Śledzenie migracji zwierząt - Animal migration tracking

Wilk z obrożą radiową w Parku Narodowym Yellowstone
Pracownik US Fish and Wildlife Service tropiący lwa górskiego oznaczonego obrożą radiową

Śledzenie migracji zwierząt stosuje się w dzikiej biologii , biologii ochrony , ekologii i gospodarki łowieckiej w celu zachowania zwierząt badania na dziko. Jedną z pierwszych technik było opasywanie ptaków , umieszczanie pasywnych znaczników identyfikacyjnych na nogach ptaków, aby zidentyfikować ptaka w przyszłym złapaniu i wypuszczeniu. Śledzenie radiowe polega na przymocowaniu do zwierzęcia małego nadajnika radiowego i śledzeniu sygnału za pomocą odbiornika RDF . Wyrafinowane nowoczesne techniki wykorzystują satelity do śledzenia oznakowanych zwierząt oraz tagi GPS, które rejestrują lokalizację zwierzęcia. Jednym z wielu celów badań migracji zwierząt było ustalenie, dokąd zwierzęta się udają; jednak naukowcy chcą również wiedzieć, dlaczego jadą „tam”. Badacze przyglądają się nie tylko migracji zwierząt, ale także temu, co znajduje się między punktami końcowymi migracji, aby określić, czy gatunek przenosi się do nowych lokalizacji w oparciu o gęstość pokarmu, zmianę temperatury wody lub inne bodźce, a także zdolność zwierzęcia do przystosowania się do nich zmiany. Śledzenie migracji jest niezbędnym narzędziem w wysiłkach mających na celu kontrolowanie wpływu cywilizacji ludzkiej na populacje dzikich zwierząt oraz zapobieganie trwającemu wymieraniu gatunków zagrożonych lub łagodzenie jego skutków .

Technologie

Motyl monarcha krótko po tagowanie w Cape May Ptak Obserwatorium Cape May Ptak Obserwatorium jest jedną z organizacji, która ma program monarcha identyfikacja znakowania. Na skrzydle owada umieszczone są plastikowe naklejki z informacjami identyfikacyjnymi. Informacje o śledzeniu są wykorzystywane do badania wzorców migracji monarchów, w tym jak daleko i gdzie latają.

Jesienią 1803 roku amerykański przyrodnik John James Audubon zastanawiał się, czy migrujące ptaki co roku wracają w to samo miejsce. Więc zawiązał sznurek wokół nogi ptaka, zanim odleciał na południe. Następnej wiosny Audubon zobaczył, że ptak rzeczywiście wrócił.

Naukowcy do dziś nadal przyczepiają znaczniki, takie jak metalowe opaski, do śledzenia ruchu zwierząt. Metalowe opaski wymagają ponownego schwytania zwierząt, aby naukowcy mogli zebrać dane; dane są zatem ograniczone do miejsca uwolnienia i miejsca 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 lokalizacje i ruch oznaczonych zwierząt bez ponownego ich chwytania za pomocą technologii RFID lub satelitów. Te elektroniczne znaczniki mogą dostarczyć bardzo dużo danych. Nowoczesne technologie są również mniejsze, minimalizując negatywny wpływ kolczyka na zwierzę.

Śledzenie radiowe

Główny artykuł: telemetria radiowa dzikiej przyrody
Prawa jedna z tych dwóch krasnorostów ma na sobie obrożę radiolokacyjną.

Śledzenie zwierzęcia za pomocą telemetrii radiowej obejmuje dwa urządzenia. Telemetria , ogólnie rzecz biorąc, polega na użyciu nadajnika, który jest przymocowany do zwierzęcia i wysyła 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 wszczepić go chirurgicznie, ponieważ wewnętrzne nadajniki radiowe mają tę zaletę, że pozostają nienaruszone i działają dłużej niż tradycyjne nasadki, są chronione przed zmiennymi środowiskowymi i zużyciem. Nadajnik zazwyczaj 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. Specjalistyczny odbiornik radiowy, zwany odbiornikiem radionamierzania (RDF), odbiera sygnał. Odbiornik znajduje się zwykle w ciężarówce , quadzie lub samolocie . Odbiornik posiada antenę kierunkową (najczęściej prostą antenę Yagi ), która odbiera najsilniej z jednego kierunku, oraz środki wskazujące siłę odbieranego sygnału w postaci miernika lub głośności impulsów w słuchawkach. Antena jest obracana, aż odbierany sygnał radiowy jest 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 może być stosowane do ręcznego śledzenia zwierzęcia, ale jest również stosowane, gdy zwierzęta są wyposażone w inne ładunki. Odbiornik służy do namierzania zwierzęcia, aby odzyskać ładunek.

Inną formą śledzenia radiowych, które mogą być wykorzystane, szczególnie w przypadku małych migracji ptaków, jest wykorzystanie geolocators lub „geologgers”. Technologia ta wykorzystuje czujnik światła, który śledzi dane o poziomie światła w regularnych odstępach czasu, aby określić lokalizację 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 ruchów gatunku Pasywne zintegrowane transpondery lub „znaczniki PIT” to elektroniczne znaczniki, które umożliwiają naukowcom zbieranie danych z osobnika bez konieczności ponownego chwytania i zajmowania się zwierzęciem . Dane są przechwytywane i monitorowane za pomocą elektronicznych anten odpytujących, które rejestrują czas i lokalizację osoby. Znaczniki pit to humanitarna metoda śledzenia, która ma niewielkie ryzyko infekcji lub śmiertelności ze względu na ograniczony kontakt niezbędny do monitorowania próbek. Są one również opłacalne pod tym względem, że mogą być używane wielokrotnie, jeśli zajdzie potrzeba usunięcia kolczyka ze zwierzęcia.

