Śledzenie migracji zwierząt
Śledzenie migracji zwierząt jest wykorzystywane w biologii dzikiej przyrody , biologii ochrony przyrody , ekologii i zarządzaniu dziką przyrodą do badania zachowania zwierząt na wolności. Jedną z pierwszych technik było obrączkowanie ptaków , umieszczanie pasywnych identyfikatorów na nogach ptaków, aby zidentyfikować ptaka w przyszłym złapaniu i wypuszczeniu. Śledzenie radiowe polega na przymocowaniu do zwierzęcia małego nadajnika radiowego i podążaniu za sygnałem za pomocą odbiornika RDF . Wyrafinowane nowoczesne techniki wykorzystują satelity do śledzenia oznakowanych zwierząt oraz znaczniki GPS , które rejestrują lokalizację zwierzęcia. Wraz z pojawieniem się IoT możliwa jest możliwość tworzenia urządzeń specyficznych dla gatunku lub tego, co ma być śledzone. Jednym z wielu celów badań migracji zwierząt było ustalenie, dokąd zmierzają zwierzęta; jednak naukowcy chcą również wiedzieć, dlaczego idą „tam”. Naukowcy nie tylko patrzą na migrację zwierząt, ale także na to, co znajduje się między punktami końcowymi migracji, aby określić, czy gatunek przenosi się do nowych lokalizacji w oparciu o gęstość pożywienia, zmianę temperatury wody lub inne bodźce oraz zdolność zwierzęcia do przystosowania się do nich zmiany. Śledzenie migracji jest istotnym narzędziem w wysiłkach na rzecz kontrolowania wpływu cywilizacji ludzkiej na populacje dzikich zwierząt oraz zapobiegania lub łagodzenia trwającego wymierania zagrożonych gatunków .
Technologie
Jesienią 1803 roku amerykański przyrodnik John James Audubon zastanawiał się, czy migrujące ptaki wracają co roku w to samo miejsce. Więc zawiązał sznurek wokół nogi ptaka, zanim odleciał na południe. Następnej wiosny Audubon zobaczył, że ptak rzeczywiście wrócił.
Dzisiejsi naukowcy nadal przyczepiają znaczniki, takie jak metalowe opaski, aby śledzić ruch zwierząt. Metalowe opaski wymagają ponownego schwytania zwierząt, aby naukowcy mogli zebrać dane; dane są zatem ograniczone do punktów wypuszczenia i przeznaczenia zwierzęcia.
Najnowsze technologie pomogły rozwiązać ten problem. Niektóre znaczniki elektroniczne emitują powtarzające się sygnały odbierane przez urządzenia radiowe lub satelity , podczas gdy inne znaczniki elektroniczne mogą zawierać znaczniki archiwalne (lub rejestratory danych). Naukowcy mogą śledzić lokalizację i ruch oznakowanych zwierząt bez ich ponownego chwytania za pomocą tej RFID lub satelitów. Te elektroniczne znaczniki mogą dostarczać bardzo dużo danych. Nowoczesne technologie są również mniejsze, minimalizując negatywny wpływ kolczyka na zwierzę.
