Viața este mișcare: perspectivele cercetării telemetrice • Elena Naimark • Stiri științifice despre "Elemente" • Ichthyology, Technology, Biotechnology

Viața este mișcare: perspectiva cercetării telemetrice

Fig. 1. Senzorii radio atașați la mai multe femei din rechinul alb au transmis date pe sateliți prin sateliți timp de doi ani. Acest lucru a făcut posibilă identificarea unui ciclu bienal asociat migrațiilor de împerechere, a sarcinii și a nașterii puilor, pentru a determina "locurile de livrare" ale acestui pește însetat de sânge și rar. Fotografie de la M. L. Domeier, N. Nasby-Lucas, 2013. Migrația de doi ani a rechinilor albi (Carcharodon carcharias) dezvăluie zone de pepinieră foarte separate

Un grup de oceanografi a prezentat o imagine de ansamblu asupra unei zone promițătoare de cercetare – observații telemetrice ale vieții marine. Tehnologiile moderne deschid posibilități largi de utilizare a telemetriei: senzorii au devenit multifuncționali, miniaturali, economizanți de energie și energetici. Cu ajutorul acestora, puteți urmări mișcările diferitelor specii de animale vertebrate și nevertebrate, atât la nivel local cât și la scară planetară, conectând aceste date la măsurători ale diferiților parametri de mediu. Deci, o cantitate imensă de informații noi devin disponibile pentru oceanografi și ecologiști.

În construcțiile ecologice și în genetica populației, un organism este adesea perceput ca un subiect al nevoilor fiziologice, ca purtător de informații genetice, ca un purtător al unuia sau altui model comportamental.Dar unde, cum și de ce are toate acestea? Mișcările unui organism reflectă în mod direct conexiunea acestuia cu spațiul din jur, prin urmare, este important să înțelegem căile de mișcare ale organismelor individuale și nu doar grupurile întregi.

Până de curând a fost foarte dificil să se studieze migrația: spațiile sunt uriașe, iar capacitățile de urmărire au fost foarte limitate. Migrația a fost evaluată prin date indirecte – au fost înregistrate locurile de reintroducere a persoanelor etichetate, mișcările grupurilor de animale au fost monitorizate, iar animalele mari au fost observate de la elicoptere. Cu doar treizeci de ani în urmă, a fost publicată prima lucrare privind telemetria – pentru 17 zile a fost înregistrată poziția rechinului de balenă de lângă suprafața apei (I. G. Priede, 1984. Un rechin baskingCetorhinus maximus) urmărit de satelit împreună cu teledetecția simultană). Înregistrarea a fost efectuată utilizând un semnal radio care a fost transmis la sistemul prin satelit. Astfel sa determinat poziția rechinului în spațiu.

Dar, în ultimele două decenii, tehnologia a evoluat rapid, astfel încât telemetria sa schimbat de atunci. Semnalele radio din transmițătoare combinate cu semnale acustice, comunicațiile prin satelit s-au îmbunătățit complet, transmițătoarele au devenit miniaturizate (transmițătorul radio acum cântărește aproximativ 1,4 grame)Durata de viață a elementului energetic al transmițătorului este acum măsurată în ani, au fost dezvoltate baze de date globale … Toate acestea au extins în mod semnificativ domeniul de aplicare al acestor studii și setul de animale care pot transporta transmițătorul. De la începutul secolului XXI, au fost deja publicate circa o mie de lucrări de telemetrie acustică și prin satelit. Perspectivele unor astfel de cercetări sunt colosale. Iată câteva exemple de descoperiri deja făcute.

Țestoasele de mare fac migrații transoceanice – acest lucru a fost descoperit prin telemetrie. Transmițătorii radio sunt atașați la cochilia de broască țestoasă, iar când apare să inhaleze, semnalul este transmis către satelit (figura 2). Când țestoasa este sub apă, transmițătorul se oprește, economisind energie. La coordonatele transmițătorului se formează calea broaștei (vezi video).

Fig. 2. Cărți anuale ale mai multor țestoase din piele de piele de sex feminin după ovipoziție (persoanele sunt marcate fiecare după culoare și prin scrisoare). Au plecat într-o călătorie peste Oceanul Atlantic, mănâncă ceea ce vine de-a lungul drumului, rar oprindu-se chiar și în locuri cu o concentrație ridicată de alimente. Astfel de mișcări îndepărtate, non-stop sunt foarte diferite de migrațiile obișnuite ale alimentelor de țestoase din piele, care încă nu au depus ouă. Planificați din articol în discuție știință cu referire la lucrarea inițială a lui G. C. Hays și colab., 2006.Miscări flexibile de hrănire a țestoaselor din piele nord-Atlantic

În același mod, timp de mai multe luni, au urmat mișcările misterioase de anghilă europene, care au pornit de pe țărmurile Europei și au navigat peste o mie de kilometri spre Marea Sargaselor; pentru migrațiile verticale și orizontale ale balenelor, rechinilor, tonului, calmarului. Trebuie remarcat faptul că lucrările privind migrarea peștilor de somon și a rechinilor sunt considerate relevante din punct de vedere economic, astfel încât aceste studii sunt cele mai importante. Există însă și mai multe obiecte exotice de cercetare telemetrică, cum ar fi squidul gigantic (W. F. Gilly et al., 2006. Migrațiile verticale și orizontale de squidul jumbo Dosidicus gigas dezvăluită prin etichetarea electronică) și creveți (M. D. Taylor, A. Ko, 2011. Monitorizarea cremelor de rege marcate acustic Penaeus (Melicertus) plebejus într-o lagună de estuarină).

Desigur, capacitățile senzorilor sunt mult mai sofisticate decât simpla înregistrare a coordonatelor. Senzorii măsoară simultan temperatura, salinitatea apei, viteza de curgere (adică viteza de mișcare a "secții"). Din acest motiv, sarcinile de cercetare sunt diversificate și complicate. Deci, sa demonstrat că o mortalitate ridicată în populația leului nord-vestic este rezultatul dărâmării rechinilor polari (M. Horning, J.E. Mellish, 2014)Somniosus pacificus) pe leii de mare Steller (Eumetopias jubatus) în Golful Alaska). Înainte ca rechinii polari să nu considere un inamic important al leului de mare, dar sa dovedit așa.Sa constatat prin compararea diferitelor citiri ale senzorilor implantați în peretele abdominal al sigiliilor. Senzorii au monitorizat temperatura, adâncimea, locația și lumina. Senzorii au avut o flotabilitate pozitivă și, dacă lumina a fost înregistrată, aceasta însemna că senzorul plutea la suprafață și ceva sa întâmplat cu sigiliul. Ceea ce sa întâmplat exact a fost determinat de dinamica temperaturii: dacă lumina a fost detectată imediat sau ceva timp după o scădere bruscă a temperaturii, aceasta a indicat moartea violentă și, dacă temperatura a scăzut treptat, atunci moartea a fost naturală. Rechinii polari, după cum sa dovedit, atacă tânărul sigiliu: aproximativ jumătate dintre animalele etichetate cu senzori de la un an și jumătate până la patru ani au murit din cauza atacurilor de rechin. "Personalitatea" prădătorilor a sugerat, din nou, în funcție de măsurătorile de temperatură ale acelor senzori care au apărut în corpul rechinului după o cină reușită, printre toți periculoșii pentru lei de mare ai prădătorilor numai rechinii polari sunt temperatura corpului aproape de temperatura apei.

