Tehnologiile de urmărire a datelor mari pot descoperi secrete ale vieții sălbatice

Mișcarea este omniprezentă în lumea naturală. Toate organismele se mișcă, în mod activ sau pasiv, în mod regulat sau în timpul anumitor etape ale vieții, pentru a satisface cerințele de energie, supraviețuire, reproducere și sociale. Mișcarea afectează o varietate de procese ecologice și capacitatea indivizilor de a face față schimbărilor rapide de mediu induse de om.

Profesorul Ran Nathan de la Universitatea Ebraică din Ierusalim, împreună cu studenți și colegi din 12 țări din întreaga lume, a trecut în revistă o varietate de tehnologii care au fost folosite pentru a culege informații despre mișcările mamiferelor, păsărilor, peștilor și altor animale sălbatice în mod natural. medii. În ultimul deceniu, progresele tehnologice au transformat domeniul ecologiei mișcării – studiul integrat al mișcării organismelor – de la o disciplină săracă în date la o disciplină bogată în date. Această revoluție în curs de desfășurare a datelor mari este condusă de sisteme de urmărire automate și rentabile a faunei sălbatice care generează seturi de date masive, de înaltă rezoluție, care se potrivesc contextului ecologic relevant în care animalele percep, interacționează și răspund la mediul lor.

Într-o recenzie publicată în prestigiosul jurnal Ştiinţă, Nathan și colegii săi au evaluat principalele instrumente, perspective, provocări și oportunități ale revoluției big-data în ecologia mișcării. Tehnologiile de urmărire a vieții sălbatice variază în ceea ce privește modul în care abordează compromisurile de bază dintre rata de colectare a datelor, acoperirea spațială, durata urmăririi și dimensiunea animalelor urmărite. Printre cele opt tehnologii majore de urmărire examinate în acest studiu, o tehnologie numită „reverse-GPS” s-a remarcat prin capacitatea sa excepțională de a produce date mari despre mișcarea animalelor într-un mod rentabil. Alte tehnologii de urmărire, cum ar fi dispozitivele GPS, sistemele de viziune computerizată și radarele, pot produce, de asemenea, date mari, iar cercetătorii au recomandat să vadă toate tehnologiile majore de urmărire ca alternative complementare și nu concurente.

Un nou sistem GPS invers numit ATLAS a fost dezvoltat de Nathan și profesorul Sivan Toledo de la Universitatea din Tel Aviv și echipele acestora, sub auspiciile Centrului Minerva pentru Ecologia Mișcării. S-a dovedit de neegalat în crearea unei baze de date bogate a mișcării animalelor sălbatice prin urmărirea simultană a multor zeci de animale sălbatice cu mare precizie (câțiva metri) la o rezoluție mare (în fiecare secundă) și pe o perioadă de timp relativ lungă (luni) folosind mici și ieftine etichete radio atașate animalului. Sistemul a fost instalat în Israel, Marea Britanie, Țările de Jos, Germania și în alte părți ale lumii, permițând cercetătorilor să abordeze întrebările de bază ale ecologiei mișcării care nu erau la îndemână până astăzi. „Acest sistem de urmărire sofisticat a dus la o serie de descoperiri interesante și perspective noi, inclusiv primele dovezi ale existenței unei hărți cognitive la un animal sălbatic (un liliac de fructe), un studiu de pionierat care leagă variațiile între păsări individuale (fazani) în capacitatea lor cognitivă și modelele de utilizare a spațiului și o descoperire a unei segregări spațiale remarcabile în zonele de hrănire printre liliecii care se odihnesc în două colonii adiacente, datorită memoriei și transferului de informații al unui individ între lilieci, fără nicio dovadă a concurenței ca forță motrice. ”, a împărtășit Nathan.

Un alt sistem GPS invers cunoscut sub numele de „telemetrie acustică” folosește etichete acustice pentru a urmări peștii și alte animale acvatice sub apă. Diverse sisteme de acest fel au fost instalate în râuri, lacuri și mări din întreaga lume, oferind noi perspective științifice și linii directoare importante pentru a face față riscurilor cauzate de om pentru fauna sălbatică. De exemplu, folosind un sistem de urmărire acustică în râurile europene, cercetătorii au descoperit că anghilele care migrează în aval – o specie pe cale critică de dispariție – și somonii de Atlantic își schimbă comportamentul la întâlnirea cu baraje, crescându-și probabil consumul de energie și riscul de mortalitate.

O altă tehnologie de urmărire importantă este GPS, care a fost utilizat pe scară largă pentru a urmări animale relativ mari la nivel global și poate urmări periodic animalele la rezoluție înaltă pentru a descoperi factorii care generează variații în comportamentul animalelor și pentru a ajuta conservarea biodiversității și gestionarea ecosistemelor. De exemplu, urmărirea prin GPS i-a permis lui Nathan și studenților săi să dezvăluie că vulturii tineri din populația în scădere din Israel urcă pe coloanele de aer în creștere (termici) mult mai puțin eficient decât vulturii adulți experimentați atunci când acele termice sunt deplasate de vânt. În altă parte, urmărirea prin GPS a condorilor din California în pericol critic poate oferi alerte timpurii pentru a evita coliziunile cu turbinele eoliene din zonă, în timp ce urmărirea prin GPS a albatroșilor poate ajuta la localizarea navelor de pescuit ilegale peste oceane vaste.

Într-un alt exemplu prea recent pentru a fi inclus în analiză, urmărirea GPS a oferit informații unice despre epidemia de gripă aviară care a dus la moartea a mii de macarale în Israel la începutul acestei ierni. „La primul semn de moarte printre câteva zeci de macarale, o proporție mult mai mare dintre macaralele noastre etichetate GPS au murit sau au fost suspectate a fi infectate, având în vedere reducerea bruscă a mișcării și activității lor. Am informat autoritățile că urmează un eveniment drastic de mortalitate, așa cum s-a întâmplat, din păcate, și că trebuie luate măsuri urgente”, a explicat Nathan. Mai târziu, echipa a reușit să urmărească soarta păsărilor infectate și a descoperit că unele și-au revenit în cele din urmă. „Acum urmărim îndeaproape datele de la macarale în acea iarnă în Africa pentru a monitoriza posibilul al doilea val al focarului, când vor sosi în curând milioane de păsări migratoare”, a subliniat Nathan.

Ecologia mișcării își extinde rapid frontierele științifice, oferind oportunități îmbunătățite de conservare și perspective asupra mișcărilor animalelor sălbatice prin cadre mari interdisciplinare și colaborative. „Aceasta este și povestea cercetării noastre”, a explicat Nathan, referindu-se la un atelier de telemetrie cu pești din Republica Cehă organizat de profesorul Ivan Jarić în 2018, la care a fost invitat să participe. „Am întâlnit un grup de cercetători excelenți cu medii, expertiză și subiecte de cercetare destul de diferite de ale mele. Îmi amintesc exact momentul care a dat naștere proiectului nostru comun, când mi-am împărtășit viziunea pentru o revoluție a datelor mari în ecologia mișcării. Pregătirea recenziei noastre împreună a fost o experiență minunată; lucrul împreună în diferite discipline este cu siguranță calea de urmat”, a concluzionat Nathan.

– Acest comunicat de presă a fost furnizat de Universitatea Ebraică din Ierusalim

Leave a Comment