علوم آزمایشگاهی

فناوری های ردیابی کلان داده می توانند اسرار حیات وحش را کشف کنند

حرکت در سراسر جهان طبیعی در همه جا وجود دارد. همه موجودات به طور فعال یا منفعل، به طور منظم یا در طول مراحل خاص زندگی برای برآوردن انرژی، بقا، تولید مثل و نیازهای اجتماعی حرکت می کنند. حرکت بر انواع فرآیندهای اکولوژیکی و توانایی افراد برای مقابله با تغییرات سریع محیطی ناشی از انسان تأثیر می گذارد.

پروفسور ران ناتان از دانشگاه عبری اورشلیم، همراه با دانشجویان و همکارانش از 12 کشور در سراسر جهان، انواع فن آوری هایی را که برای جمع آوری اطلاعات در مورد حرکت پستانداران، پرندگان، ماهی ها و دیگر حیات وحش در طبیعت مورد استفاده قرار گرفته است، بررسی کردند. محیط ها در طول دهه گذشته، پیشرفت‌های فن‌آوری زمینه اکولوژی حرکت – مطالعه یکپارچه حرکت ارگانیسم‌ها – را از یک رشته با داده‌های ضعیف به یک رشته غنی از داده تبدیل کرده است. این انقلاب در حال انجام کلان داده توسط سیستم‌های ردیابی حیات وحش مقرون‌به‌صرفه و خودکار انجام می‌شود که مجموعه داده‌های عظیم و با وضوح بالا را تولید می‌کنند که با بافت اکولوژیکی مربوطه مطابقت دارد که در آن حیوانات محیط خود را درک می‌کنند، با آنها تعامل می‌کنند و به آن پاسخ می‌دهند.

در بررسی منتشر شده در مجله معتبر Scienceناتان و همکارانش ابزارها، بینش‌ها، چالش‌ها و فرصت‌های اصلی انقلاب کلان داده را در بوم‌شناسی جنبش ارزیابی کردند. فن‌آوری‌های ردیابی حیات وحش در نحوه برخورد با مبادلات اساسی بین نرخ جمع‌آوری داده‌ها، پوشش فضایی، مدت زمان ردیابی و اندازه حیوانات ردیابی متفاوت است. در میان هشت فناوری ردیابی اصلی که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفت، فناوری به نام “GPS معکوس” در ظرفیت استثنایی خود برای تولید داده های بزرگ در مورد حرکت حیوانات به روشی مقرون به صرفه برجسته بود. سایر فناوری‌های ردیابی، مانند دستگاه‌های GPS، سیستم‌های بینایی رایانه‌ای و رادارها نیز می‌توانند داده‌های بزرگ تولید کنند، و محققان توصیه کردند که همه فناوری‌های ردیابی اصلی را به‌جای جایگزین‌های رقیب، به‌عنوان مکمل ببینند.       

یک سیستم جدید GPS معکوس به نام ATLAS توسط ناتان و پروفسور سیوان تولدو از دانشگاه تل آویو و تیم‌هایشان، تحت نظارت مرکز زیست‌محیطی حرکت مینروا توسعه داده شد. در ایجاد یک پایگاه داده غنی از حرکت حیوانات وحشی با ردیابی همزمان ده ها حیوان وحشی با دقت بسیار زیاد (چند متر) در وضوح بالا (هر ثانیه) و در یک دوره زمانی نسبتا طولانی (ماهها) با استفاده از کوچک و ارزان بی نظیر بود. برچسب های رادیویی متصل به حیوان این سیستم در اسرائیل، بریتانیا، هلند، آلمان و جاهای دیگر در سراسر جهان نصب شده است و به محققان این امکان را می‌دهد تا به پرسش‌های اولیه اکولوژی حرکت که تا امروز دور از دسترس بودند، رسیدگی کنند. این سیستم ردیابی پیچیده طیفی از اکتشافات هیجان انگیز و بینش های بدیع را به همراه داشته است.