Un exemplu interesant este studiul comportamentului de hrănire al sigiliilor nordice ale elefantului, realizat cu ajutorul senzorilor combinați montați pe fălcile animalelor (Y. Naito et al., 2013.Descoperirea misterelor unei diete mesopelagice: un prădător mare de vârf specializat pe pradă mică). Ei au permis să înregistreze nu numai parametrii de mediu, ci și mișcările fălcilor. Sa constatat că în zonele mesopelagice (zonele din coloana de apă la o adâncime de 200-1000 de metri, vezi zona mezopelatică) se află furajele de elefant, iar păsările lor constau în animale mici, de aproximativ 10-20 cm (fig.3). Deci, sigiliile elefantului nu sunt deloc pretentioase – in mod surprinzator, orice mica este potrivita pentru a manca aceste giganti mari tari. Cel mai probabil, ei nu pot nici măcar să distingă între pradă.

Fig. 3. Harta tridimensională a mișcărilor unuia dintre cele patru sigilii de elefant cu senzori de telemetrie atașați. Linia albă este calea unei scufundări plutitoare și se ridică la suprafață. Puncte roșii momente marcate de mișcare a fălcilor. Se vede clar că elefantul marin captează peștele la o anumită adâncime și că scopul principal al scufundărilor sale este tocmai extragerea de alimente. Diving non-JME – scufundări fără mișcări ale fălcilor. Figura din articolul discutat în știință cu referire la articolul original al lui Y. Naito et al., 2013. Înțelegerea dietăului mesopelagic: un prădător mare de vârf specializat pe pisica mică

Comparațiile mișcărilor speciilor care formează vârfurile piramidei alimentare sunt, de asemenea, curioase. Ele arată modul în care speciile delimitează spațiul din cauza concurenței sau din alte motive (figura 4).Sau, dimpotrivă, se pare că potențialii concurenți coexistă perfect și se hrănesc cu aceeași arie de apă. Astfel de concluzii sunt posibile doar ca urmare a observațiilor telemetrice pe termen lung și pe scară largă.

Fig. 4. Migrațiile de primăvară a balenelor cu cocoașă (balene cu cocoașă) și balenele cu cap de cap (balene cu capul). Linii colorate schițează zonele de localizare principală a balenelor etichetate timp de trei ani (din 2008 până în 2010). Humpback-urile se hrănesc cu krill, în timp ce balenele Groenlandei se hrănesc cu pești mici care consumă krill. Migrațiile acestor două specii sunt separate în timp și spațiu. Dar, după cum arată datele, în viitorul apropiat, din cauza încălzirii, balenele cu cocoașă și balenele polare își pot extinde gama și pot începe să concureze în aceeași zonă a apei. Figura din articolul discutat în știință cu referire la articolul inițial al lui K.L. Laidre, M.P. Heide-Jørgensen, 2012. Împărțirea de primăvară a golfului Bay, vestul Groenlandei, de balene din Arctica și Subarctic baleen

Autorii studiului consideră că este deosebit de important să se utilizeze telemetria pentru a colecta date oceanografice diferite care sunt inaccesibile prin alte mijloace. Într-adevăr, este dificil să se obțină informații fiabile, de exemplu, asupra condițiilor din gheață. Dar prin atașarea unui senzor multifuncțional la unul sau altul locuitor polar activ, astfel de informații pot fi obținute relativ ușor.Astfel, albii narwhali și beluga "au explorat" masa de apă sub gheața arctică, leii de mare s-au dovedit a fi indispensabili "cercetători" ai apelor din Antarctica de Sud.

O bună bază tehnologică pentru diferite proiecte telemetrice a fost acum dezvoltată. Avem nevoie de eforturi coordonate de lucru asupra acestor proiecte și de combinarea tuturor acestor date într-o singură rețea. O astfel de asociere va da o imagine generală la scară largă a vieții reale pe planeta noastră.

Sursa: Nigel E. Hussey și colab. Telemetria animalelor acvatice: o fereastră panoramică în lumea subacvatică // știință. 2015. V. 348. P. 1221. DOI: 10.1126 / science.1255642.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

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