Технологии отслеживания больших данных раскрывают тайны дикой природы и улучшают природоохранные меры

Современные технологии отслеживания диких животных позволяют собирать данные о передвижениях многих видов в больших масштабах. Их применение раскрывает новые детали о том, как животные используют среду, взаимодействуют друг с другом и реагируют на изменения — как природные, так и вызванные деятельностью человека.

Профессор Ран Натан из Еврейского университета в Иерусалиме вместе с коллегами и студентами из 12 стран проанализировал различные технологии, используемые для сбора информации о перемещениях млекопитающих, птиц, рыб и других животных в естественной среде.

За последнее десятилетие технологический прогресс превратил науку о движении организмов (movement ecology) из области с дефицитом данных в дисциплину, богатую данными. Эта революция больших данных (big-data revolution) обусловлена экономичными автоматизированными системами отслеживания, которые генерируют массивные наборы данных высокого разрешения.

В обзоре, опубликованном в Science, Натан и его коллеги оценили основные инструменты, открытия, проблемы и возможности этой революции. Среди восьми основных технологий отслеживания выделилась система «обратного GPS» (reverse-GPS) — ATLAS, разработанная Натаном и профессором Сиваном Толедо из Тель-Авивского университета. Она позволяет одновременно с высокой точностью (несколько метров) и разрешением (каждую секунду) отслеживать десятки животных в течение месяцев, используя небольшие и недорогие радиометки. Система установлена в Израиле, Великобритании, Нидерландах, Германии и других странах.

Эта система уже привела к ряду открытий:

• Первое доказательство существования когнитивной карты у дикого животного (летучей мыши-крылана).
• Связь между когнитивными способностями и характером использования пространства у отдельных птиц (фазанов).
• Пространственное разделение зон кормёжки у летучих мышей из двух соседних колоний, обусловленное памятью и передачей информации, а не конкуренцией.

Другая система «обратного GPS» — акустическая телеметрия (acoustic telemetry) — использует акустические метки для отслеживания рыб и других водных животных. Например, с её помощью было обнаружено, что мигрирующие вниз по течению угри (вид на грани исчезновения) и атлантический лосось меняют поведение у плотин, что, вероятно, увеличивает их энергозатраты и риск гибели.

GPS-трекинг широко используется для глобального отслеживания относительно крупных животных. С его помощью, например, выяснили, что молодые стервятники из сокращающейся популяции в Израиле используют восходящие потоки воздуха (термики) менее эффективно, чем взрослые особи. Отслеживание калифорнийских кондоров помогает избежать их столкновения с ветряными турбинами, а трекинг альбатросов — обнаруживать незаконные рыболовные суда.

В другом свежем примере (не вошедшем в обзор) GPS-трекинг предоставил уникальные данные об эпидемии птичьего гриппа, приведшей к гибели тысяч журавлей в Израиле зимой. По резкому снижению активности помеченных журавлей исследователи заранее предупредили власти о надвигающейся массовой гибели. Теперь они следят за данными от журавлей, зимующих в Африке, чтобы отследить возможную вторую волну заболевания.

Натан подчеркивает, что движение к большим данным в экологии перемещений расширяет научные горизонты и открывает новые возможности для сохранения биоразнообразия, требуя междисциплинарного и международного сотрудничества.