Смартфоны стали инструментами мониторинга биоразнообразия

В апреле 2025 года более 100 тысяч человек из почти 700 городов по всему миру одновременно отправились на улицы, в парки и заповедники с одной миссией — документировать как можно больше растений и животных в городской среде. За несколько дней участники City Nature Challenge провели более 3,3 миллионов наблюдений за более чем 73 000 видов, тысячи из которых находятся под угрозой исчезновения. ИНФРАГРИН публикует обзор, как смартфон превратился в исследовательский инструмент, а каждый любознательный человек – в соавтора глобальной базы данных о биоразнообразии Земли.

Гражданская наука в эпоху больших данных

Современные цифровые технологии кардинально трансформируют способы изучения и мониторинга природных экосистем, предоставляя широкой общественности беспрецедентные возможности участия в научных исследованиях. Если раньше сбор биологических данных был прерогативой узкого круга профессиональных ученых, то сегодня миллионы людей по всему миру могут вносить значимый вклад в понимание биоразнообразия и экологических процессов благодаря мобильным технологиям.

Гражданская наука, или научное волонтерство, представляет направление, где непрофессионалы активно участвуют в научных исследованиях и помогают ученым собирать и анализировать данные. Хотя сама идея участия общественности в научной деятельности восходит к временам великих географических открытий и первых натуралистических экспедиций, современные цифровые технологии многократно усилили ее потенциал.

Цифровые платформы и искусственный интеллект трансформируют охрану природы, обеспечивая глобальный мониторинг инфраструктуры, прогнозирование угроз и эффективное восстановление экосистем. Анализ ведущих цифровых платформ показывает, что эти приложения не только упрощают процесс документирования природных явлений, но и создают глобальные базы данных, используемые профессиональными исследователями для решения актуальных экологических задач — от мониторинга изменений климата до отслеживания миграций животных и распространения инвазивных видов.

Архитектура глобального биоразнообразия

iNaturalist: социальная сеть для природы. Координатором апрельского City Nature Challenge выступила некоммерческая организация iNaturalist, управляющая одноименным приложением. Эта платформа представляет собой совместный проект Калифорнийской академии наук и National Geographic, объединяющий в своей базе данных 380 тысяч видов растений, животных, насекомых и грибов. Но это не просто база фотографий и справочной информации — это настоящая социальная сеть, где более 2 миллионов любителей природы и ученых обмениваются данными о встреченных организмах.

Функциональность приложения позволяет определять виды в режиме реального времени. Пользователи фотографируют растение или животное, выбирают объект из базы данных, отмечают дату, время и место находки. Публикации помогают ботаникам, биологам и экологам собирать данные, а зарегистрированные пользователи могут комментировать записи других участников и задавать вопросы экспертам.

Особенность платформы — возможность создавать тематические проекты для привлечения интереса пользователей к определенным территориям или группам организмов. Например, куратором гербария МГУ Алексеем Серегиным созданы 84 проекта по региональным флорам России и проект-зонтик «Флора России». Приложение принципиально бесплатное, без рекламы и встроенных покупок.

eBird: миллиард наблюдений за птицами. Если iNaturalist охватывает все живое, то eBird фокусируется исключительно на пернатых, но делает это с невиданной тщательностью. Запущенная в 2002 году Корнельской лабораторией орнитологии и Национальным обществом Одюбона, эта онлайн-база данных предоставляет ученым, исследователям и натуралистам-любителям данные в реальном времени о распространении и численности птиц.

Цифры впечатляют: по состоянию на май 2021 года через эту глобальную базу данных было зарегистрировано более одного миллиарда наблюдений за птицами, причем в последние годы ежегодно регистрируется более 100 миллионов новых записей. eBird документирует не только присутствие или отсутствие видов, но и их численность через данные контрольных списков.

Веб-интерфейс позволяет участникам отправлять свои наблюдения или просматривать результаты через интерактивные запросы к базе данных. Интернет-инструменты ведут персональные записи о птицах и позволяют пользователям визуализировать данные с помощью интерактивных карт, графиков и гистограмм. Система поддерживает общие названия птиц на 55 языках с 39 региональными версиями, что делает ее действительно глобальной.

Ботанические и специализированные платформы

PlantNet: глобальная идентификация растений. Pl@ntNet представляет приложение, позволяющее идентифицировать растения, просто фотографируя их смартфоном. Это особенно полезно, когда рядом нет ботаника. Pl@ntNet также является крупным проектом гражданской науки: все растения, которые пользователи фотографируют, собираются и анализируются учеными по всему миру для лучшего понимания эволюции растительного биоразнообразия и его лучшего сохранения.

Приложение позволяет идентифицировать и лучше понимать все виды растений, живущих в природе: цветущие растения, деревья, травы, хвойные, папоротники, лианы, дикие салаты, кактусы и многие другие. PlantNet также может идентифицировать большое количество культурных растений в парках и садах, но это не его основная цель.

