NaturaPrzyrodaŚrodowisko

Śledzenie zwierząt ujawnia ich szósty zmysł

Śledzenie zwierząt

Sieć 100 000 zwierząt połączonych przez urządzenia śledzące i obserwowanych z kosmosu może wyjaśnić niezwykłe zachowania zwierząt i pomóc w prognozowaniu erupcji wulkanów, ekstremalnych warunków pogodowych i pojawiających się chorób.

We wrześniu r. 2020 kos przeleciał 1530 kilometrów z Białorusi do Albanii. Jak przebiegają migracje ptaków, nie było to aż tak imponujące. Ale ta podróż była śledzona z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, uruchamiając ambitny projekt, który może rozwiązać niektóre z największych zagadek w zachowaniu zwierząt, od tego, jak powstają plagi szarańczy żywiącej się zbożem, po to, czy niektóre zwierzęta mają szósty zmysł do przewidywania klęsk żywiołowych .

ICARUS, International Cooperation for Animal Research Using Space, jest pomysłem Martina Wikelskiego, dyrektora Instytutu Zachowania Zwierząt im. Maxa Plancka w Niemczech.

Jego pomysł, który powstał dwie dekady temu, polega na stworzeniu tego, co nazywa „internetem zwierząt”, poprzez wyposażenie 100 000 stworzeń w zminiaturyzowane nadajniki, które dostarczają informacji o nich.

Nadajniki są sercem Icarusa i są specjalnie opracowywane dla tego projektu. Muszą być małe, aby nie przeszkadzały noszącym je zwierzętom. Muszą być w stanie wytrzymać zimno, gorąco, wilgoć i kurz. Muszą też utrzymywać wystarczającą moc, aby przesyłać dane drogą radiową – przez miesiące lub lata – do stacji odbiorczej znajdującej się w odległości do 600 kilometrów w kosmosie.

Nadajniki Icarus, które również mają funkcję GPS, ważą zaledwie pięć gramów każdy i są niewiele większe niż moneta eurocentowa. Najmniejsze nadajniki dostępne przed Icarusem ważyły od 15 do 20 gramów. Problem polega na tym, że gatunki zwierząt, które ważą zaledwie 100 gramów, takie jak kos (Turdus merula), nie mogą być wyposażone w takie nadajniki.

Aby nadajnik nie wpływał na zachowanie zwierzęcia ani jego szanse na przeżycie, musi wynosić maksymalnie pięć procent masy ciała zwierzęcia. Badania wykazały, że takie przekaźniki nie wpływają negatywnie na zachowanie zwierząt.

Ważne jest, aby nadajniki były wystarczająco lekkie i małe i nie utrudniały ruchów zwierzęcia. Muszą też być dyskretne, aby nie czyniły zwierząt łatwym łupem dla drapieżników.

Niemniej jednak nadal istnieje oczywiście ryzyko szczątkowe. Naukowcy z Icarus prowadzą zatem tylko te projekty, których oczekiwany korzystny efekt znacznie przewyższa potencjalne konsekwencje dla zwierząt. Każde indywidualne badanie musi również zostać wcześniej zatwierdzone przez właściwe władze.

Obejmuje to również przeprowadzenie badania w taki sposób, aby wyniki miały jak największą wartość informacyjną, niezależnie od tego, czy chodzi o ochronę gatunku, badanie zachowań czy prognozowanie klęsk żywiołowych.

Ponadto naukowcy bezpłatnie udostępniają wyniki za pośrednictwem internetowej bazy danych Movebank. Odkrycia mogą być zatem wykorzystywane przez naukowców, ekologów i polityków na całym świecie.

Nadajniki zaprojektowane specjalnie dla Ikara ważą zaledwie pięć gramów. Mierzą pozycję i ruch.

Naukowcy muszą najpierw schwytać zwierzęta i podłączyć nadajniki.

Wykorzystuje się do tego różne techniki: Martin Wikelski opracował na przykład uprząż silikonową, której używa do mocowania nadajnika do ptaka. Paski są elastyczne i dobrze dopasowują się do ciała zwierzęcia, jeśli przybiera na wadze lub traci na wadze. Uprząż jest również zakryta piórami, dzięki czemu jest praktycznie niewidoczna. Wszystko to gwarantuje, że nadajnik nie wpływa negatywnie na życie i zachowanie zwierząt.

Podłączenie nadajnika zajmuje zwykle tylko kilka minut. W niektórych przypadkach naukowcy mierzą zwierzęta lub pobierają próbki krwi, piór lub sierści.

Zwierzęta są indywidualnie znakowane (na przykład przy użyciu obrączki), aby nadajniki i ptaki były wyraźnie rozpoznawalne. Następnie ptaki są ponownie wypuszczane na wolność i wkrótce potem kontynuują swoją naturalną aktywność. Nadajnik może teraz zbierać i przesyłać dane – potencjalnie przez całe życie zwierzęcia: naukowcy obserwowali w ten sposób bociany od dziesięciu lat.

Nadajniki składają się z plastikowej obudowy, baterii litowo-jonowej, dedykowanego do aplikacji modułu radiowego oraz podstawowego modułu do sterowania funkcjami nadajnika i czujników: akcelerometru, magnetometru, czujnika temperatury, wilgotności i ciśnienia oraz modułu GPS, który oblicza dokładną lokalizację z dokładnością do kilku metrów.

Niektóre czujniki określają pozycję nawet z dokładnością do jednego metra. Bateria dostarcza energię do wykonywania pomiarów i przesyłania danych. Ogniwo słoneczne na powierzchni ładuje baterię. Nadajnik posiada dwie anteny, jedną o długości 200mm do transmisji radiowej i drugą o długości 50mm do odbiornika GPS.

Kos w powietrzu: Nadajnik jest zamocowany w taki sposób, aby nie przeszkadzał ptakowi.

Nadajnik jest zoptymalizowany pod kątem minimalnego zużycia energii. Najwięcej energii zużywa moduł GPS i sygnał nadawany drogą radiową. Dlatego nadajnik przez większość czasu pracuje w trybie czuwania. Jest to przerywane tylko na krótko w celu zarejestrowania i zapisania danych w czujnikach. W przeciwnym razie prawie wszystkie inne systemy nadajnika zostaną wyłączone, jeśli nie ma kontaktu ze stacją odbiorczą lub jeśli nadajnik nie przechwytuje danych z czujnika. Prace nad nowymi nadajnikami Icarus zostały zakończone. W obecnej fazie testów naukowcy wdrażają około 5000 nadajników w różnych projektach Icarus.

Technologia transmisji będzie nadal miała ogromne znaczenie, ponieważ czujniki ważące pięć gramów są nadal zbyt ciężkie dla wielu gatunków zwierząt: 70 proc. gatunków ptaków i 65 proc. gatunków ssaków, nie wspominając o płazach czy owadach, nie może być wyposażonych w czujniki wykorzystujące obecną technologię. Nowa generacja czujników Icarus będzie zatem ważyła zaledwie jeden gram.

Zdobycie wsparcia niemieckich i rosyjskich agencji kosmicznych i zgromadzenie globalnej grupy współpracowników zajęło trochę czasu, ale od czasu pierwszego lotu kosa setki zwierząt zostały wyposażone w wykonane na zamówienie metki ważące zaledwie 5 gramów.

Nie tylko monitorują swoją lokalizację, ale także rejestrują aspekty zachowania i fizjologii.

Menażeria ptaków, nietoperzy, kóz, nosorożców, żółwi i nie tylko wysyła sygnały do ​​ISS, a także do odbiorników na Ziemi. Zebrane informacje są swobodnie dostępne dla wszystkich. A w ICARUS angażuje się coraz więcej oddolnych tagerów zwierząt.

Wraz z rozwojem projektu rosną ambicje Wikelskiego.

Uważa on, że internet zwierząt nie tylko rzuca nowe światło na zachowania zwierząt, może również pomóc prognozować zmiany środowiskowe, śledzić pojawiające się choroby, chronić zagrożone gatunki i sprawić, że ludzie będą lepiej reagować na potrzeby innych stworzeń.


irme.pl

Źródło: IKARUS Global Monitoring with Animals