Śledzenie satelitarne

Dalsze informacje: śledzenie dzikiej przyrody GPS
Krokodyl słonej wody z satelitarną GPS opartego nadajnika do śledzenia migracji

Odbiornik może być umieszczony w ziemi - na orbicie satelitów, takich jak ARGOS . Sieci lub grupy satelitów służą do śledzenia zwierząt. Każdy satelita w sieci odbiera sygnały elektroniczne z nadajnika na zwierzęciu. Sygnały ze wszystkich satelitów wspólnie określają dokładną lokalizację zwierzęcia. Satelity śledzą również ścieżkę poruszającego się zwierzęcia. Nadajniki satelitarne zamontowane na zwierzętach mogą również dostarczać informacji na temat cech fizjologicznych zwierząt (np. temperatury i wykorzystania siedliska). Śledzenie satelitarne jest szczególnie przydatne, ponieważ naukowcy nie muszą podążać za zwierzęciem ani odzyskiwać znacznika, aby uzyskać dane o tym, dokąd zwierzę idzie lub odeszło. Sieci satelitarne śledzone migrację i ruchy terytorialne karibu , żółwi morskich , wielorybów , wielkie białe rekiny , foki , słonie , bielików , rybołowy i sępy . Dodatkowo tagi pop-up do archiwizacji satelitarnej są wykorzystywane na ssakach morskich i różnych gatunkach ryb. Istnieją dwa główne systemy, wspomniany Argos i GPS . Dzięki tym systemom ekolodzy mogą znaleźć kluczowe miejsca dla gatunków wędrownych. Inną formą śledzenia satelitarnego byłoby wykorzystanie telemetrii akustycznej . Wiąże się to z użyciem 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.

Izotopy stabilne

Jaja żółwia morskiego składane przez matkę. Jaja niewylęgowe mogą być użyte do analizy stabilnych izotopów.

Izotopy stabilne 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 złapanie organizmu dostarcza informacji o tym, gdzie zostało oparte na diecie. Trzy rodzaje wewnętrznych markerów, 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 proporcje izotopów, które wpływają na chemię organizmów żerujących w tych lokalizacjach, co tworzy „izokraje”, które naukowcy mogą wykorzystać do zrozumienia, gdzie organizm jadł. Aby pomyślnie przeprowadzić analizę stabilnych izotopów, należy spełnić kilka warunków wstępnych: (1) zwierzę musi mieć co najmniej jeden izotop światła będący przedmiotem zainteresowania w określonych tkankach, z których można pobrać próbki (warunek ten jest prawie zawsze spełniony, ponieważ te izotopy światła są elementami budulcowymi większości tkanek zwierzęcych) oraz (2) organizm musi migrować między izotopowo różnymi regionami i te izotopy muszą zostać zatrzymane 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 sprawdza się w określaniu miejsc żerowania żółwi morskich karetta . Wykorzystano telemetrię satelitarną, aby potwierdzić, że lokalizacja uzyskana z analizy była dokładna do miejsca, w którym żółwie faktycznie podróżowały. Jest to ważne, ponieważ pozwala na zastosowanie większych rozmiarów próbek w badaniach migracji, ponieważ telemetria satelitarna jest kosztowna , a próbki tkanek , krwi i jaj można pobierać od samic żółwi składających jaja.

Znaczenie

Elektroniczne znaczniki dają naukowcom pełny, dokładny obraz wzorców migracji . Na przykład, gdy naukowcy wykorzystali nadajniki radiowe do śledzenia jedno stado z karibu , dowiedzieli się dwie ważne rzeczy. Po pierwsze, dowiedzieli się, że stado porusza się znacznie bardziej niż wcześniej sądzono. Po drugie, dowiedzieli się, że co roku stado wraca do mniej więcej tego samego miejsca, aby urodzić . Ta informacja byłaby trudna lub niemożliwa do uzyskania przy użyciu tagów „low tech”.

Śledzenie migracji jest ważnym narzędziem do lepszego poznania i ochrony gatunków . Na przykład manaty z Florydy są gatunkiem zagrożonym i dlatego potrzebują ochrony. Śledzenie radiowe wykazało, że manaty z Florydy mogą podróżować aż do Rhode Island podczas migracji. Informacje te sugerują, że manaty mogą potrzebować ochrony wzdłuż znacznej części wybrzeża Atlantyku Stanów Zjednoczonych. Wcześniej działania ochronne koncentrowały się głównie na obszarze Florydy.

W następstwie wycieku ropy BP w Zatoce wzrosło wysiłki w zakresie śledzenia zwierząt. Większość badaczy używających znaczników elektronicznych ma tylko kilka opcji: wyskakujące znaczniki satelitarne, znaczniki archiwalne lub znaczniki satelitarne. Historycznie te tagi były ogólnie drogie i mogły kosztować kilka tysięcy dolarów za tag. Jednak przy obecnych postępach w technologii ceny pozwalają teraz naukowcom znakować więcej zwierząt. Wraz ze wzrostem liczby gatunków i osobników, które można oznaczyć, ważne jest, aby odnotować i uznać potencjalne negatywne skutki, jakie mogą mieć te urządzenia.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki