Hayat harekettir: telemetrik araştırmanın perspektifleri • Elena Naimark • Bilimsel “Elementler” haberi • İhtiyoloji, Teknoloji, Biyoteknoloji

Hayat harekettir: telemetrik araştırma olasılığı

Şek. 1. Beyaz köpekbalığın birkaç dişisine bağlı radyo sensörleri uydular üzerinden iki yıl boyunca uydular üzerinden iletilen verileri aktardı. Bu, çiftleşme döngüsü, hamilelik ve yavruların doğumu ile ilişkili bir bienal döngüsünü, bu kana susamış ve nadir balıkların "dağıtım bölgelerini" belirlemek için mümkün kıldı. Fotoğraf M. L. Domeier, N. Nasby-Lucas, 2013. İki yıllık göç beyaz dişi köpek balıkları (Carcharodon carcharias) geniş şekilde ayrılmış anaokul bölgelerini ortaya çıkarır

Bir grup okyanusograf, umut verici bir araştırma alanı olan deniz yaşamının telemetrik gözlemlerine genel bir bakış sunmuştur. Modern teknolojiler telemetri kullanımı için geniş olanaklar sunmaktadır: sensörler çok işlevli, minyatür, enerji tasarrufu ve enerji yoğun hale gelmiştir. Onların yardımıyla çeşitli omurgalı ve omurgasız hayvan türlerinin hareketlerini hem yerel hem de gezegensel ölçekte izleyebilir ve bu verileri çeşitli çevresel parametrelerin ölçümleriyle birleştirebilirsiniz. Bu yüzden, okyanusa ve ekolojistlere çok miktarda yeni bilgi var.

Ekolojik yapılarda ve popülasyon genetiğinde, bir organizma genellikle, bir ya da bir başka davranışsal modelin taşıyıcısı olarak, bir genetik bilginin taşıyıcısı olarak, fizyolojik ihtiyaçların bir öznesi olarak algılanır.Ama nerede, nasıl ve neden tüm bunları taşıyor? Bir organizmanın hareketleri, çevredeki alanla olan bağlantısını doğrudan yansıtır, bu nedenle, sadece tüm grupları değil, bireysel organizmaların hareket yollarını anlamak önemlidir.

Yakın zamana kadar, göçü incelemek çok zordu: uzaylar çok büyük ve izleme yetenekleri oldukça sınırlıydı. Göç, dolaylı verilerle değerlendirildi – etiketli kişilerin yeniden girişleri kaydedildi, hayvan kümelerinin hareketleri izlendi ve helikopterlerden büyük hayvanlar gözlemlendi. Sadece otuz yıl önce, telemetri üzerine ilk çalışma yayınlandı – 17 gün boyunca balina köpekbalığı su yüzeyinin yakınına kaydedildi (I. G. Priede, 1984. Bir basking köpek balığıCetorhinus maximusEşzamanlı uzaktan algılama ile birlikte uydu tarafından izlenir). Kayıt, uydu sistemine iletilen bir radyo sinyali kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Böylece köpekbalığının uzayda konumu belirlendi.

Ancak son yirmi yılda teknoloji hızla gelişti, böylece telemetri o zamandan beri değişti. Akustik sinyaller ile birlikte vericilerin radyo sinyalleri, uydu iletişimi tamamen iyileşti, vericiler minyatür hale geldi (radyo vericisi şimdi yaklaşık 1.4 gram ağırlığında)Vericinin enerji elemanının ömrü yıllardır ölçülüyor, küresel veritabanları geliştirildi … Tüm bunlar, bu tür çalışmaların kapsamını ve vericiyi taşıyabilen hayvan kümesini önemli ölçüde genişletti. XXI yüzyılın başından beri, akustik ve uydu telemetri hakkında yaklaşık bin makale yayınlandı. Bu tür araştırmalara yönelik beklentiler muazzamdır. İşte şimdiden yapılan keşiflerden sadece birkaçı.

Deniz kaplumbağaları transokeanik göçler yaparlar – bu telemetri ile keşfedilmiştir. Radyo vericileri kaplumbağa kabuğuna bağlanır ve solunduğunda, sinyal uyduya iletilir (Şekil 2). Kaplumbağa su altında olduğunda, verici enerji tasarrufu sağlar. Vericinin koordinatlarında kaplumbağanın yolu belirir (bkz. Video).