سیستم GPS معکوس دیگری که به نام «تلمتری آکوستیک» شناخته می‌شود، از برچسب‌های صوتی برای ردیابی ماهی و سایر حیوانات آبزی زیر آب استفاده می‌کند. سیستم‌های مختلفی از این نوع در رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و دریاها در سرتاسر جهان نصب شد که بینش‌های علمی جدید و دستورالعمل‌های مهمی را برای مقابله با خطرات انسانی برای حیات وحش به دست آورد. به عنوان مثال، با استفاده از یک سیستم ردیابی صوتی در رودخانه‌های اروپایی، محققان دریافتند که مارماهی‌های مهاجر به پایین دست – گونه‌ای در خطر انقراض شدید – و ماهی‌های آزاد اقیانوس اطلس رفتار خود را در برخورد با سدها تغییر می‌دهند و احتمالاً مصرف انرژی و خطر مرگ و میر خود را افزایش می‌دهند.

یکی دیگر از فناوری‌های ردیابی مهم GPS است که به طور گسترده برای ردیابی حیوانات نسبتاً بزرگ در سطح جهانی استفاده می‌شود و می‌تواند به صورت دوره‌ای حیوانات را با وضوح بالا ردیابی کند تا عوامل ایجاد تغییرات در رفتار حیوانات را کشف کند و به حفاظت از تنوع زیستی و مدیریت اکوسیستم کمک کند. برای مثال، ردیابی GPS به ناتان و دانش‌آموزانش اجازه می‌دهد تا آشکار کنند که کرکس‌های جوان از جمعیت رو به کاهش در اسرائیل با کارایی کمتری نسبت به کرکس‌های بالغ با تجربه بالا می‌روند که آن کرکس‌های حرارتی توسط باد به حرکت در می‌آیند. در جاهای دیگر، ردیابی GPS از کندورهای کالیفرنیایی در معرض خطر انقراض می‌تواند هشدارهای اولیه را برای جلوگیری از برخورد با توربین‌های بادی در آن منطقه ارائه دهد، در حالی که ردیابی GPS آلباتروس‌ها می‌تواند به یافتن کشتی‌های ماهیگیری غیرقانونی در اقیانوس‌های وسیع کمک کند.

در مثال دیگری که خیلی اخیراً در بررسی گنجانده نشده است، ردیابی GPS اطلاعات منحصر به فردی در مورد اپیدمی آنفولانزای مرغی ارائه می دهد که منجر به مرگ هزاران جرثقیل در اسرائیل در اوایل زمستان امسال شد. “در اولین نشانه مرگ در میان چند ده جرثقیل، نسبت بسیار بیشتری از جرثقیل های دارای برچسب GPS ما مردند یا با توجه به کاهش ناگهانی حرکت و فعالیت آنها مشکوک به آلوده شدن شدند. ناتان توضیح داد که ما به مقامات اطلاع دادیم که یک رویداد مرگ و میر شدید در راه است، همانطور که متأسفانه اتفاق افتاد، و باید اقدامات فوری انجام شود. بعدها، تیم توانست سرنوشت پرندگان آلوده را ردیابی کند و متوجه شد که برخی از آنها در نهایت بهبود یافته اند. ما اکنون داده‌های جرثقیل‌های زمستانی در آفریقا را از نزدیک تماشا می‌کنیم تا موج دوم احتمالی شیوع بیماری را که به زودی میلیون‌ها پرنده مهاجر از راه می‌رسند، رصد کنیم.   

بوم شناسی جنبش به سرعت در حال گسترش مرزهای علمی است و فرصت های بهبود یافته ای را برای حفاظت و بینش در مورد حرکات حیوانات وحشی از طریق چارچوب های بزرگ بین رشته ای و مشارکتی فراهم می کند. ناتان با اشاره به کارگاه تله متری ماهی در جمهوری چک که توسط پروفسور ایوان یاریچ در سال 2018 برگزار شد و از او برای شرکت در آن دعوت شد، توضیح داد: “این نیز داستان تحقیق ما است.” “من با گروهی از محققان عالی آشنا شدم که سوابق، تخصص و موضوعات تحقیقاتی کاملاً متفاوت با من داشتند. دقیقاً لحظه ای را به یاد می آورم که باعث ایجاد پروژه مشترک ما شد، زمانی که دیدگاه خود را برای یک انقلاب کلان داده در بوم شناسی جنبش به اشتراک گذاشتم. آماده کردن بررسی ما با هم تجربه فوق العاده ای بوده است. ناتان نتیجه گرفت.

– این بیانیه مطبوعاتی توسط دانشگاه عبری اورشلیم ارائه شده است

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.