Život je hnutí: perspektivy telemetrického výzkumu • Elena Naimarková • Vědecké zprávy o "prvcích" • Ichthyology, Technology, Biotechnology

Život je pohyb: vyhlídka telemetrického výzkumu

Obr. 1. Radiové snímače připojené k několika žralokům bílého žraloka přenášely data na družicích prostřednictvím satelitů po dobu dvou let. To umožnilo identifikovat dvouletý cyklus spojený se spřízněnými migracemi, těhotenstvím a narozením mláďat, aby se určily "místa dodání" této krvežíznivé a vzácné ryby. Fotografie od M. L. Domeiera, N. Nasby-Lucas, 2013. Dvouletá migrace bílých žraloků (Carcharodon carcharias) odhaluje široce oddělené oblasti školky

Skupina oceánografů představila přehled slibné oblasti výzkumu – telemetrické pozorování mořského života. Moderní technologie otevírají široké možnosti využití telemetrie: snímače se staly multifunkčními, miniaturními, energeticky úspornými a energeticky náročnými. S jejich pomocí můžete sledovat pohyby různých druhů obratlovců a bezobratlých, a to jak lokálně, tak v planetárním měřítku, spojující tyto údaje s měřeními různých environmentálních parametrů. Obrovské množství nových informací je tedy k dispozici oceánografům a ekologům.

V ekologických konstrukcích a populační genetice je organismus často vnímán jako subjekt fyziologických potřeb, jako nositel genetické informace, jako nositel jednoho nebo druhého vzorce chování.Ale kde, jak a proč to nese? Pohyby organismu přímo odrážejí jeho spojení s okolním prostorem, a proto je důležité pochopit cesty pohybu jednotlivých organismů, a nejen celé skupiny.

Až do nedávné doby bylo velmi obtížné studovat migraci: prostory jsou obrovské a sledovací schopnosti byly velmi omezené. Migrace byla posouzena nepřímými údaji – byly zaznamenány polohy zpětného vstupu označených jedinců, sledování pohybu skupin zvířat a pozorování velkých zvířat z vrtulníků. Jen před třiceti lety bylo publikováno první dílo o telemetrii – po dobu 17 dní byla zaznamenána pozice žraloka velrybího poblíž hladiny vody (I. G. Priede, 1984).Cetorhinus maximus) sledované družicemi současně s dálkovým snímáním). Registrace byla provedena pomocí rádiového signálu, který byl přenesen do družicového systému. Tak byla určena pozice žraloka v prostoru.

Ale v posledních dvou desetiletích se technologie rychle vyvíjela, takže telemetrie se od té doby změnila. Rádiové signály vysílačů v kombinaci s akustickými signály, satelitní komunikace se zcela vylepšily, vysílače se staly miniaturními (rádiový vysílač nyní váží asi 1,4 gramu)Životnost energetického prvku vysílače je nyní měřena v letech, byly rozvinuty globální databáze … To vše podstatně rozšířilo rozsah takových studií a soubor zvířat, které mohou vysílač nosit. Od začátku století XXI bylo již publikováno zhruba tisíc článků o akustické a satelitní telemetrii. Vyhlídky na takový výzkum jsou kolosální. Zde je jen několik příkladů zjištěných zjištění.

Mořské želvy dělají transoceanické migrace – toto bylo objeveno telemetrií. Rádiové vysílače jsou připojeny k plášti želvy, a když se objeví vdechnutí, signál je přenášen na satelit (obr. 2). Když je želva pod vodou, vysílač se vypne a šetří energii. Na souřadnicích vysílače se objevuje cesta korytnačky (viz video).

Obr. 2 Roční cesty několika ženských kožených korytnaček po ukládání vajíček (jednotlivé osoby jsou označeny podle barvy a dopisem). Vyrazili na cestu přes Atlantický oceán, jedli, co se děje po silnici, zřídka se zastaví i na místech s vysokou koncentrací jídla. Takové vzdálené, nepřetržité pohyby se velmi liší od obvyklých potravinových migrací kožených korytnaček, které ještě nekladly vejce. Plán z článku v diskusi Věda s odkazem na původní práce G. C. Haysa a kol., 2006.Flexibilní krmení kožovitých želv přes severní Atlantický oceán

Stejně tak po několik měsíců sledovali tajemné pohyby evropských úhořů, které začaly z břehů Evropy a plavily se přes tisíc kilometrů do Sargasského moře; pro vertikální a horizontální migrace velryb, žraloků, tuňáka, chobotnice. Je třeba poznamenat, že práce týkající se migrace ryb a žraloků z lososa jsou považovány za významné z ekonomického hlediska, proto jsou tyto studie nejvíce. Existují však i exotické objekty telemetrického výzkumu, jako jsou obří kalamáře (W. F. Gilly et al., 2006). Vertikální a horizontální migrace kalamáře Dosidicus gigas odhalil elektronickým označením) a krevetou (M. D. Taylor, A. Ko, 2011. Monitoring akusticky označených králíků Penaeus (Melicertus) plebejus v laguně ústí).

Nyní je samozřejmě schopnost snímačů mnohem sofistikovanější než jednoduchá registrace souřadnic. Senzory současně měří teplotu, slanost vody, rychlost proudění (to je ve skutečnosti rychlost pohybu "oddělení"). Z tohoto důvodu jsou úkoly výzkumu různorodé a komplikované. Takže bylo dokázáno, že vysoká úmrtnost populace severozápadního mořského lva je důsledkem predávání polárních žraloků (M. Horning, J.E. Mellish, 2014).Somniosus pacificus) predaci na Stellerových lvů (Eumetopias jubatus) v zálivu Aljašky). Předtím, než polární žraloci nepřihlíželi k nějakému významnému nepříteli mořského lva, ukázalo se to tak.Bylo zjištěno porovnáním různých čtení snímačů implantovaných do břišní stěny těsnění. Senzory sledovaly teplotu, hloubku, umístění a světlo. Snímače měly pozitivní vztlak, a pokud bylo zaznamenáno světlo, znamenalo to, že snímač vzlétl na povrch a něco se stalo tuleňům. Co se přesně stalo, byla určena teplotní dynamikou: pokud bylo světlo okamžitě detekováno nebo po nějakém čase po prudkém poklesu teploty, to znamenalo násilnou smrt a pokud se teplota postupně snížila, pak byla smrt přirozená. Polární žraloci, jak se ukázalo, napadají mladé pečeti: přibližně polovina zvířat označených senzory od jednoho a půl do čtyř let umřela na žraločí útoky. "Osobnost" dravců opět navrhla podle teplotních měření těch senzorů, které se objevily v těle žraloka po úspěšné večeři, mezi všemi nebezpečnými pro mořské lvy predátorů jsou pouze polární žraloci tělesná teplota blízká teplotě vody.

Zajímavým příkladem je studie chování krmiva severních slonů, vyrobených pomocí kombinovaných senzorů namontovaných na čelisti zvířat (Y. Naito a kol., 2013.Odhalení tajemství mesopelagické stravy: velký dravý dravce se specializuje na malou kořist). Mohli registrovat nejen environmentální parametry, ale i pohyby čelistí. Bylo zjištěno, že sloní těsní krmení v mesopelagické zóně (oblasti ve vodním sloupci v hloubce 200-1000 metrů, viz Mesopelagická zóna) a jejich kořist se skládá z malých zvířat (přibližně 10-20 cm) (obr. 3). Takže sloní pečeť nejsou vůbec vybíravá – překvapivě je, že každá maličkost je vhodná k jídlu těchto hlasitých mořských obrů. S největší pravděpodobností ani nerozlišují mezi kořistí.

Obr. 3 Trojrozměrná mapa pohybů jedné ze čtyř štítů slonů s připojenými telemetrickými snímači. Bílá čára je cesta plovoucího potápění zvířat a stoupání na povrch. Červené tečky výrazné momenty pohybu čelistí. Je zřejmé, že slon moře uloví ryby v určité hloubce a že hlavním účelem jejich ponorů je právě extrakce potravin. Ponory bez JME – ponory bez pohybu čelistí. Obrázek z diskutovaného článku v Věda s odkazem na původní článek Y. Naita et al., 2013. Porozumění mesopelagické stravě: velký dravý hřebec se specializuje na malou kořist

Srovnání pohybů druhů, které tvoří vrcholy potravní pyramidy, jsou také zvědavé. Ukazují, jak druh vymezuje prostor kvůli konkurenci nebo jiným důvodům (obr. 4).Naopak, zdá se, že potenciální konkurenti dokonale koexistují a živí se stejnou vodní plochou. Takové závěry jsou možné pouze v důsledku dlouhodobých a rozsáhlých telemetrických pozorování.

Obr. 4 Jarní migrace velryb hrbáčů (velrybích hrbáčů) a velrybů velrybých (velrybovití). Barevné čáry popisuje oblasti hlavní lokalizace označených velryb na tři roky (od roku 2008 do roku 2010). Humpbacks se krmí krill, zatímco velryby Grónska se živí malými rybami, které konzumují krill. Migrace těchto dvou druhů jsou odděleny v čase a prostoru. Ale, jak ukazují data, v blízké budoucnosti se kvůli oteplování mohou velryby velryby a polární velryby rozšířit a začnou soutěžit ve stejné vodní oblasti. Obrázek z diskutovaného článku v Věda s odkazem na originální článek K. L. Laidra, M.P. Heide-Jørgensena, 2012. Jarní rozdělení Zálivu Bay, západní Grónsko, arktickými a subarktickými velrybími velryby

Autoři průzkumu považují za obzvláště důležité využívat telemetrii ke shromažďování různých oceánografických dat, které jsou jinak nepřístupné. Je skutečně obtížné získat spolehlivé informace, například o podmínkách pod ledem. Ale připojením multifunkčního snímače k ​​jednomu nebo k jinému aktivnímu polárnímu obyvatelovi lze tyto informace získat poměrně snadno.Tak, narwhals a beluga bílá "prozkoumala" vodní vrstvu pod ledem arktické, mořské lvi se ukázalo jako nepostradatelný "vědci" z jižních antarktických vod.

Byla vyvinuta dobrá technologická základna pro různé telemetrické projekty. Potřebujeme koordinované pracovní úsilí v těchto projektech a spojení všech těchto údajů do jediné sítě. Taková asociace poskytne obecný rozsáhlý obraz skutečného života na naší planetě.

Zdroj: Nigel E. Hussey a kol. Telemetrie vodních zvířat: panoramatické okno do podvodního světa // Věda. 2015. V. 348. str. 1221. DOI: 10.1126 / science.1255642.

Elena Naimarková


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: :???: :?: :!: