Život je pohyb: perspektívy telemetrického výskumu • Elena Naimarková • Vedecké správy o "prvkoch" • Ichthyology, Technology, Biotechnology

Život je pohyb: perspektíva telemetrického výskumu

Obr. 1. Rádiové snímače pripojené k niekoľkým ženám z bieleho žraloka prenášali údaje o družiciach prostredníctvom satelitov dva roky. Toto umožnilo identifikovať dvojročný cyklus spojený so sprievodnými migráciami, tehotenstvom a narodením mláďat, s cieľom určiť "miesta doručenia" krvilačných a vzácnych rýb. Foto od M. L. Domeiera, N. Nasby-Lucas, 2013. Dvojročná migrácia žien bieleho žraloka (Carcharodon carcharias) odhaľuje rozľahlé oblasti škôlky

Skupina oceánografov predstavila prehľad sľubnej oblasti výskumu – telemetrické pozorovania morského života. Moderné technológie otvárajú široké možnosti využitia telemetrie: snímače sa stali multifunkčnými, miniatúrnymi, energeticky úspornými a energeticky náročnými. Svojou pomocou môžete sledovať pohyby rôznych druhov stavovcov a bezstavovcov, a to lokálne i na planetárnom meradle, ktoré spájajú tieto údaje s meraniami rôznych environmentálnych parametrov. Pre oceánografov a ekológov sa tak stáva veľké množstvo nových informácií.

V ekologických konštrukciách a genetike populácie sa organizmus často vníma ako subjekt fyziologických potrieb ako nosič genetických informácií ako nosič jedného alebo iného správania.Ale kde, ako a prečo nesie toto všetko? Pohyby organizmu priamo odrážajú jeho spojenie s okolitým priestorom, preto je dôležité pochopiť cesty pohybu jednotlivých organizmov a nielen celé skupiny.

Donedávna bolo veľmi ťažké študovať migráciu: priestory sú obrovské a sledovacie schopnosti boli veľmi obmedzené. Migrácia bola posudzovaná nepriamymi údajmi – zaznamenali sa miesta opätovného vstupu označených jedincov, monitorovali sa pohyby zvieracích klastrov a pozorovali sa veľké zvieratá z helikoptér. Len pred tridsiatimi rokmi bola zverejnená prvá práca na telemetrii – 17 dní bolo zaznamenané postavenie žraloka veľrybího pri hladine vody (I. G. Priede, 1984).Cetorhinus maximus) sledované satelitom spolu so súčasným diaľkovým snímaním). Registrácia bola vykonaná pomocou rádiového signálu, ktorý bol vyslaný do satelitného systému. Tak sa určila pozícia žraloka v priestore.

Ale v posledných dvoch desaťročiach sa technológia rýchlo vyvíjala, takže telemetria sa odvtedy zmenila. Rádiové signály vysielačov v kombinácii s akustickými signálmi, satelitná komunikácia sa úplne zlepšila, vysielače sa stali miniatúrnymi (rádiový vysielač teraz váži asi 1,4 gramu)Životnosť energetického prvku vysielača sa teraz meria v rokoch, rozvinuli sa globálne databázy … To všetko významne rozšírilo rozsah takýchto štúdií a súbor zvierat, ktoré môžu prenášať vysielač. Od začiatku XXI. Storočia už bolo publikovaných približne tisíc príspevkov na akustickú a satelitnú telemetriu. Vyhliadky na takýto výskum sú kolosálne. Tu je len niekoľko príkladov už objavených objavov.

Morské korytnačky vytvárajú transoceanické migrácie – to bolo objavené telemetriou. Rádiové vysielače sú pripojené k plášťu korytnačky a keď sa objaví vdychovanie, signál sa prenáša na satelit (obrázok 2). Keď je korytnačka pod vodou, vysielač sa vypne a šetrí energiu. Na súradniciach vysielača sa objavuje cesta korytnačky (pozri video).

