Εκτίμηση βιομετρικών παραμέτρων σε μύδια (Mytilus sp.) απο ψηφιακές φωτογραφίες

Abstract

Ο γόνος των μυδιών αποτελεί ένα σημαντικό στοιχείο των παράκτιων οικοσυστημάτων που ενώνει την υδάτινη στήλη με το βενθικό σύστημα. Κατά την περίοδο της εγκατάστασης, τα νεαρά μύδια εγκαθίστανται στο σκληρό υπόστρωμα με πολύ υψηλή αφθονία. Οι μελέτες των βιοκοινωνιών των μυδιών περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, εκτίμηση της αφθονίας τους στο υπόστρωμα και μέτρηση των βιομετρικών χαρακτηριστικών των μυδιών όπως το μήκος του κελύφους και το ατομικό βάρος. Η μέτρηση αυτών των χαρακτηριστικών είναι σε πολλές περιπτώσεις επίπονη αφού περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό ατόμων, συνήθως με μικρό μέγεθος. Η παρούσα εργασία στοχεύει στη δημιουργία μιας νέας, πιο γρήγορης μεθόδου για την εκτίμηση αυτών των παραμέτρων μέσω ψηφιακών φωτογραφιών. Η μέθοδος που προτείνεται βασίζεται σε ένα εξειδικευμένο λογισμικό το οποίο πραγματοποιεί αυτόματη αναγνώριση και καταμέτρηση των μυδιών στις ψηφιακές φωτογραφίες καθώς επίσης και εκτίμηση της επιφάνειας του κελύφους των μυδιών. Το μήκος του κελύφους και το βάρος των μυδιών εκτιμήθηκε ακολούθως από τις σχέσεις [Επιφάνεια κελύφους – Μήκος κελύφους] και [Επιφάνεια κελύφους – Νωπό βάρος]. Οι σχέσεις αυτές προέκυψαν από ένα δείγμα 165 μυδιών που συλλέχθηκαν από τον Αμβρακικό Κόλπο το καλοκαίρι του 2016. Στο δείγμα των μυδιών που χρησιμοποιήθηκε το μήκος του κελύφους ήταν από 3.7mm έως 74mm και το ατομικό νωπό βάρος από 0.005g έως 15.89g. Η επιφάνεια του κελύφους έδειξε ισχυρή συσχέτιση τόσο με το μήκος του κελύφους [Επιφάνεια (mm2)] =1.361.[Μήκος (mm)]0.523 (R2=0.995), όσο και με το βάρος [Επιφάνεια (mm2)] =0.008.[Βάρος (g)] – 0.360 (R2=0.986). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η επιφάνεια του κελύφους των μυδιών είναι μια παράμετρος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση του μήκους και του βάρους των μυδιών. Η προτεινόμενη μέθοδος φάνηκε ότι μπορεί να καταμετρά με ακρίβεια τα μύδια στις ψηφιακές εικόνες εξοικονομώντας χρόνο και προσφέροντας τη δυνατότητα καταμέτρησης μεγάλου αριθμού ατόμων.

ABSTRACT

Mussel spat can be an important component of coastal ecosystems acting as a link between the pelagic and benthic systems. During recruitment periods, mass settlement of juvenile mussels is often observed mainly on the hard substrates, forming dense aggregations. The study of such mussel communities includes, among other, estimations concerning mussel abundance, average individual weight and shell-length frequency distributions. Yet, acquisition of such information can be a cumbersome procedure as it usually involves the counting and handling of thousands of individuals. Aiming to the reduction of the requisite effort for obtaining the aforementioned parameters, we propose a new method based on digital images of mussel samples. The proposed method uses a specialized software that permits automatic recognition of mussels and the scale in the image, along with batch image processing. Apart from the automatic counting of individuals in the image, the software estimates the surface of each mussel (mm2). Length and weight of individuals are subsequently estimated by [Surface–Length] and [Surface–Weight] equations. These equations were created from a sample of 165 mussels (Mytilus sp.) collected in Amvrakikos Gulf (Western Greece) in summer 2016. Individual shell length and weight in the sample ranged from 3.7 to 74mm and from 0.005 to 15.89g, respectively. Subsequently, shell surface of each mussel was estimated by the software. Both shell-length and weight were strongly correlated with shell surface by the relationships: [Surface (mm2)] =1.361.[Length (mm)]0.523 (R2=0.995) and [Surface (mm2)] =0.008.[Weight (g)] – 0.360 (R2=0.986). The digital method allows fast and accurate enumeration of the individuals in the images as well as length and weight estimation of all individuals in the sample, resulting to a large data set concerning length and weight frequency distributions of mussel populations.