Kehidupan adalah pergerakan: perspektif penyelidikan telemetrik • Elena Naimark • Berita sains mengenai "Elemen" • Ichthyology, Technology, Biotechnology

Kehidupan adalah pergerakan: prospek penyelidikan telemetrik

Rajah. 1. Sensor radio dilampirkan kepada beberapa betina dari data hiu putih yang dihantar ke satelit melalui satelit selama dua tahun. Ini memungkinkan untuk mengenal pasti kitaran dwitahunan yang dikaitkan dengan migrasi perkahwinan, kehamilan dan kelahiran anak anjing, untuk menentukan "tapak penyampaian" ikan ikan dahagakan dan jarang berlaku ini. Foto dari M. L. Domeier, N. Nasby-Lucas, 2013. Penghijrahan dua tahun hiu wanita putih (dua tahun)Carcharodon carcharias) mendedahkan kawasan semaian yang banyak dipisahkan

Sekumpulan ahli laut menceritakan gambaran mengenai kawasan penyelidikan yang menjanjikan – pemerhatian telemetrik kehidupan marin. Teknologi moden membuka kemungkinan luas untuk penggunaan telemetri: sensor telah menjadi multifungsi, kecil, penjimatan tenaga dan intensif tenaga. Dengan bantuan mereka, anda boleh menjejaki pergerakan pelbagai spesies hewan vertebrata dan invertebrat, baik secara tempatan dan skala planet, menyambungkan data ini dengan pengukuran pelbagai parameter persekitaran. Oleh itu, sejumlah besar maklumat baru boleh didapati untuk ahli-ahli lautan dan pakar ekologi.

Dalam pembinaan ekologi dan genetik penduduk, organisma sering dianggap sebagai subjek keperluan fisiologi, sebagai pembawa maklumat genetik, sebagai pembawa satu atau pola perilaku lain.Tetapi di mana, bagaimana dan mengapa dia membawa semua ini? Pergerakan organisma secara langsung mencerminkan hubungannya dengan ruang sekelilingnya, oleh itu, adalah penting untuk memahami jalan pergerakan organisma individu, dan bukan sekadar seluruh kumpulan.

Sehingga baru-baru ini, sangat sukar untuk belajar migrasi: ruang yang besar, dan keupayaan pengesanan sangat terhad. Penghijrahan dihakimi oleh data tak langsung – lokasi kemasukan semula individu dilabel direkodkan, pergerakan kelompok haiwan dimonitor, dan haiwan besar diperhatikan dari helikopter. Hanya tiga puluh tahun yang lalu, karya pertama mengenai telemetri telah diterbitkan – selama 17 hari kedudukan hiu paus berhampiran permukaan air telah direkodkan (I. G. Priede, 1984)Cetorhinus maximus) yang dikesan oleh satelit bersama-sama dengan penderiaan secara serentak). Pendaftaran telah dijalankan menggunakan isyarat radio yang dihantar ke sistem satelit. Oleh itu ditentukan kedudukan jerung di angkasa.

Tetapi dalam dua dekad yang lalu, teknologi telah berkembang dengan pesat, sehingga telemetri telah berubah sejak itu. Isyarat radio di pemancar yang digabungkan dengan isyarat akustik, komunikasi satelit telah diperbaiki sepenuhnya, pemancar telah menjadi kecil (pemancar radio kini mempunyai berat kira-kira 1.4 gram)Jangka hayat elemen tenaga pemancar sekarang diukur dalam tahun-tahun, pangkalan data global telah dibangunkan … Semua ini telah memperluaskan skop kajian sedemikian, dan set haiwan yang boleh membawa pemancar. Sejak awal abad XXI, kira-kira seribu kertas mengenai telemetri akustik dan satelit telah diterbitkan. Prospek penyelidikan sedemikian besar. Berikut adalah beberapa contoh penemuan yang telah dibuat.

Penyu laut membuat migrasi transoceanic – ini ditemui oleh telemetri. Pemancar radio dipasang pada kura-kura kura-kura, dan apabila ia muncul untuk menyedut, isyarat itu dihantar ke satelit (Rajah 2). Apabila penyu berada di bawah air, pemancar mematikan, menjimatkan tenaga. Di koordinat pemancar melengkung laluan kura-kura (lihat video).

Rajah. 2 Laluan tahunan beberapa penyu belimbing wanita selepas oviposisi (individu masing-masing ditandakan dengan warna dan dengan surat). Mereka berangkat dalam perjalanan melintasi Lautan Atlantik, makan apa yang ada di sepanjang jalan, jarang berhenti walaupun di tempat yang mempunyai makanan yang tinggi. Gerakan sedemikian, tanpa henti adalah sangat berbeza dari penghijrahan makanan biasa kura-kura kulit, yang belum lagi telur. Jadual dari artikel dalam perbincangan Sains dengan merujuk kepada kerja asal G. C. Hays et al., 2006.Pergerakan menabung fleksibel penyu belulang di seluruh Lautan Atlantik Utara

Dengan cara yang sama, selama beberapa bulan, mereka mengikuti gerakan misteri belut Eropah, yang bermula dari pesisir Eropah dan berlayar lebih seribu kilometer ke Laut Sargasso; untuk migrasi menegak dan mendatar ikan paus, jerung, ikan tuna, sotong. Perlu diingatkan bahawa kerja penghijrahan ikan salmon dan jerung dianggap relevan dari sudut pandangan ekonomi, oleh sebab itu kajian tersebut adalah yang paling banyak. Tetapi terdapat juga objek eksotik yang lebih eksotik daripada penyelidikan telemetrik, seperti cumi-cumi raksasa (W. F. Gilly et al., 2006. Migrasi menegak dan mendatar oleh cumi jumbo Dosidicus gigas didedahkan dengan penandaan elektronik) dan udang (M. D. Taylor, A. Ko, 2011. Memantau udang raja yang ditandakan secara akustik Penaeus (Melicertus) plebejus di lagun estuarine).

Sekarang, sudah tentu, keupayaan sensor jauh lebih canggih daripada pendaftaran koordinat yang mudah. Sensor serentak mengukur suhu, kemasinan air, halaju aliran (iaitu, sebenarnya pergerakan "wad"). Oleh kerana itu, tugas-tugas penyelidikan adalah pelbagai dan rumit. Oleh itu, ia terbukti bahawa kematian yang tinggi di wilayah laut laut barat laut adalah hasil daripada predator jerung kutub (M. Horning, J.E. Mellish, 2014.)Somniosus pacificus) predasi pada singa laut Steller (Eumetopias jubatus) di Teluk Alaska). Sebelum jerung kutub tidak menimbangkan musuh singa laut yang signifikan, tetapi ternyata begitu.Difahamkan dengan membandingkan pelbagai pembacaan sensor yang dimasukkan ke dalam dinding perut anjing. Sensor memantau suhu, kedalaman, lokasi, dan cahaya. Sensor mempunyai keapungan positif dan, jika cahaya dicatat, itu bermakna sensor itu melayang ke permukaan, dan sesuatu terjadi pada meterai. Apa yang sebenarnya berlaku ditentukan oleh dinamik suhu: jika cahaya dikesan dengan serta-merta atau beberapa waktu selepas penurunan tajam dalam suhu, ini menunjukkan kematian ganas, dan jika suhu menurun secara beransur-ansur, maka kematian adalah semula jadi. Jerung kutub, seperti yang ternyata, menyerang anjing muda: kira-kira separuh daripada haiwan yang dilabel dengan sensor dari satu setengah hingga empat tahun meninggal akibat serangan jerung. "Keperibadian" pemangsa itu mencadangkan, sekali lagi, mengikut ukuran suhu sensor tersebut yang muncul di badan ikan yu selepas makan malam yang berjaya, di antara semua yang berbahaya bagi singa laut pemangsa hanya jerung kutub adalah suhu badan yang dekat dengan suhu air.

Satu contoh yang menarik adalah kajian tentang tingkah laku makan anjing laut gajah utara, dibuat menggunakan sensor gabungan dipasang pada rahang haiwan (Y. Naito et al., 2013).Membongkar misteri diet mesopelagik: pemangsa apeks besar mengkhusus kepada mangsa kecil). Mereka dibenarkan untuk mendaftar bukan sahaja parameter alam sekitar, tetapi juga pergerakan rahang. Ia didapati bahawa meterai gajah makan di zon mesopelagic (kawasan dalam lajur air pada kedalaman 200-1000 meter; lihat zon Mesopelagik), dan mangsa mereka terdiri daripada kecil, kira-kira 10-20 cm, haiwan (Rajah 3). Oleh itu, anjing laut gajah tidak pemilih sama sekali – dengan menghairankan, segala perkara kecil adalah sesuai untuk makan gergasi laut yang kuat ini. Mereka kemungkinan besar tidak dapat membezakan antara mangsa.

Rajah. 3 Peta tiga dimensi pergerakan salah satu daripada empat anjing laut gajah dengan sensor telemetri dilampirkan. Garis putih adalah laluan menyelam haiwan terapung dan naik ke permukaan. Titik merah menandakan momen pergerakan rahang. Jelas sekali, gajah laut menangkap ikan pada kedalaman tertentu dan bahawa tujuan utama selamannya adalah pengekstrakan makanan. JME menyelam – menyelam tanpa pergerakan rahang. Gambar dari artikel dibincangkan di Sains dengan merujuk kepada artikel asal oleh Y. Naito et al., 2013. Memahami diet mesopelagik: pemangsa apeks besar mengkhususkan diri pada mangsa kecil

Perbandingan pergerakan spesies yang membentuk puncak piramid makanan juga ingin tahu. Mereka menunjukkan bagaimana spesies membatasi ruang kerana persaingan atau sebab-sebab lain (Rajah 4).Atau sebaliknya, nampaknya para pesaing yang berpengalaman hidup dengan sempurna dan memberi suapan di kawasan air yang sama. Kesimpulan sedemikian mungkin hanya hasil daripada pemerhatian telemetrik jangka panjang dan besar.

Rajah. 4 Perpindahan musim bunga paus bungkuk (paus bungkuk) dan paus bowhead (paus bowhead). Garisan berwarna menggariskan bidang penyetempatan utama ikan paus tagged selama tiga tahun (dari tahun 2008 hingga 2010). Humpbacks memberi makan krill, manakala ikan paus Greenland makan ikan kecil yang memakan krill. Penghijrahan kedua-dua spesies ini dipisahkan mengikut masa dan ruang. Tetapi, seperti yang ditunjukkan oleh data, dalam masa terdekat, disebabkan oleh pemanasan, paus bungkuk dan ikan paus kutub dapat memperluaskan jangkauan mereka dan mula bersaing di kawasan air yang sama. Gambar dari artikel dibincangkan di Sains dengan merujuk kepada artikel asal oleh K.L. Laidre, M.P. Heide-Jørgensen, 2012. Pemisahan Spring Bay Bay, Greenland Barat oleh paus Baleen Artik dan Subarctic

Penulis kaji selidik melihatnya amat penting untuk menggunakan telemetri untuk mengumpul pelbagai data oseanografi yang tidak dapat diakses oleh cara lain. Sesungguhnya, sukar untuk mendapatkan maklumat yang boleh dipercayai, sebagai contoh, mengenai keadaan di bawah ais. Tetapi dengan melampirkan sensor pelbagai fungsi kepada satu atau lain-lain penduduk kutub aktif, maklumat tersebut boleh didapati dengan mudah.Oleh itu, orang-orang kulit putih dan beluga "meneroka" lapisan air di bawah ais Arctik, singa laut ternyata menjadi "penyelidik" yang sangat diperlukan di perairan Antartika Selatan.

Pangkalan teknologi yang baik untuk pelbagai projek telemetrik kini telah dibangunkan. Kami memerlukan usaha kerja yang terkoordinasi pada projek-projek ini dan menggabungkan semua data ini ke dalam rangkaian tunggal. Persatuan sedemikian akan memberikan gambaran besar mengenai kehidupan sebenar di planet kita.

Sumber: Nigel E. Hussey et al. Telemetri haiwan akuatik: Tingkap panorama ke dalam dunia bawah air // Sains. 2015. V. 348. P. 1221. DOI: 10.1126 / sains.1255642.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

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