Az élet mozgalom: telemetrikus kutatások perspektívái • Elena Naimark • Tudományos hírek az "elemekről" • Ichthyology, Technology, Biotechnology

Az élet mozog: a telemetrikus kutatás kilátása

Ábra. 1. A fehér cápa több nőstényéhez kapcsolódó rádióérzékelők két éven keresztül műholdon keresztül közvetítették a műholdakat. Ez lehetővé tette a párzási vándorlással, a terhességgel és a kölykök születésével kapcsolatos kétéves ciklus azonosítását, amely meghatározza e vérszomjas és ritka halak "szállítási helyeit". Fotó M. L. Domeier, N. Nasby-Lucas, 2013. Kétéves migráció a női fehér cápák (Carcharodon carcharias) széles körben elkülönült óvodai területeket tár fel

Az oceanográfusok egy csoportja áttekintést nyújtott egy ígéretes kutatási területről – a tengeri élet távmérő megfigyeléseiről. A modern technológiák széleskörű lehetőségeket kínálnak a telemetria használatára: az érzékelők többfunkciósak, miniatűrek, energiatakarékosak és energiaigényesek. Segítségükkel nyomon követheti a különböző gerinces és gerinctelen állatok mozgását, mind lokálisan, mind bolygómérlegen, összekötve ezeket az adatokat különböző környezeti paraméterek mérésével. Így óriási mennyiségű új információ áll rendelkezésre az oceanográfusok és ökológusok számára.

Az ökológiai konstrukciókban és a populációs genetikában az organizmus gyakran élettani szükségletként érzékeli a genetikai információ hordozójaként, egy vagy másik viselkedési mintázat hordozójaként.De hol, hogyan és miért hordozza mindezt? Egy szervezet mozgása közvetlenül tükrözi a környező térrel való kapcsolatát, ezért fontos megérteni az egyes szervezetek mozgásának útjait, és nem csak egész csoportokat.

Egészen a közelmúltig nagyon nehéz volt megvizsgálni a migrációt: a terek hatalmasak és a nyomon követési képességek súlyosan korlátozottak voltak. A migrációt közvetett adatok alapján ítélték meg – a címkézett személyek újbóli behelyezésének helyét rögzítették, az állati klaszterek mozgását figyelemmel kísérték, és nagy állatokat figyeltek meg a helikopterekről. Csak harminc évvel ezelőtt jelent meg az első telemetriai munka – 17 napra a bálnacápa helyzete a víz felszínéhez közeledett (I.G. Priede, 1984. A csónakázó cápa (Cetorhinus maximus), amelyet a műholdas szinkronban egyidejű távérzékeléssel követnek). A regisztrációt a műholdas rendszerhez továbbított rádiójel segítségével végezték el. Így meghatározták a cápa helyét a térben.

De az elmúlt két évtizedben a technológia gyorsan fejlődött, így a telemetria azóta megváltozott. Az adóban lévő rádiójelek akusztikus jelekkel kombinálva a műholdas kommunikáció tökéletesen javult, a távadók miniatűr lettek (a rádióadó jelenleg körülbelül 1,4 gramm súlyú)Az adó energiaelemének élettartama évek óta mérhető, globális adatbázist fejlesztettek ki … Mindez jelentősen kiterjesztette az ilyen vizsgálatok körét, valamint az adóállomást hordozó állatok készletét. A XXI. Század elejétől már mintegy ezer akusztikus és műholdas telemetriai cikk készült. Az ilyen kutatások kilátása óriási. Íme néhány példa a már megtett felfedezésekre.

A tengeri teknősök átmeneti migrációt tesznek lehetővé – ezt telemetriával fedezték fel. A rádiókészülékek a teknős héjhoz vannak csatlakoztatva, és amikor belélegzik, a jel továbbítja a műholdra (2. Amikor a teknős víz alatt van, az adó kikapcsol, energiát takarít meg. Az adó koordinátáiban a teknős ösvényét lógja (lásd a videót).

Ábra. 2. Évjáratok több női leatherback teknősök utáni oviposition (az egyének mind megjelöltek szín szerint és levélben). Elindultak egy útra az Atlanti-óceán felett, eszik az út mentén, ritkán állnak meg olyan helyeken is, ahol magas az élelmiszer-koncentráció. Az ilyen távoli, non-stop mozgások nagyon különböznek a bőrömbös teknősök szokásos élelmiszer-migrációjától, amelyek még nem tettek tojást. Menetrend a cikkből vita tárgyában tudomány hivatkozva G. C. Hays és munkatársai (2006) eredeti munkájára.A bőr hátsó teknősök rugalmas táplálékmozgása az Atlanti-óceán északi részén

Hasonlóképpen, néhány hónapig követik az európai angolnák titokzatos mozgását, amely Európa partjairól indult és több ezer kilométert vitorlázott a Sargasso-tengerig; a bálnák, cápák, tonhal, tintahal függőleges és vízszintes vándorlásához. Meg kell jegyezni, hogy a lazac halak és cápák vándorlásával kapcsolatos munkát gazdasági szempontból relevánsnak tartják, ezért ezek a vizsgálatok a leginkább megfelelőek. De vannak még egzotikusabb telemetrikus kutatások is, például óriás tintahal (W. F. Gilly és mtsai, 2006. A jumbo tintahal függőleges és vízszintes vándorlása Dosidicus gigas elektronikus címkézéssel) és garnélarákkal (M. D. Taylor, A. Ko, 2011. akusztikusan tagolt királyrákok megfigyelése Ostoros (Melicertus) plebejus egy torkolati lagúnában).

Természetesen az érzékelők képességei sokkal kifinomultabbak, mint a koordináták egyszerű regisztrálása. Az érzékelők egyidejűleg mérik a hőmérsékletet, a víz sótartalmát, az áramlási sebességet (azaz valójában a "kórterem" mozgásának sebességét). Emiatt a kutatás feladatai diverzifikáltak és bonyolultak. Tehát bebizonyosodott, hogy az észak-nyugati tengeri oroszlán-populációban a magas halálozás a poláris cápák ragadományának eredménye (M. Horning, J. E. Mellish, 2014.)Somniosus pacificus) szedés a Steller-tengeri oroszlánokon (Eumetopias jubatus) az Alaszka-öbölben). Mielőtt a poláros cápák nem tekintettek jelentős tengeri oroszlán-ellenségnek, de kiderült, hogy így van.A pecsét hasfalának beültetett érzékelőinek különböző értékeinek összehasonlításával kiderült. Az érzékelők megfigyelték a hőmérsékletet, a mélységet, a helyet és a fényt. Az érzékelők pozitív felhajtóerővel rendelkeztek, és ha a fényt feljegyezték, az azt jelentette, hogy az érzékelő lebegett a felszínre, és valami történt a pecsétnél. Ami pontosan történt, a hőmérséklet-dinamika határozta meg: ha a fényt azonnal észlelték, vagy valamikor a hőmérséklet hirtelen csökkenése után, ez erőszakos halált jelentett, és ha a hőmérséklet fokozatosan csökkent, akkor a halál természetes volt. A polár cápák, ahogy kiderült, támadják a fiatal pecséteket: az egyik és fél-négy éves érzékelők által felcímkézett állatok körülbelül fele halt meg a cápa támadásoktól. A ragadozók "személyisége" ismét azt sugallta, hogy azok a szenzorok hőmérséklet-mérései, amelyek a sikeres vacsora után megjelentek a cápa testében, a ragadozók tengeri oroszlánjainak veszélyeire csak a pólusos cápák tartoznak a vízhőmérséklet közelében.

Érdekes példa az északi elefántzárak táplálkozási viselkedésének vizsgálata, melyet az állkapcsokra szerelt kombinált érzékelőkkel készítettek (Y. Naito és mtsai, 2013.A mesopelagikus diéta rejtélyeinek kibontakoztatása: egy nagy csúcsos ragadozó a kis zsákmányra specializálódott). Lehetővé tették a környezeti paraméterek, de az állkapcsok mozgását is. Megállapították, hogy az elefántzárak a mesopelagikus zónában (200-1000 méter mélységben lévő vízoszlop területek) táplálkoznak, és a zsákmány kis méretű, kb. 10-20 cm-es állatokból áll (3. Tehát az elefántzárók egyáltalán nem válogatósak – meglepő módon minden csillapítás alkalmas arra, hogy e hangos tengeri óriásokat eszik. Valószínűleg nem is különböztetik meg a zsákmányt.

Ábra. 3. Háromdimenziós térképe a négy elefánt tömítés egyikének telemetriás érzékelőkkel. Fehér vonal egy úszó állat búvár útja, amely a felszínre emelkedik. Piros pontok az állkapocs mozgásának pillanatai. Egyértelműen látható, hogy a tengeri elefánt bizonyos mélységben halat fog, és merüléseinek fő célja éppen az élelmiszerek kivonása. Nem JME merülések – az állkapocs mozgása nélkül merül. Ábra a tárgyalt cikkből tudomány hivatkozva az eredeti cikkre Y. Naito és munkatársai, 2013. A mesopelagikus diéta megértése: egy nagy csúcsos ragadozó specializálódott a kis zsákmányra

Kíváncsiak az élelmezési piramis csúcsait alkotó fajok mozgalmai is. Megmutatják, hogy a fajok milyen hatást gyakorolnak a versenyre vagy egyéb okok miatt a térre (4.Vagy éppen ellenkezőleg, úgy tűnik, hogy a leendő versenytársak tökéletesen együtt élnek és ugyanabba a vízterületre táplálkoznak. Az ilyen következtetések csak a hosszú távú és a nagyméretű telemetriás megfigyelések eredményeként lehetségesek.

Ábra. 4. Tavaszi bálnák tavaszi vándorlása (gömbölyű bálnák) és bálnavadász bálnák. Színes vonalak körvonalazza a tagolt bálnák hároméves (2008-tól 2010-ig tartó) fő lokalizációját. A rúzsok krillen táplálkoznak, míg a grönlandi bálnák takarmányoznak a kis halakon, amelyek krillet fogyasztanak. E két faj vándorlása időben és térben el van választva. De ahogy az adatok azt mutatják, hogy a közeljövőben a felmelegedés miatt, a gömbölyű bálnák és a poláris bálnák kibővíthetik tartományukat, és ugyanazon a vízterületen indulhatnak. Ábra a tárgyalt cikkből tudomány a K.L. Laidre, M.P. Heide-Jørgensen, 2012. tavaszi felirata alapján, az Északi-sarkvidéki és a szubkari-tikus bálnák bálnái

A felmérés szerzői különösen fontosnak tartják a telemetria használatát különböző oceanográfiai adatok gyűjtésére, amelyek más eszközökkel nem hozzáférhetők. Sőt, nehéz megbízható információt szerezni, például a jég alatti körülmények között. De ha egy multifunkcionális érzékelőt csatlakoztatunk egy vagy másik aktív poláris lakóhoz, akkor ilyen információ viszonylag könnyű.Így a narwhals és a beluga fehérek "felderítették" a vizes réteget az Északi-sarkvidéken, a tengeri oroszlánok a dél-antarktiszi vizek elengedhetetlen "kutatói" lettek.

Jó technológiai alapot teremtettek a különböző telemetrikus projektek számára. Ezekre a projektekre összehangolt munkaerő-erőfeszítésekre van szükségünk, és ezeket az adatokat egyetlen hálózatba kell integrálni. Egy ilyen egyesület általános bőséges képet fog adni a bolygónk valós életéről.

Forrás: Nigel E. Hussey et al. Víziállat telemetria: Panoráma ablak a víz alatti világba // tudomány. 2015. V. 348. P. 1221. DOI: 10.1126 / science.1255642.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

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