Śledzenie radiowe
Śledzenie zwierzęcia za pomocą telemetrii radiowej obejmuje dwa urządzenia. Telemetria ogólnie polega na użyciu nadajnika przymocowanego do zwierzęcia i wysyłającego sygnał w postaci fal radiowych , tak jak robi to stacja radiowa . Naukowiec może umieścić nadajnik wokół kostki , szyi , skrzydła , pancerza lub płetwy grzbietowej zwierzęcia . Alternatywnie, mogą go wszczepić chirurgicznie, ponieważ wewnętrzne nadajniki radiowe mają tę zaletę, że pozostają nienaruszone i działają dłużej niż tradycyjne nasadki, będąc chronionymi przed zmiennymi środowiskowymi i zużyciem. Nadajnik zwykle wykorzystuje częstotliwość w paśmie VHF , ponieważ anteny w tym paśmie są dogodnie małe. Aby oszczędzać energię baterii, nadajnik zwykle wysyła krótkie impulsy, być może jeden na sekundę. Wyspecjalizowany odbiornik radiowy zwany odbiornikiem radiowym (RDF) odbiera sygnał. Odbiornik zwykle znajduje się w ciężarówce , quadzie lub samolocie . Odbiornik ma antenę kierunkową (zwykle prostą antenę Yagi ), która odbiera najsilniej z jednego kierunku, oraz pewne środki wskazujące siłę odbieranego sygnału, albo przez metr, albo przez głośność impulsów w słuchawkach. Antena jest obracana, aż odbierany sygnał radiowy będzie najsilniejszy; wtedy antena jest skierowana w stronę zwierzęcia. Aby śledzić sygnał, naukowiec podąża za zwierzęciem za pomocą odbiornika. Takie podejście polegające na wykorzystaniu śledzenia radiowego można wykorzystać do ręcznego śledzenia zwierzęcia, ale jest również stosowane, gdy zwierzęta są wyposażone w inne ładunki. Odbiornik jest używany do namierzenia zwierzęcia, aby odzyskać ładunek.
Inną formą śledzenia radiowego, którą można wykorzystać, zwłaszcza w przypadku migracji małych ptaków, jest wykorzystanie geolokatorów lub „geologerów”. Ta technologia wykorzystuje czujnik światła, który śledzi dane o poziomie światła w regularnych odstępach czasu w celu określenia lokalizacji na podstawie długości dnia i pory słonecznego południa. Chociaż stosowanie tej metody śledzenia wiąże się z korzyściami i wyzwaniami, jest to jeden z niewielu praktycznych sposobów śledzenia małych ptaków na duże odległości podczas migracji.
Pasywne zintegrowane transpondery (PIT) to kolejna metoda telemetrii wykorzystywana do śledzenia przemieszczania się gatunku Pasywne zintegrowane transpondery lub „znaczniki PIT” to elektroniczne znaczniki, które umożliwiają naukowcom zbieranie danych z okazu bez konieczności ponownego chwytania i zajmowania się zwierzęciem . Dane są przechwytywane i monitorowane za pomocą elektronicznych anten przesłuchujących, które rejestrują czas i lokalizację osoby. Etykiety to humanitarna metoda śledzenia, która wiąże się z niewielkim ryzykiem infekcji lub śmiertelności ze względu na ograniczony kontakt niezbędny do monitorowania okazów. Są również ekonomiczne, ponieważ można ich używać wielokrotnie, jeśli zajdzie potrzeba usunięcia znacznika ze zwierzęcia.
Sieć śledzenia dzikich zwierząt Motus to program firmy Birds Canada , został uruchomiony w 2014 roku w USA i Kanadzie, do 2022 roku istnieje ponad 40 000 nadajników dla różnych zwierząt, głównie ptaków, a 1500 stacji odbiorczych zostało zainstalowanych w 34 krajach, większość odbiorników są skoncentrowane w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie.
Śledzenie satelitarne
Odbiorniki można umieszczać na satelitach krążących wokół Ziemi , takich jak ARGOS . Sieci lub grupy satelitów służą do śledzenia zwierząt. Każdy satelita w sieci odbiera sygnały elektroniczne z nadajnika na zwierzęciu. Łącznie sygnały ze wszystkich satelitów określają dokładną lokalizację zwierzęcia. Satelity śledzą również ścieżkę poruszania się zwierzęcia. Nadajniki satelitarne zamontowane na zwierzętach mogą również dostarczać informacji o cechach fizjologicznych zwierząt (np. temperaturze i użytkowaniu siedlisk). Śledzenie satelitarne jest szczególnie przydatne, ponieważ naukowcy nie muszą podążać za zwierzęciem ani odzyskiwać znacznika, aby uzyskać dane o tym, dokąd zwierzę się udaje lub wyjechało. Sieci satelitarne śledziły migracje i ruchy terytorialne karibu , żółwi morskich , wielorybów , żarłaczy białych , fok , słoni , bielików , rybołowów i sępów . Dodatkowo na ssakach morskich i różnych gatunkach ryb stosowane są wyskakujące znaczniki archiwalne satelitarne . Istnieją dwa główne systemy, wspomniany Argos i GPS . Dzięki tym systemom konserwatorzy przyrody mogą znaleźć kluczowe miejsca dla gatunków wędrownych. Inną formą śledzenia satelitarnego byłoby wykorzystanie telemetrii akustycznej . Wiąże się to z wykorzystaniem elektronicznych znaczników, które emitują dźwięk, aby naukowcy mogli śledzić i monitorować zwierzę w trzech wymiarach, co jest pomocne w przypadkach, gdy śledzone są duże ilości gatunków na raz.
Śledzenie IoT
IoT lub internet rzeczy okazuje się być potencjalnym zasobem dla przyszłego śledzenia i badań dzikiej przyrody. Technologia ta może sięgać od LWPA o niskim poborze mocy, połączonych z dziką przyrodą za pomocą bezpiecznego kleju, po kamery podłączone do Internetu za pomocą uczenia maszynowego w celu określenia, które obrazy są interesujące, i kategoryzowania zdjęć. Dzięki LWPA zastosowania są nieograniczone. Wszystko, co należy zrobić, to opracować czujniki, które przyczepiają się do dowolnego zwierzęcia. Przy niskim poborze mocy czujnika wymiana baterii w czujnikach staje się mniejszym problemem. Program Where's The Bear to oprogramowanie do monitorowania dzikiej przyrody opracowane przez Wydział Informatyki Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barba. Używają kamer jako czujników i uczenia maszynowego do kwantyfikowania zdjęć w puste obrazy wywołane przez wiatr i deszcz. Zamiast tego zgłaszają te dotyczące różnych gatunków zwierząt. Aby przyspieszyć proces uczenia algorytmu, wykorzystali edytowane zdjęcia ze zwierzętami wstawionymi do ujęcia danych czujników, aby wyczuć różne zwierzęta. Dzięki temu szkoleniu technologia stała się dokładniejsza przy mniejszej liczbie fałszywych trafień i fałszywych negatywów. Ta metoda zwiększyła możliwość kategoryzowania zdjęć zwierząt, udowadniając, że jest to potencjalna nowa technologia dla dużych grup ludzi do użytku komercyjnego i publicznego
Stabilne izotopy
Stabilne izotopy są jednym z wewnętrznych markerów wykorzystywanych do badania migracji zwierząt. Jedną z ogólnych zalet markerów wewnętrznych, w tym analizy stabilnych izotopów, jest to, że nie wymagają one wychwytywania i znakowania organizmu, a następnie ponownego wychwytywania w późniejszym czasie. Każde schwytanie organizmu dostarcza informacji o tym, gdzie został on oparty na diecie. Trzy rodzaje markerów wewnętrznych, które można wykorzystać jako narzędzia do badań migracji zwierząt, to: (1) zanieczyszczenia, pasożyty i patogeny , (2) pierwiastki śladowe i (3) stabilne izotopy. Niektóre regiony geograficzne mają określone stabilne stosunki izotopów, które wpływają na chemię organizmów żerujących w tych lokalizacjach, co tworzy „izokrajobrazy”, które naukowcy mogą wykorzystać do zrozumienia, gdzie organizm jadł. Aby skutecznie zastosować analizę stabilnych izotopów, należy spełnić kilka warunków wstępnych: (1) zwierzę musi mieć co najmniej jeden interesujący izotop światła w określonych tkankach, z których można pobrać próbki (warunek ten jest prawie zawsze spełniony, ponieważ te lekkie izotopy są budulcem większości tkanek zwierzęcych) oraz (2) organizm musi migrować między izotopowo różnymi regionami, a te izotopy muszą być zatrzymywane w tkance, aby można było zmierzyć różnice.
Analiza stabilnych izotopów ma wiele zalet i jest stosowana w organizmach lądowych i wodnych. Na przykład potwierdzono, że analiza stabilnych izotopów działa w określaniu żerowania gniazdujących żółwi morskich karetta . Wykorzystano telemetrię satelitarną, aby potwierdzić, że lokalizacja uzyskana z analizy była dokładna do miejsca, w którym te żółwie faktycznie podróżowały. Jest to ważne, ponieważ pozwala na wykorzystanie większych próbek w badaniach migracji, ponieważ telemetria satelitarna jest kosztowna, a tkanek , krwi i jaj można pobrać od samic żółwi składających jaja.
Znaczenie
Elektroniczne znaczniki dają naukowcom pełny, dokładny obraz wzorców migracji . Na przykład , kiedy naukowcy wykorzystali nadajniki radiowe do śledzenia jednego stada karibu , nauczyli się dwóch ważnych rzeczy. Po pierwsze, dowiedzieli się, że stado porusza się znacznie częściej, niż wcześniej sądzono. Po drugie, dowiedzieli się, że co roku stado wraca mniej więcej w to samo miejsce, aby rodzić . Informacje te byłyby trudne lub niemożliwe do uzyskania przy użyciu tagów „low tech”.
Śledzenie migracji jest ważnym narzędziem do lepszego zrozumienia i ochrony gatunków . Na przykład manaty z Florydy są gatunkiem zagrożonym i dlatego wymagają ochrony. Śledzenie radiowe wykazało, że manaty z Florydy mogą podróżować tak daleko, jak Rhode Island podczas migracji. Te informacje sugerują, że manaty mogą potrzebować ochrony wzdłuż znacznej części wybrzeża Atlantyku w Stanach Zjednoczonych. Wcześniej działania ochronne koncentrowały się głównie na obszarze Florydy.
W następstwie wycieku ropy BP wzmogły się wysiłki w tropieniu zwierząt w Zatoce Perskiej. Większość badaczy korzystających z tagów elektronicznych ma tylko kilka opcji: wyskakujące znaczniki satelitarne, znaczniki archiwalne lub znaczniki satelitarne. Historycznie tagi te były na ogół drogie i mogły kosztować kilka tysięcy dolarów za tag. Jednak przy obecnym postępie technologicznym ceny pozwalają naukowcom oznaczać więcej zwierząt. Wraz ze wzrostem liczby gatunków i osobników, które można oznakować, ważne jest, aby rejestrować i potwierdzać potencjalne negatywne skutki, jakie mogą mieć te urządzenia.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
- „Śledzenie satelitarne”. Kosmos dzisiaj .
- Tomkiewicz Jr, Stanley. „Śledzenie dzikich zwierząt”. teloniki.
- Zanoni, Maria. „Identyfikator zwierzęcia”. Zagłębie Klamath.
- „Johna Jamesa Audubona”. Audubon. Narodowe Towarzystwo Audubon, Inc.
- „Śledzenie satelitarne ptaków wędrownych”. Zachodnie Centrum Badań Ekologicznych.
- „Śledzenie satelitarne zagroziło manatom”. Kosmos dzisiaj .
- „Śledzenie ruchu manatów”. Uratuj Klub Manatów.
- „Aktualizacje migracji manatów”. Podróż na północ. Uczeń.
- Wywiad radiowy Robert i Kirk Miner wspominają swojego dziadka, Jacka Minera, i rozmawiają o rezerwacie ptaków wędrownych Jacka Minera. Pierwotnie wyemitowany 1 lutego 2008 r.
| Rój biologiczny |  |
|
|---|---|---|
| Migracja zwierząt | ||
| Algorytmy roju | ||
| Ruch zbiorowy | ||
| Robotyka roju | ||
| powiązane tematy | ||
| Kontrola władz : krajowa |
|---|
