Elphick, the University of Connecticut conservation biologist. “But that’s what makes the natural world so interesting, is that you have all of these weird species and behaviors.”

Weldon agrees. And, she notes, Saltmarsh Sparrows aren’t the only birds threatened by climate change. They’re just the first.

“The way I see it, we can throw everything we’ve got at this bird and hopefully we’ll be successful and prevent further population decline,” Weldon says. Then she takes the glass-half-empty approach: “But let’s say we’re not, and we lose the Saltmarsh Sparrow. By the time that happens, hopefully we’ll know what to do…and be able to save the saltmarsh and the other birds there experiencing declines.”

What’s more, it’s not just about the birds. Human efforts to conserve or preserve wetlands will almost certainly benefit human coastal communities as seas invade.

In other words, by working to save Saltmarsh Sparrows, we could be saving ourselves.

“A healthy bird population means a healthy marsh, and a healthy marsh creates healthy human communities,” Weldon says. “It’s all connected.”


Información de soporte

S1 Appendix. Full survey.

Text for full survey instrument used to evaluate outreach strategy for The Peregrine Fund’s American Kestrel Partnership. Text of survey was entered into the online survey software platform, Qualtrics, such that a skip logic questioning design was employed. For example, a “no” answer on Q1 would bring Q12 up as the next question that respondent sees.

S2 Appendix. Survey data.

Data from survey responses. Free form text answers were not analyzed and are thus not included here.

Tabla S1. Full and conditional model-averaged estimates from linear (Participation score) and generalized linear models (Perception of learning and agreement with message).

For each response variable (first column), we present the coefficients (β), standard errors (SE), z values (z), and p values (p) of the predictor variables.