Obr. 2. Každoročné cesty niekoľkých ženských kožušinových korytnačiek po ovipoze (jednotlivé osoby sú označené podľa farby a listom). Vypravili sa na cestu cez Atlantický oceán, jesť to, čo prichádza po ceste, zriedka zastaviť aj na miestach s vysokou koncentráciou jedla. Takéto vzdialené, non-stop pohyby sú veľmi odlišné od bežných potravinových migrácií kožušinových korytnačiek, ktoré ešte nekladú vajcia. Rozvrh z článku v diskusii veda s odkazom na pôvodnú prácu G. C. Haysa a kol., 2006.Flexibilné pohyby krmív kožušinových korytnačiek cez severný Atlantický oceán

Rovnako, počas niekoľkých mesiacov sledovali tajomné pohyby európskych úhorov, ktoré začali od brehov Európy a plavili sa viac ako tisíc kilometrov do Sargasského mora; pre vertikálnu a horizontálnu migráciu veľrýb, žralokov, tuniakov, kalmárov. Treba poznamenať, že práca na migrácii rýb a žralokov z lososa sa považuje za dôležitú z ekonomického hľadiska, preto sú takéto štúdie najviac. Existujú však aj exotické objekty telemetrického výskumu, ako sú obrie kalamáre (W.F. Gilly et al., 2006). Vertikálne a horizontálne migrácie kalmárne Dosidicus gigas odhalené elektronickým označením) a kreviet (M. D. Taylor, A. Ko, 2011. Monitoring akusticky označených kráľovských krevety Penaeus (Melicertus) plebejus v lagúne v ústí rieky).

Samozrejme, schopnosti senzorov sú oveľa sofistikovanejšie ako jednoduchá registrácia súradníc. Snímače súčasne merajú teplotu, slanosť vody, rýchlosť prúdenia (to znamená rýchlosť pohybu "oddelenia"). Z tohto dôvodu sú výskumné úlohy rôznorodé a komplikované. Preto sa ukázalo, že vysoká úmrtnosť obyvateľov severozápadného morského leva je výsledkom predávania polárnych žralokov (M. Horning, J.E. Mellish, 2014).Somniosus pacificus) predávanie na Steller sea lions (Eumetopias jubatus) v Aljašskom zálive). Predtým, ako polárni žraloky nepovažujú nepriaznivého morského lva, ukázalo sa to.Bola zistená porovnaním rôznych hodnôt snímačov implantovaných do brušnej steny tesnenia. Snímače monitorovali teplotu, hĺbku, polohu a svetlo. Snímače mali pozitívnu vztlak, a ak bolo zaznamenané svetlo, znamenalo to, že senzor vznášal na povrch a niečo sa stalo s pečaťou. Čo sa presne stalo, bola určená teplotnou dynamikou: ak bolo svetlo okamžite zistené alebo nejaký čas po prudkom poklese teploty, naznačovalo to násilnú smrť a ak sa teplota postupne znižovala, smrť bola prirodzená. Polárni žraloky, ako sa ukázalo, napadli mladé tulene: približne polovica zvierat označených senzormi od jedného a pol do štyroch rokov zomrela na útoky žralokov. "Osobnosť" dravcov opäť navrhla podľa merania teploty tých senzorov, ktoré sa objavili v tele žraloka po úspešnej večeri, medzi všetkými nebezpečnými pre langi dravcov sú len polárne žraloky telesná teplota blízka teplote vody.

Zaujímavým príkladom je štúdium kŕmiaceho správania tuleňov severných slonov pomocou kombinovaných senzorov namontovaných na čeľustiach zvierat (Y. Naito et al., 2013.Odhaľovanie tajomstiev mesopelagickej stravy: veľký hlodavec predátor sa špecializuje na malú korisť). Umožnili zaregistrovať nielen environmentálne parametre, ale aj pohyby čeľustí. Zistilo sa, že sloní tesnení sa kŕmia v mesopelagickej zóne (oblasti vo vodnom stĺpci v hĺbke 200-1000 metrov, pozri mesopelagickú zónu) a ich korisť sa skladá z malých zvierat približne 10-20 cm (obrázok 3). Takže tuleňové slony nie sú vôbec vyberateľné – prekvapujúco je, že každá maličkosť je vhodná na to, aby si tieto mocné morské obra. S najväčšou pravdepodobnosťou nemôžu ani rozlíšiť medzi korisťami.

Obr. 3. Trojrozmerná mapa pohybov jednej zo štyroch tesnení slonov s pripojenými telemetrickými snímačmi. Biela čiara – Toto je cesta plávajúceho potápania a vystupuje na povrch. Červené bodky výrazné momenty pohybu čeľustí. Je zrejmé, že morský slon chyta ryby do určitej hĺbky a že hlavným účelom jeho ponorov je presne extrakcia jedla. Ponory bez JME – ponory bez pohybu čeľustí. Obrázok z diskutovaného článku v veda s odkazom na pôvodný článok Y. Naita a kol., 2013. Pochopenie mesopelagickej diéty: veľký vrcholový dravec sa špecializuje na malú korisť

Porovnávacie pohyby druhov, ktoré tvoria vrcholy potravinovej pyramídy, sú tiež zvedavé. Ukazujú, ako druh vymedzuje priestor kvôli konkurencii alebo iným dôvodom (obrázok 4).Alebo naopak, zdá sa, že potenciálni konkurenti dokonale existujú a kŕmia rovnakou vodnou plochou. Takéto závery sú možné len v dôsledku dlhodobých a rozsiahlych telemetrických pozorovaní.

Obr. 4. Jarné migrácie veľrybích hrbáčov (veľrybích hrbáčov) a veľrybovitých (veľrybích). Farebné čiary načrtáva oblasti hlavnej lokalizácie označených veľrýb na tri roky (od roku 2008 do roku 2010). Hrbatky sa kŕmia krillom, kým veľryby Grónska jedia malé ryby, ktoré konzumujú krill. Migrácie týchto dvoch druhov sú oddelené v čase a priestore. Ako však ukazujú údaje, v blízkej budúcnosti môžu kvôli otepľovaniu veľryby a polárne veľryby rozšíriť svoj rozsah a začať súťažiť v tej istej vodnej oblasti. Obrázok z diskutovaného článku v veda s odkazom na pôvodný článok K. L. Laidreho, M.P. Heide-Jørgensena, 2012. Jarná delenie zálivu West, Grónsko

Autori prieskumu považujú za mimoriadne dôležité používať telemetriu na zhromažďovanie rôznych oceánografických údajov, ktoré sú inými prostriedkami nedostupné. Je skutočne ťažké získať spoľahlivé informácie, napríklad o podmienkach pod ľadom. Ale pripojením multifunkčného snímača k jednému alebo inému aktívnemu polárnemu obyvateľovi sa takéto informácie dajú získať pomerne ľahko.Tak, narwhals a beluga biele "preskúmal" vodnú vrstvu pod ľadom v Arktíde, morské lvy sa ukázali ako nepostrádateľní "výskumníci" južných antarktických vôd.

Bol vyvinutý dobrý technologický základ pre rôzne telemetrické projekty. Potrebujeme koordinované pracovné úsilie v súvislosti s týmito projektmi a integráciu všetkých týchto údajov do jedinej siete. Takáto únia poskytne všeobecný rozsiahly obraz skutočného života na našej planéte.

zdroj: Nigel E. Hussey a kol. Telemetria vodných živočíchov: panoramatické okno do podmorského sveta // veda, 2015. V. 348. str. 1221. DOI: 10.1126 / science.1255642.

Elena Naimarková


Like this post? Please share to your friends:
Pridaj komentár

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: