Gyvenimas yra judėjimas: telemetrinių tyrimų perspektyvos • Elena Naimarkas • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • Ichtiologija, technologijos, biotechnologijos

Gyvenimas yra judėjimas: telemetrinių tyrimų perspektyva

Pav. 1. Radijo jutikliai prie kelių baltųjų ryklių moterų per dvejus metus per palydovus perduoda palydovų duomenis. Tai leido nustatyti dvilypį ciklo, susijusį su poravimu migracijomis, nėštumu ir jauniklių gimdymu, nustatyti "kraujo išsileidimo" ir retų žuvų "pristatymo vietas". Nuotrauka iš M. L. Domeier, N. Nasby-Lucas, 2013. Dvejų metų baltos ryklių migracija (Carcharodon carcharias) atskleidžia labai atskirtas vaikų darželius

Okeanografų grupė pristatė perspektyvios mokslinių tyrimų sritį – telemetrinių jūrų gyvenimo stebėjimų apžvalgą. Šiuolaikinės technologijos atveria plačias telemetrijos galimybes: jutikliai tapo daugiafunkciais, miniatiūriniais, energiją taupančiais ir daug energijos. Su jų pagalba galite stebėti įvairių rūšių stuburinių ir bestuburių gyvūnų judesius tiek lokaliai, tiek planetos mastu, sujungiant šiuos duomenis su įvairių aplinkos parametrų matavimais. Taigi okeanografai ir ekologai gaus didžiulę naujos informacijos kiekį.

Ekologinėse konstrukcijose ir gyventojų genetikoje organizmas dažnai suvokiamas kaip fiziologinių poreikių subjektas, kaip genetinės informacijos nešėjas, kaip vieno ar kito elgesio modelio vežėjas.Bet kur, kaip ir kodėl jis visa tai atlieka? Organizmo judesiai tiesiogiai atspindi jo ryšį su supančia erdve, todėl svarbu suprasti atskirų organizmų judėjimo kelius, o ne tik visas grupes.

Iki šiol migracijos tyrimas buvo labai sunkus: erdvės yra didžiulės, o stebėjimo galimybės buvo labai ribotos. Migracija vertinta netiesioginiais duomenimis – užregistruotos paženklintų asmenų pakartotinio įvežimo vietos, stebimos gyvūnų grupių judesiai, sraigtasparniuose stebimi dideli gyvūnai. Jau prieš trisdešimt metų buvo paskelbtas pirmasis telemetrijos darbas – 17 dienų buvo įrašyta banginių ryklių vieta netoli vandens paviršiaus (I. G. Priede, 1984 m.). Giluminiai rykliai (Cetorhinus maximus), stebimas palydovas kartu su tuo pačiu nuotoliniu zondu). Registracija buvo atlikta naudojant radijo signalą, kuris buvo perduotas palydovinei sistemai. Taigi buvo nustatyta ryklio vieta kosmose.

Tačiau per pastaruosius du dešimtmečius technologija sparčiai vystėsi, todėl nuo tada telemetrijos pasikeitė. Radijo signalai siųstuvuose kartu su akustiniais signalais, palydovinis ryšys visiškai pagerėjo, siųstuvai tapo miniatiūriniais (dabar radijo siųstuvas sveria apie 1,4 gramus)Srovės energijos elemento gyvavimo trukmė dabar matuojama tais metais, sukurtos pasaulinės duomenų bazės … Visa tai žymiai išplėtė tokių tyrimų apimtį ir gyvūnų, kurie gali nešioti siųstuvą, komplektą. Nuo XXI a. Pradžios jau buvo paskelbta apie tūkstantį akustinės ir palydovinės telemetrijos dokumentų. Tokių tyrimų perspektyvos yra milžiniškos. Čia yra tik keli jau atliktų atradimų pavyzdžiai.

Jūrų vėžliai atlieka transoceanic migracijos – tai buvo atrasta telemetrijos. Radijo siųstuvai pritvirtinami prie vėžlių apvalkalo, o kai pasirodo įkvėpti, signalas perduodamas palydovui (2 pav.). Kai vėžlys yra po vandeniu, siųstuvas išsijungia, taupydamas energiją. Pasibaigus siųstuvo koordinačių kilpų vėžliai (žr. Vaizdo įrašą).