В настоящее время Pl@ntNet позволяет распознавать около 20000 видов. Это еще далеко от 360000 видов, живущих на Земле, но Pl@ntNet становится богаче каждый день благодаря вкладу наиболее опытных пользователей^[13]. Чем больше визуальной информации пользователи предоставляют Pl@ntNet о наблюдаемом растении, тем точнее идентификация.

Flora Incognita: ИИ для определения дикорастущих растений. Flora Incognita представляет приложение, использующее высокоточные алгоритмы на основе искусственного интеллекта для распознавания дикорастущих растений, даже когда они еще не цветут. Пользователи могут сфотографировать растение, узнать его название и получить всю желаемую информацию с помощью информационного листа.

В приложении Flora Incognita можно легко просмотреть все собранные находки растений в списке наблюдений, а карты показывают, где были найдены растения. Приложение бесплатно и без рекламы, поскольку является частью научно-исследовательского проекта, направленного на улучшение охраны природы. Собранные наблюдения используются для ответа на вопросы научных исследований, которые касаются, например, распространения инвазивных видов или влияния изменения климата на биотопы.

eButterfly: специализированный мониторинг бабочек. eButterfly представляет постоянно растущую глобальную онлайн-базу данных записей о бабочках от тысяч наблюдателей за бабочками по всему миру. Этот бесплатный ресурс позволяет легко отслеживать наблюдаемых бабочек, делая наблюдения открыто доступными для науки, образования и охраны природы.

Мобильное приложение eButterfly позволяет собирать наблюдения и сохранять их в веб-аккаунте eButterfly. Пользователи могут фотографировать любую встреченную бабочку, и передовой компьютерный ИИ поможет идентифицировать ее. Приложение способствует научным исследованиям, используя методы контрольного списка и подсчета, которые предоставляют жизненно важную информацию для природоохранных действий.

Российский размах: от Петербурга до Камчатки

Россия имеет уникальные традиции в области фенологических наблюдений — систематического изучения сезонных явлений в природе. Фенологическая сеть Русского географического общества с 1848 года получает наблюдения от добровольцев со всей страны. За это время в архиве было собрано более 2,5 миллионов карточек с наблюдениями — от первого цветения черемухи до прилета грачей.

"Окружающий мир РГО": 170 лет традиций в цифровом формате.

Русское географическое общество выпустило мобильное приложение "Окружающий мир РГО", главная задача которого — упростить, ускорить и повысить качество сбора и анализа данных по фенологии, то есть информации о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, которые определяют эти сроки. Приложение доступно для Android и iOS и работает даже без подключения к интернету.

Фенологическая сеть РГО с 1848 года получает наблюдения от добровольцев со всей России. Раньше такая информация собиралась на карточках, а с 2016 года — на веб-портале. В России наблюдения за сезонными изменениями в природе ведутся уже более 170 лет, и за это время в архиве было собрано более 2,5 млн карточек с наблюдениями.

Мобильное приложение Русского географического общества "Окружающий мир РГО" стало цифровым продолжением этой вековой традиции. Главная задача приложения — упростить, ускорить и повысить качество сбора и анализа данных по фенологии. Особенность приложения — возможность работы даже без подключения к интернету, что критически важно для удаленных регионов России.

Благодаря мобильному приложению можно больше не брать полевой дневник для записи наблюдений — достаточно карманного устройства. В приложении можно сразу загрузить фотографии и описания объектов, а также узнать о различных конкурсах и новостях по теме фенологии. Фенологические наблюдения представляют значительную научную ценность, позволяя современным исследователям не только прогнозировать характер глобального потепления на планете, но и планировать развитие сельского хозяйства с учетом изменений климата.

Цифровой гербарий МГУ: краудсорсинговая наука. Московский университет реализует уникальный проект по вовлечению граждан в обработку научных коллекций. Платформа "Помогатор" Цифрового гербария МГУ привлекает пользователей к обработке более 50 000 ежегодно оцифровываемых образцов растений. Волонтеры вводят метаданные — геолокацию, дату сбора, идентификацию видов, проходя предварительное тестирование на точность.

Механизм взаимной верификации данных обеспечивает научную валидность информации: два независимых пользователя должны подтвердить правильность записи. Эта информация используется в исследованиях инвазивных видов и климатически обусловленных миграций флоры.

В науку без специальных навыков

Данные, собранные через приложения гражданской науки, играют все более важную роль в профессиональных научных исследованиях. База данных eBird использовалась учеными для определения связи между миграциями птиц и муссонными дождями в Индии, подтверждая традиционные знания. Она также применялась для выявления изменений в распространении птиц из-за изменения климата и помощи в определении миграционных маршрутов.