Şek. 2. Yumurta döşemesinden sonra birkaç dişi deri kaplumbağasının yıllık yolları (bireyler her biri işaretlenmiştir) renge göre ve mektupla). Atlantik Okyanusu boyunca bir yolculuğa çıkmışlar, yol boyunca gelenleri yiyip, yüksek konsantrasyonda yiyecekleri olan yerlerde bile nadiren durmaktadırlar. Böyle uzak, durmak bilmeyen hareketler, henüz yumurtlamayan deri sırtlı kaplumbağaların normal yiyecek göçlerinden çok farklıdır. Tartışmadaki makaleden zamanlama bilim G. C. Hays ve diğerleri, 2006'nın orijinal çalışmasına referansla.Kuzey Atlantik Okyanusu'ndaki leatherback kaplumbağalarının esnek toplanma hareketleri

Aynı şekilde, birkaç ay boyunca, Avrupa kıyılarından başlayan ve Sargasso Denizi'ne bin kilometreden fazla yelken açan Avrupa yılanbazlarının gizemli hareketlerini takip ediyorlardı; Balinalar, köpekbalıkları, ton balığı, kalamarın dikey ve yatay geçişleri için. Somon balıklarının ve köpekbalıklarının göçü üzerindeki çalışmaların ekonomik açıdan uygun olduğu düşünülmelidir, bu nedenle bu tür çalışmalar en fazladır. Ancak, dev mürekkepler gibi telemetrik araştırmaların daha egzotik nesneleri de vardır (W. F. Gilly ve diğ., 2006). Jumbo kalamarın dikey ve yatay geçişleri Dosidicus gigas elektronik etiketleme ve karides ile ortaya çıkar (M. D. Taylor, A. Ko, 2011. Akustik olarak etiketlenmiş kral karides izleme Penaeus (Melicertus) plebejus bir nehir ağzı lagününde).

Şimdi, elbette, sensörlerin yetenekleri, basit koordinat kayıtlarından çok daha karmaşıktır. Sensörler aynı anda sıcaklığı, su tuzluluğunu, akış hızını (yani "koğuş" hareket hızını) ölçer. Bu nedenle, araştırma görevleri çeşitlendirilmiş ve karmaşıktır. Bu nedenle, kuzeybatıdaki deniz aslanı popülasyonundaki yüksek ölüm oranının, kutup köpeklerinin predasyonunun sonucu olduğu kanıtlanmıştır (M. Horning, J.E. Mellish, 2014.).Somniosus pacificusSteller deniz aslanları üzerinde predasyonEumetopias jubatusAlaska Körfezi'nde). Kutup köpekbalıkları önemli bir deniz aslanı düşmanını düşünmeden önce, ancak bu şekilde ortaya çıktı.Mühürlerin abdominal duvarına implante edilen çeşitli sensörlerin karşılaştırılmasıyla bulunmuştur. Sensörler sıcaklık, derinlik, konum ve ışığı izledi. Sensörler pozitif bir yüzdürme gücüne sahipti ve ışık kaydedildiyse, algılayıcının yüzeye çıktığı ve mühüre bir şey olduğu anlamına geliyordu. Sıcaklık dinamikleri ile tam olarak ne olduğu belirlendi: eğer ışık hemen ya da sıcaklıkta keskin bir düşüşten sonra bir süre tespit edildiyse, bu şiddetli ölüm anlamına geliyordu ve sıcaklık kademeli olarak azalırsa ölüm doğaldı. Kutup köpekbalıkları, ortaya çıktığı gibi, genç foklara saldırıyor: bir buçuk ila dört yaşlarındaki sensörlerle etiketlenmiş hayvanların yaklaşık yarısı köpekbalığı saldırılarından öldü. Yırtıcıların “kişiliği”, yine başarılı bir akşam yemeğinden sonra köpekbalığı bedeninde ortaya çıkan bu sensörlerin sıcaklık ölçümlerine göre, yırtıcı deniz aslanları için tehlikeli olanların arasında sadece polar köpek balıklarının su sıcaklığına yakın vücut sıcaklığı olduğunu ileri sürdü.

