Život je pokret: perspektive telemetrijskih istraživanja • Elena Naimark • Znanstvena vijest o "Elementama" • Ihtija, tehnologija, biotehnologija

Život je pokret: perspektiva telemetrijskih istraživanja

Sl. 1. Radio senzori pričvršćeni za nekoliko ženki bijelog morskog psa dali su podatke o satelitima preko satelita dvije godine. To je omogućilo identificiranje dvogodišnjeg ciklusa povezanog s migracijama parenja, trudnoćom i rađanjem mladunaca, kako bi se utvrdilo "mjesta isporuke" ove krvožedne i rijetke ribe. Fotografija M. L. Domeier, N. Nasby-Lucas, 2013. Dvije godine migracijske bijele ženske morske pse (Carcharodon carcharias) otkriva široko odvojena vrtića

Skupina oceanografa predstavila je pregled obećavajućeg područja istraživanja – telemetrijskih promatranja morskog života. Suvremene tehnologije otvaraju široke mogućnosti za korištenje telemetrije: senzori su postali višenamjenski, minijaturni, uštedjeli energiju i energetski intenzivni. Pomoću njih možete pratiti kretanje raznih vrsta kralježnjaka i beskralješnjaka, kako lokalno tako i planetarno, povezujući ove podatke s mjerenjima različitih parametara okoliša. Tako velika količina novih informacija postaje dostupna oceanografima i ekolozima.

U ekološkim konstrukcijama i populacijskoj genetici, organizam se često percipira kao subjekt fiziološke potrebe, kao nositelja genetske informacije, kao nositelja jednog ili drugog uzorka ponašanja.Ali gdje, kako i zašto sve ovo nosi? Pokreti organizma izravno odražavaju njegovu povezanost sa okolnim prostorom, stoga je važno razumjeti putove kretanja pojedinih organizama, a ne samo cjelovitih skupina.

Do nedavno je bilo vrlo teško proučavati migracije: prostori su ogromni, a mogućnosti praćenja bile su strogo ograničene. Migracija je prosuđena neizravnim podacima – zabilježene su lokacije ponovnog ulaska označenih osoba, pratili su se pokreti životinjskih klastera, a velikih životinja opaženo je iz helikoptera. Samo prije trideset godina objavljeno je prvo djelo na telemetriji – za 17 dana zabilježen je položaj morskog kitova blizu površine vode (I. G. Priede, 1984. Morski pas (Cetorhinus maximus) pratiti satelit zajedno s istodobnim daljinskim mjerenjima). Registracija je provedena korištenjem radio signala koji je prenesen na satelitski sustav. Tako je određen položaj morskog psa u prostoru.

Ali u posljednja dva desetljeća tehnologija se brzo razvijala, pa se telemetrija promijenila od tada. Radio signali u odašiljači u kombinaciji s akustičkim signalom, satelitska komunikacija je potpuno poboljšana, odašiljači su postali minijaturni (radio odašiljač sada teži oko 1,4 grama)Životni vijek odašiljača energetskog elementa mjeri se godinama, razvijene su globalne baze podataka … Sve to značajno je proširilo opseg takvih studija i skup životinja koje mogu nositi odašiljač. Od početka XXI. Stoljeća već je objavljeno oko tisuću radova na akustičkoj i satelitskoj telemetriji. Izgledi za takvo istraživanje su kolosalni. Evo samo nekoliko primjera već napravljenih otkrića.

Morske kornjače čine migracijske migracije – to je otkriven telemetrijom. Radio odašiljači su pričvršćeni na kornjašku školjku, a kad se pojavljuje za udisanje, signal se prenosi na satelit (slika 2). Kada se kornjača nalazi pod vodom, odašiljač se isključuje, štedi energiju. Na koordinatama odašiljača nalazi se put kornjače (vidi video).

Sl. 2. Godišnje staze nekoliko ženskih leatherback kornjača nakon ovipositiona (pojedinci su označeni po boji i pismo). Zaputili su se na putovanje preko Atlantskog oceana, jedu što dolazi cestom, rijetko se zaustavljaju čak i na mjestima s visokom koncentracijom hrane. Takvi daleki, neprekidni pokreti su vrlo različiti od uobičajenih migracija hrane kožarske kornjače, koje još nisu postavljale jaja. Raspored iz članka u raspravi znanost s obzirom na izvorni rad G. C. Hays i sur., 2006.Fleksibilni kretnji kruha kožnih kornjača preko Sjevernog Atlantskog oceana

Na isti su način, nekoliko mjeseci, pratili tajanstvene kretnje europskih jegulja, koje su započele s europskih obala i plovile više od tisuću kilometara do Sargasso mora; za vertikalne i horizontalne migracije kitova, morskih pasa, tune i lignje. Treba napomenuti da se rad na migraciji losos riba i morskih pasa smatra ekonomskim gledišta relevantnim, stoga su takve studije najviše. Ali postoje i egzotičniji objekti telemetrijskih istraživanja, poput divovskih lignja (W. F. Gilly i sur., 2006. Vertikalne i horizontalne migracije jumbo lignje Dosidicus gigas otkriven elektronskim obilježavanjem) i škampi (M.D. Taylor, A. Ko, 2011. Nadgledanje akustično obilježenih kraljskih škampi Penaeus (Melicertus) plebejus u estuarijskoj laguni).

Sada, naravno, sposobnosti senzora su mnogo sofisticiranija od jednostavne registracije koordinata. Senzori istodobno mjere temperaturu, slanost vode, brzinu protoka (to jest, zapravo, brzina kretanja "odjela"). Zbog toga su zadaci istraživanja raznovrsni i komplicirani. Dakle, dokazano je da je visoka smrtnost u populaciji sjeverozapadnog lava, rezultat zarobljavanja polarnih morskih pasa (M. Horning, J.E. Mellish, 2014.)Somniosus pacificus) predation na Stellerovim morskim lavovima (Eumetopias jubatus) u Aljaskom zaljevu). Prije nego što polarni morski psi nisu razmotrili bilo kakav značajni neprijatelj morskih lava, ali se to ispostavilo.Otkriveno je usporedbom različitih očitanja senzora ugrađenih u trbušni zid pečaćenja. Senzori su pratili temperaturu, dubinu, položaj i svjetlo. Senzori su imali pozitivan uzgon, a ako je snimljeno svjetlo, to znači da je senzor plutao na površinu i nešto se dogodilo s pečatom. Ono što se točno dogodilo određeno je dinamikom temperature: ako je svjetlost detektirana odmah ili neko vrijeme nakon snažnog smanjenja temperature, to je pokazalo nasilnu smrt, a ako se temperatura postupno smanjila, onda je smrt prirodna. Polarni morski psi, kako se ispostavilo, napadaju mlade pečate: otprilike polovica životinja označenih senzorima od jedne i pol do četiri godine umrla je od napada morskog psa. "Osobnost" grabežljivaca ponovo je, prema temperaturnim mjerenjima onih senzora koji su se pojavili u tijelu morskog psa nakon uspješne večere, među svim opasnim za morske lavove grabežljivaca samo polarni morski psi su tjelesna temperatura blizu temperature vode.

Zanimljiv primjer je proučavanje prehrambenog ponašanja sjevernih slonovskih pečata, izrađeno pomoću kombiniranih senzora montiranih na čeljusti životinja (Y. Naito et al., 2013.Razotkrivanje tajni mezopelagične prehrane: veliki predator grabežljivaca specijaliziran je za mali plijen). Dopušteni su registrirati ne samo parametre okoliša, već i kretanja čeljusti. Utvrđeno je da se slonovi brtvila hrane u mezopelagičnoj zoni (područja u vodenom stupcu na dubini od 200-1000 metara, vidi mezopelagičku zonu), a njihov plijen se sastoji od životinja male veličine, otprilike 10-20 cm (Slika 3). Znači, slonovi slonova uopće nisu izbirljivi – iznenađujuće, svaka sitnica pogodna je za jesti ove glasne morske divove. Najvjerojatnije ne mogu ni razlikovati plijen.

Sl. 3. Trodimenzionalna karta kretanja jednog od četiri slonova slonova s ​​telemetrijskim senzorima. Bijela crta – Ovo je put plutajućeg životinjskog ronjenja i diže se na površinu. Crvene točkice označenih trenutaka kretanja čeljusti. Jasno je vidljivo da slon na moru hvata ribu na određenoj dubini i da je glavna svrha njegovih ronjenja upravo ekstrakcija hrane. Ne JME zaroni – zaroni bez pokreta čeljusti. Slika iz raspravljanog članka u znanost s obzirom na izvorni članak Y. Naito i sur., 2013. Razumijevanje mezopelagične prehrane: veliki predator zvijezde specijaliziran je za mali plijen

Znatiželjni su i usporedbe kretanja vrsta koje čine vrh piramide hrane. Pokazuju kako vrsta ograničava prostor zbog konkurencije ili drugih razloga (Slika 4).Ili naprotiv, čini se da potencijalni konkurenti koegzistiraju savršeno i hrane se istim vodnim područjem. Takvi su zaključci mogući samo kao rezultat dugotrajnih i velikih telemetrijskih promatranja.

Sl. 4. Proljetne migracije grbavih kitova (kitova kitova) i kitova (kavezni kitovi). Obojene linije ocrtava područja glavne lokalizacije označenih kitova tri godine (od 2008. do 2010.). Humpbackovi se hrane krilom, dok se grenlandski kitovi hrane na malim ribama koje konzumiraju kril. Migracije ovih dviju vrsta su razdvojene u vremenu i prostoru. No, kako pokazuju podaci, u bliskoj budućnosti, zbog zagrijavanja, grbavi kitovi i polarni kitovi mogu proširiti svoj raspon i početi se natjecati u istom vodnom području. Slika iz raspravljanog članka u znanost s obzirom na izvorni članak K.L. Laidre, M.P. Heide-Jørgensen, 2012. Proljetno podjelu Bay Bay, Zapadni Grenland, od strane Arctic i Subarctic baleen kitovi

Autori istraživanja smatraju da je posebno važno koristiti telemetriju za prikupljanje različitih oceanografskih podataka koji su nedostupni drugim sredstvima. Doista, teško je dobiti pouzdane informacije, na primjer, o uvjetima pod ledom. Ali, pričvršćivanjem višenamjenskog senzora na jedan ili drugi aktivni polarni stanovnik, takve se informacije mogu dobiti relativno lako.Dakle, narwhals i beluga bijeli "istraživali" vodenu masu ispod leda Arktika, morski lavovi su se pokazali nezaobilaznim "istraživačima" južne antarktičke vode.

Sada je razvijena dobra tehnološka baza za različite telemetrijske projekte. Trebamo koordinirane radne napore na ovim projektima i kombinirajući sve te podatke u jednu mrežu. Takva udruga će dati opću sliku velikog razmjera stvarnog života na našem planetu.

izvor: Nigel E. Hussey i sur. Telemetrija vodene životinje: panoramski prozor u podvodni svijet // znanost, 2015. V. 348. P. 1221. DOI: 10.1126 / science.1255642.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:

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