Pav. 2 Metiniai kelių moteriškų odelės vėžlių keliai po kiaušinėlių (kiekvienas žmogus pažymėtas pagal spalvą ir laišku) Jie keliauja per Atlanto vandenyną, valgo tai, kas eina palei kelią, retai sustoja netgi tose vietose, kuriose yra didelė maisto koncentracija. Tokie tolimi, nepertraukiami judesiai labai skiriasi nuo įprastų migdant maistą iš leatherback vėžlių, kurie dar nėra kiaušiniai. Tvarkaraštis iš straipsnio diskusijoje Mokslas su nuoroda į originalų G. C. Hays ir kt. darbą, 2006.Lengvūs perkraustytų vėžlių pervežimai per Šiaurės Atlanto vandenyną

Taip pat keletą mėnesių jie sekė paslaptingus europinių ungurių judėjimus, kurie prasidėjo nuo Europos pakrantės ir per tūkstantį kilometrų plaukdavo į Sargasso jūrą; vertikalioms ir horizontalioms banginių, ryklių, tunų, kalmarų migracijai. Reikėtų pažymėti, kad lašišų žuvų ir ryklių migracija yra ekonomiškai svarbi, todėl tokie tyrimai yra labiausiai. Tačiau yra ir daugiau egzotiškų telemetrinių tyrimų objektų, tokių kaip milžiniškos kalvedinės (W. F. Gilly ir kt., 2006. Vertikalios ir horizontalios migracijos iš jumbo kalmarų Dosidicus gigas atskleidus elektroniniu žymėjimu) ir krevetės (M. D. Taylor, A. Ko, 2011. Stebėsenos akustiškai pažymėtos karališkos krevetės Penaeus (Melicertus) plebejus estuarijos lagūnoje).

Dabar, žinoma, jutiklių pajėgumai yra kur kas sudėtingesni už paprastą koordinatės registravimą. Jutikliai vienu metu matuoja temperatūrą, vandens druskingumą, srauto greitį (tai yra "palatos" judėjimo greitis). Dėl to mokslinių tyrimų uždaviniai yra įvairūs ir sudėtingi. Taigi buvo įrodyta, kad didelis mirtingumas šiaurės vakarų jūrų liūto gyventojų yra pasninko ryklių (M. Horning, J. E. Mellish, 2014 m.) Rezultatas.Somniosus pacificus) plėšrūnai iš Steller jūrų liūtų (Eumetopias jubatus) Aliaskos įlankoje). Kol poliniai rykliai nesvarstė jokio reikšmingo jūrų liūto priešo, tačiau taip pasirodė.Nustatyta, kad palyginus įvairius jutiklių implantus į pilvo sienelę, jie yra lyginami. Jutikliai stebėjo temperatūrą, gylį, vietą ir šviesą. Jutikliai turėjo teigiamą plūdrumą, o jei buvo užfiksuota šviesa, tai reiškia, kad jutiklis plaukė į paviršių ir kažkas atsitiko su antspaudu. Tai, kas tiksliai atsitiko, buvo nustatoma pagal temperatūros dinamiką: jei šviesa buvo aptikta nedelsiant ar šiek tiek laiko po to, kai smarkiai sumažėjo temperatūra, tai parodė smurtinę mirtį ir, jei temperatūra palaipsniui mažėjo, tada mirtis buvo natūrali. Polar rykliai, kaip paaiškėjo, atakuoja jaunus ruonius: maždaug pusė gyvūnų, paženklintų jutikliais nuo pusantro iki keturių metų, mirė nuo ryklių išpuolių. Žaislų "asmenybė" vėlgi pasiūlė, atsižvelgiant į tų sensorių, kurie pasirodė ryklio kūne po sėkmingos vakarienės, temperatūros matavimu, tarp visų pavojingų plėšrūnų jūros lašų tik poliniai rykliai yra kūno temperatūra arti vandens temperatūros.

Įdomus pavyzdys yra šiaurinių dramblių antspaudų šėrimo elgesio tyrimas, atliktas naudojant kombinuotus jutiklius, sumontuotus ant gyvūnų žandų (Y. Naito ir kt., 2013 m.Išskirti mezopelaginės dietos slėpinius: didelis apatinis plėšrūnas specializuojasi smulkiame grobyje). Jie leido registruoti ne tik aplinkosaugos parametrus, bet ir žandikaulių judesius. Nustatyta, kad dramblio plunksnos yra maitinamos mezopelaginės zonoje (200-1000 metrų gylyje esančios vandens zonos zonos, žr. Mesopelagic zoną), o jų grobį sudaro nedideli, maždaug 10-20 cm gyvūnai (3 pav.). Taigi, dramblių antspaudai nėra smulkūs – stebėtinai, bet kokia smulkmena tinka valgyti šiuos garsius jūros gyantus. Jie, greičiausiai, net negali atskirti grobio.

Pav. 3 Pridedamas telemetrijos jutiklių trimatis vieno iš keturių dramblių antspaudų judėjimo žemėlapis. Balta linija yra plūduriuojančio gyvūnų nardymo kelias ir pakilimas į paviršių. Raudoni taškai pažymėtos žandų judėjimo momentai. Akivaizdu, kad jūros dramblys gaudo žuvį tam tikru gyliu ir kad pagrindinis nardymo tikslas yra būtent maisto ištraukimas. Ne JME nardymas – neria be judesių žandikaulių. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Mokslas su nuoroda į originalų straipsnį Y. Naito ir kt., 2013 m. Suprasti mezopelaginę dietą: didelis viršūnių plėšikas specializuojasi smulkiame grobyje

Įdomu yra ir rūšių, kurios sudaro maisto piramidės viršūnės, judesių palyginimas. Jie rodo, kaip rūšis riboja erdvę dėl konkurencijos ar kitų priežasčių (4 pav.).Arba atvirkščiai, atrodo, kad būsimi konkurentai puikiai egzistuoja ir maitina tą patį vandens telkinį. Tokios išvados yra įmanomos tik dėl ilgalaikių ir didelio masto telemetrinių stebėjimų.

Pav. 4 Kumpio banginių (kumpio banginių) ir banglentinių banginių (banginių banginių) pavasarinės migracijos. Spalvotos linijos Trys metai (nuo 2008 m. iki 2010 m.) nurodomos pagrindinės banginių lokalizacijos sritys. Humpbakai maitina kriliu, o Grenlandijos banginiai maitina krilių vartojančias mažas žuvis. Šių dviejų rūšių migracija yra atskirta laiko ir erdvės atžvilgiu. Tačiau, kaip rodo duomenys, netolimoje ateityje dėl klimato atšilimo kupranugariai ir banginiai banginiai gali plėsti savo sritį ir pradėti konkuruoti vienoje vandens srityje. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Mokslas su nuoroda į K. L. Laidre, M.P. Heide-Jørgensen, 2012 m. originalų straipsnį. Vakarų įlankos Grenlandijos pavasaris

Tyrimo autoriai mano, kad ypač svarbu naudoti telemetrą, kad surinktų įvairius okeanografinius duomenis, kurie yra nepasiekiami kitais būdais. Iš tiesų sunku gauti patikimos informacijos, pavyzdžiui, dėl ledo sąlygų. Tačiau pritvirtinus daugiafunkcinį jutiklį vienam ar kitam aktyviam poliariniam gyventojui, tokią informaciją galima gauti gana lengvai.Taigi narvallai ir belajos baltymai "ištyrė" vandens sluoksnį Arkties ledynu, o jūros liūtys pasirodė esąs būtini Pietų Antarkties vandenų "tyrėjai".

Dabar yra sukurta gera technologinė bazė įvairiems telemetriniams projektams. Mums reikia koordinuotai dirbti su šiais projektais ir sujungti visus šiuos duomenis į vieną tinklą. Tokia asociacija suteiks bendrą plataus masto realaus gyvenimo mūsų planetoje vaizdą.

Šaltinis: Nigel E. Hussey ir kt. Vandens gyvūnų telemetrija: panoraminis langas į povandeninį pasaulį // Mokslas. 2015. V. 348. P. 1221. DOI: 10.1126 / science.1255642.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

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