İlginç bir örnek, hayvanların çeneleri üzerine monte edilmiş kombine sensörler kullanılarak yapılan kuzey fil mühürlerinin beslenme davranışının incelenmesidir (Y. Naito et al., 2013).Mezopelajik bir diyetin gizemlerini çözme: Büyük bir apeks avcısı küçük avlarda uzmanlaşır). Sadece çevresel parametreleri değil, aynı zamanda çene hareketlerini kaydetmelerine izin verdiler. Fil mühürlerinin mezopelajik alanda beslendiği (su sütununun 200–1000 metre derinliğinde olan alanlara bakınız; Mezopelajik bölgeye bakınız) ve avlarının küçük ölçekli, yaklaşık 10-20 cm'lik hayvanlardan oluştuğu saptanmıştır (Şek. 3). Yani, fil mühürleri hiç seçici değil – şaşırtıcı bir şekilde, herhangi bir önemsememek bu yüksek deniz devlerini yemek için uygundur. Muhtemelen avlar arasında ayrım yapamazlar.

Şek. 3. Bağlı telemetri sensörleri ile dört fil mühürlerden birinin hareketlerinin üç boyutlu haritası. Beyaz çizgi Yüzen bir hayvan dalışı ve yüzeye çıkmanın yoludur. Kırmızı noktalar çenelerin hareket anlarını işaretledi. Deniz filinin balıkları belli bir derinlikte yakaladığı ve dalışlarının asıl amacının tam olarak yiyecek çıkarması olduğu açıkça görülmektedir. Sigara JME dalışları – çenelerin hareketleri olmadan dalışlar. Tartışılan makalede Şekil bilim Y. Naito ve ark., 2013'ün orijinal makalesine referansla. Mezopelajik diyetin anlaşılması: Büyük bir apeks avcısı küçük avlarda uzmanlaşmıştır.

Gıda piramidinin üst kısımlarını oluşturan türlerin hareketlerinin karşılaştırılması da meraklıdır. Türlerin rekabetten veya başka nedenlerden dolayı alanı nasıl sınırlandığını gösterirler (Şek. 4).Aksine, muhtemel rakiplerin mükemmel bir şekilde bir arada var oldukları ve aynı su alanı üzerinde beslendikleri görülmektedir. Bu tür sonuçlar sadece uzun vadeli ve büyük ölçekli telemetrik gözlemlerin bir sonucu olarak mümkündür.

Şek. 4. Kambur balinaların (kambur balinaları) ve papyon balinalarının (bowhead balinaları) bahar göçü. Renkli çizgiler etiketli balinaların üç yıl boyunca ana lokalizasyonunu (2008'den 2010'a kadar) özetlemektedir. Kambur balinalar krili beslerken, Grönland balinaları kril tüketen küçük balıklar yerler. Bu iki türün göçü zaman ve mekanda ayrılır. Ancak, verilerin gösterdiği gibi, yakın gelecekte, ısınmadan dolayı kambur balinalar ve kutupsal balinalar menzillerini genişletebilir ve aynı su bölgesinde rekabet edebilirler. Tartışılan makalede Şekil bilim Laidre, M.P. Heide-Jørgensen, 2012'nin orijinal makalesine atıfta bulunmaktaydı. Bay Bay, West Greenland'ın Arctic ve Subarctic balya balinaları tarafından bahar bölümlenmesi

Anketin yazarları, başka yollarla erişilemeyen çeşitli oşinografik verileri toplamak için telemetri kullanmanın özellikle önemli olduğunu görüyorlar. Gerçekten de, örneğin buzun altındaki koşullar hakkında güvenilir bilgi elde etmek zordur. Ancak, çok işlevli bir sensörü, bir veya başka bir aktif polar sakatlığa bağlayarak, bu gibi bilgiler nispeten kolaylıkla elde edilebilir.Böylece, nalbantlar ve beluga beyazları Arktik buzunun altındaki su katmanını “araştırdılar”, deniz aslanları Güney Antarktika sularının vazgeçilmez “araştırmacıları” oldular.

Çeşitli telemetrik projeler için iyi bir teknolojik üs geliştirilmiştir. Bu projeler üzerinde koordineli çalışma çalışmalarına ve tüm bu verileri tek bir ağda birleştirmeye ihtiyacımız var. Böylesi bir dernek, gezegenimizde gerçek hayatın genel geniş ölçekli bir resmini verecektir.

Kaynak: Nigel E. Hussey ve diğ. Sucul hayvan telemetri: Sualtı dünyasına panoramik bir pencere // bilim. 2015. V. 348. 1221. DOI: 10.1126 / science.1255642.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Bir cevap yazın

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: