Как технологии отслеживания меняют наше понимание поведения животных
Биологический мониторинг (биологгинг) — это практика крепления устройств к животным для сбора научных данных. Десятилетиями базовые биологгеры передавали физиологические данные, такие как частота сердечных сокращений или температура тела. Теперь новые технологии позволяют ученым глубже понять поведение животных в естественной среде, не нарушая её.
Отслеживание отдельных особей также дает доступ к удаленным и труднодоступным для изучения местам. Например, знания о морских экосистемах ограничены — поверхность Луны изучена лучше, чем дно наших океанов.
Недавно исследователи закрепили небольшие видеокамеры на спинных плавниках тигровых акул у Багамских островов. Записи привели к открытию крупнейшей известной экосистемы морских трав, увеличив общую известную площадь их покрытия более чем на 40%. Экосистемы морских трав — важные хранилища углерода, дом для тысяч морских видов и естественный барьер против береговой эрозии. Благодаря биологгингу защитники природы теперь могут лучше охранять эти экосистемы.
Вот еще четыре примера сотрудничества людей и животных — от стрекоз и скоп до ежей и ягуаров — для понимания поведения и численности дикой природы и их защиты.
1. Защита ежей
Численность популяции ежей в сельской местности Великобритании сократилась на 75% в период с 1981 по 2020 год. Для планирования защиты этого исчезающего вида необходимы данные об их перемещениях и поведении.
С 2016 по 2019 год 52 ежа были оснащены GPS-трекерами, запрограммированными фиксировать местоположение каждые пять минут в течение ночи. Данные показали, что самцы преодолевают большие расстояния, чем самки, и часто уходят на несколько километров в поисках партнера. Это делает их более уязвимыми на дорогах. Такие исследования помогают планировать меры, например, строительство экотуннелей под дорогами.
Также выяснилось, что сельские ежи за ночь путешествуют дальше в поисках пищи, чем городские. Это подчеркивает важность городских садов как среды обитания и поддерживает идею создания туннелей для соединения садов.
В этих исследованиях использовались GPS-трекеры, хранящие данные на устройстве, поэтому каждое животное нужно было повторно отловить. Это приемлемо для ежей, но проблематично для мигрирующих видов.
2. Миграция скопы
До эры биологгинга ученые метили птиц крыльевыми метками для индивидуального распознавания. Но информация об их местоположении зависела от повторных визуальных встреч.
Скопа — мигрирующая хищная птица, питающаяся рыбой. В Великобритании она была истреблена к 1800-м годам и повторно интродуцирована в 1996 году. Отсутствие точных данных о перемещениях затрудняло определение их мест зимовки и остановок на миграционном пути.
Примерно с 2007 года две природоохранные организации Великобритании (RSPB и Roy Dennis Wildlife Foundation) начали проекты спутникового отслеживания скоп. Данные о местоположении, ориентации, высоте и скорости дали информацию об их миграционных маршрутах и зимовках.
Эти знания помогают защищать скоп на всем протяжении миграционного пути, включая образовательные программы для юных защитников природы в Великобритании и Гамбии — странах на противоположных концах миграционного пути.
Биологгинг также выявил особенности поведения: например, одна птица использовала грузовые суда для передвижения во время ежегодной миграции.
3. Летающие насекомые
Устройства для биологгинга обычно довольно велики из-за батареи. Поэтому, хотя крепить их к крупным животным относительно просто, для изучения насекомых потребовалась разработка миниатюрных устройств.
Насекомые — одни из самых маленьких летающих мигрантов. Бабочки монархи и стрекозы вида Anax junius мигрируют на юг из Канады в США каждый год. Исследователи оснастили этих насекомых небольшими автоматическими радиопередатчиками (весом менее 300 мг).
Их перемещения на большие расстояния отслеживались через сеть из более чем 1500 автоматических приемных вышек по всей Америке. Вышки фиксируют сигналы биологгеров в радиусе около 10 км.
Данные показали, что насекомые преодолевали до 143 км в день со скоростью более 20 м/с. Это превысило известные ранее дневные расстояния для стрекоз. Более теплая температура и попутный ветер также позволяли мигрировать быстрее.
4. Отслеживание из космоса
Проект Icarus предполагает крепление передатчиков к различным видам животных. Эти передатчики отправляют данные на приемник в космосе, который передает информацию на наземную станцию, а оттуда — исследователям.
Это сокращает задержку обработки данных и позволяет получать поведенческую и физиологическую информацию в глобальном масштабе практически сразу. С марта 2021 года проект отслеживает перемещения 15 видов по всему миру, включая сайгака, летучих мышей и ягуаров.
Эту информацию можно использовать для прогнозирования последствий изменения окружающей среды. Выявление предпочитаемых или избегаемых типов местообитаний помогает определить наиболее продуктивные места для исчезающих видов. Также можно отслеживать поведенческие реакции животных на экологические изменения, например, потепление в Арктике.
Данные проекта могут позволить ученым использовать определенные виды животных для предсказания катастроф. Например, исследования показали, что некоторые животные демонстрировали изменения в поведении непосредственно перед землетрясением в Японии в 2011 году.
Исследователи Icarus также предполагают, что с помощью биологгеров можно выявлять очаги передачи заболеваний, что поможет отслеживать распространение вирусов.
Биологический мониторинг способствовал защите различных видов животных и сред, расширив наши знания об их поведении. Но дистанционное отслеживание животных также может в будущем лучше защитить человечество от стихийных бедствий.