Сотни тысяч наблюдений, созданных и идентифицированных сообществом eButterfly, передаются в Глобальный информационный фонд биоразнообразия (GBIF), где они используются для продвижения научного понимания биоразнообразия через открытые данные и открытую науку.

Международные платформы, такие как iNaturalist и eBird, объединяют миллионы людей, которые делятся своими наблюдениями, помогая ученым собирать ценные данные о природе. В России и других странах также созданы аналогичные организации и онлайн-проекты, в которых можно участвовать удаленно и без специальных навыков.

Скучные организмы и этические дилеммы

Несмотря на очевидные преимущества, краудсорсинговые данные сталкиваются с серьезными вызовами. Систематические ошибки идентификации, географические и таксономические смещения выборок требуют разработки специальных методов статистической коррекции. Не все регионы и группы организмов представлены в базах данных равномерно — городские территории и харизматичные виды привлекают больше внимания, чем отдаленные экосистемы и «скучные» организмы.

Особую проблему представляет конфиденциальность геолокационных данных редких видов. Публикация точных координат находок исчезающих растений или животных может привести к их браконьерскому сбору или беспокойству. Платформы вынуждены балансировать между открытостью науки и необходимостью охраны природы, автоматически скрывая или «размывая» координаты особо уязвимых видов.

Цифровое неравенство также влияет на представительность данных. Доступность смартфонов и интернета неравномерна по планете, что создает пробелы в данных именно для тех регионов, где биоразнообразие наиболее богато и наименее изучено — тропических лесов Африки, Амазонии, отдаленных островов.

Будущее планетарного мониторинга

Следующее поколение технологий обещает еще более революционные изменения. Интеграция с IoT-сенсорами и автономными системами позволит создать сети непрерывного мониторинга. Развитие edge computing даст возможность обрабатывать данные прямо на устройствах, снижая зависимость от интернет-соединения. Блокчейн-технологии могут обеспечить новые механизмы верификации наблюдений и стимулирования участников.

Институциональное развитие также набирает обороты. Обсуждается стандартизация протоколов сбора данных, создание международной координационной структуры для citizen science проектов, интеграция в образовательные программы разных уровней. Ряд стран рассматривает возможность признания краудсорсинговых данных в государственной экологической статистике.

Цифровые приложения для наблюдения за природой представляют собой революционный инструмент современной науки, демократизирующий процесс научных исследований и создающий беспрецедентные возможности для глобального мониторинга биоразнообразия. Анализ ведущих цифровых платформ показывает, что эти технологии успешно преодолевают традиционные барьеры между профессиональными учеными и общественностью, создавая мощную сеть добровольных наблюдателей, охватывающую все континенты.

Многообразие специализированных приложений — от универсальных платформ вроде iNaturalist до узконаправленных инструментов для орнитологии, ботаники и фенологии — обеспечивает комплексный подход к изучению природных экосистем. Внедрение технологий искусственного интеллекта и машинного обучения значительно повысило точность идентификации видов и упростило процесс участия для пользователей без специальной подготовки.

Научная ценность данных, собранных через эти платформы, подтверждается их широким использованием в профессиональных исследованиях климатических изменений, миграционных паттернов и динамики популяций. Глобальные базы данных, формируемые усилиями миллионов добровольцев, становятся незаменимым ресурсом для принятия обоснованных решений в области охраны природы и экологического планирования.

City Nature Challenge 2025 года продемонстрировал зрелость этой экосистемы: за несколько дней обычные люди с помощью мобильных устройств создали научную базу данных, сопоставимую по объему с результатами многолетних экспедиций прошлого. Дальнейшее развитие этих технологий и расширение участия общественности в гражданской науке открывает новые горизонты для понимания и сохранения планетарного биоразнообразия в эпоху глобальных экологических вызовов.

Каждое мобильное устройство сегодня — это потенциальная исследовательская станция, каждый заинтересованный человек — соавтор глобальной энциклопедии жизни на Земле. И эта энциклопедия пишется прямо сейчас, одним наблюдением за раз.

Перечень открытых API и технических стандартов

Основные API для интеграции:

iNaturalist API v1
- Ссылка: api.inaturalist.org/v1/
- Функции: поиск наблюдений, таксономия, идентификация
- Лимиты: 10,000 запросов/час
- Формат данных: JSON, XML
eBird API v2
- Ссылка: ebird.org/ws2.0/
- Функции: данные наблюдений, горячие точки, статистика
- Лимиты: 100 запросов/минуту
- Формат данных: JSON
GBIF API
- Ссылка: api.gbif.org/v1/
- Функции: доступ к глобальным биологическим данным
- Лимиты: без ограничений для некоммерческого использования
- Формат данных: JSON, XML, CSV
PlantNet API
- Ссылка: my-api.plantnet.org/
- Функции: идентификация растений по фото
- Лимиты: 500 запросов/день (бесплатно)
- Формат данных: JSON