Как максимизировать биологические открытия с помощью устройств слежения за животными

Биорегистраторы (биологи) позволяют с беспрецедентной точностью наблюдать за перемещением и поведением животных в дикой природе. Но это лишь часть картины. В новой статье, опубликованной 30 октября в Trends in Ecology and Evolution, исследователи представляют концепцию, призванную подчеркнуть ценность данных биорегистрации для проверки важных научных вопросов. Они призывают перейти от «науки, основанной на открытиях» (где наблюдения сами по себе представляются как результат) к сбору, анализу и интерпретации данных вокруг конкретных вопросов, задаваемых научными теориями.

«Мы подчеркиваем силу и потенциал исследований, движимых теорией», — говорит ведущий автор Роксана Бельтран, доцент экологии и эволюционной биологии UC Santa Cruz. Например, если выдвинуть гипотезу, что животные идут на больший риск, когда голодны, можно ли с помощью биорегистраторов измерить и голод, и склонность к риску у диких животных, чтобы проверить и уточнить эту теорию?

Как биологи помогают обобщать наблюдения

В обзоре команда на примере северных морских слонов, американских журавлей и чернохвостых оленей показывает, как биологи могут быть мощным инструментом для проверки гипотез и уточнения теорий.

Например, глубиномеры на морских слонах показали, что животные периодически прекращают активно плыть и начинают пассивно дрейфовать. Последующие исследования с биорегистраторами подтвердили, что тюлени в лучшей физической форме (с большим запасом жира) пропускали ночную кормежку, чтобы спать в безопасности темноты. Тюлени в худшей форме кормились ночью, когда это эффективнее, но затем рисковали, засыпая днем, когда выше риск нападения акул и косаток. Это подтвердило теорию зависимого от состояния принятия рисков: дикие животные с большей вероятностью идут на риск, когда находятся в худшем физическом состоянии.

«Мы надеемся, что наша концепция вдохновит других на применение этих инструментов для получения экологических insights в ближайшие десятилетия», — сказала Бельтран.

Инклюзивность в экологических исследованиях

Бельтран также выступает за открытый доступ к данным биорегистраторов, чтобы ученые без ресурсов на дорогую технологию тоже могли вносить вклад в эту область. Восемнадцать соавторов статьи — исследователи на ранних этапах карьеры: аспиранты, постдоки и техники, такие как Коннер Хейл.

«Работа над иллюстрацией для статьи позволила мне улучшить навыки научной коммуникации и получить опыт визуализации сложных идей», — сказала Хейл.

Будущее биорегистрации

Одно из перспективных направлений — расширение масштаба исследований. Например, можно одновременно помечать хищников и их жертву в одной экосистеме, руководствуясь теориями о межвидовых взаимодействиях. Математические модели затем можно использовать для создания симуляций популяций, сообществ и экосистем в условиях изменения климата, что в конечном итоге будет способствовать принятию научно обоснованных природоохранных решений.

«Мы считаем, что переход к insights, основанным на процессах, позволит науке о биорегистрации продолжать оказывать огромное влияние на наше понимание природного мира», — заключила Бельтран.

В число соавторов из UC Santa Cruz вошли А. Марм Килпатрик, Арина Фавилла, Эллисон Пейн и другие. В команду также вошли исследователи из Университета Айдахо, Вашингтонского университета, UC Davis, Стэнфорда, Monterey Bay Aquarium Research Institute, Национального института полярных исследований Японии и Университета Саутгемптона (Великобритания).