人生は動きです:遠隔測定研究の展望•Elena Naimark•「要素」に関する科学ニュース•疫学、テクノロジー、バイオテクノロジー

人生は動きです:テレメトリ研究の展望

図1 1。 白いサメの複数の女性に取り付けられたラジオセンサーは、衛星を介して2年間衛星のデータを送信しました。これにより、交配、妊娠および仔の誕生に関連する2年周期を同定し、この血痕の多い珍しい魚の「送達部位」を決定することが可能になった。 M. L. Domeier、N. Nasby-Lucas、2013年からの写真。白人サメの2年間の移動Carcharodon carcharias)は、広く分離した保育場を明らかにする

海洋学者のグループは、海洋生物の遠隔測定観測の有望な分野の概要を提示しました。現代の技術は、テレメトリーの使用のための幅広い可能性を開きます。センサーは、多機能、小型、省エネルギー、エネルギー集約型になっています。彼らの助けを借りて、さまざまな種の脊椎動物や無脊椎動物の動きを、局所的にも惑星的にも追跡し、これらのデータをさまざまな環境パラメータの測定値と結びつけることができます。したがって、膨大な量の新しい情報が海洋学者や生態学者に利用可能になります。

生態学的構造および集団遺伝学において、生物は、遺伝情報のキャリアとして、生理学的ニーズの対象として、しばしば1つまたは別の行動パターンのキャリアとして認識される。しかし、どこで、どのように、なぜ彼はこのすべてを運ぶのですか?生物の動きは周囲の空間との直接的な関係を反映しているため、グループ全体だけでなく個々の生物の動きの経路を理解することが重要です。

最近まで、移行を勉強することは非常に困難でした。スペースは膨大で、追跡機能は厳しく制限されていました。移動は間接的なデータによって判断された。標識された個体の再入場場所が記録され、動物クラスターの動きが監視され、ヘリコプターから大きな動物が観察された。ちょうど30年前に、遠隔測定に関する最初の研究が出版された.17日間、水面付近のクジラの位置が記録された(I. G. Priede、1984。セトウリヌス・マクサス)同時にリモートセンシングと共に衛星によって追跡される)。登録は、衛星システムに送信された無線信号を用いて行われた。このようにして、宇宙におけるサメの位置が決定された。

しかし、過去20年の間に、技術は急速に進化し、テレメトリーはこれからも変わってきました。送信機の無線信号は、音響信号と組み合わされ、衛星通信は完全に改善され、送信機は小型化されている(無線送信機の重量は約1.4グラム)トランスミッタのエネルギー要素の寿命は現在数年で測定されており、グローバルデータベースが開発されています…このすべてがこのような研究の範囲とトランスミッタを運ぶことができる動物のセットを大幅に拡大しました。 XXI世紀の初めから、音響と衛星テレメトリに関する約1000の論文がすでに発表されています。そのような研究の見通しは巨大である。すでに作成された発見のほんのいくつかの例があります。

ウミガメは大洋横断的な移動を行います – これは遠隔測定によって発見されました。ラジオ送信機は亀​​甲に取り付けられ、吸入するようになると、信号は衛星に送信されます(図2)。タートルが水の下にあるとき、トランスミッタはオフになり、エネルギーを節約します。送信機の座標で、カメの道が織りなす(ビデオ参照)。

図1 2 産卵後のいくつかの雌レザーバックカメの年次経路 色で手紙で)。彼らは大西洋を旅し、道に沿ってくるものを食べ、食べ物が集中している場所でさえほとんど止まりません。そのような遠くのノンストップの動きは、まだ卵を産んでいないレザーバックカメの通常の食物移動とは非常に異なっています。議論の記事からのスケジュール 科学 G.C.Haysら、2006の原著論文を参照してください。北大西洋全域に渡るカメの柔軟な餌取り運動

同じように、数ヶ月間、彼らはヨーロッパの海岸から始まり、サルガッソ海に数千キロ以上航海したヨーロッパのウナギの神秘的な動きに従っていました。クジラ、サメ、マグロ、イカの垂直および水平移動。サーモンフィッシュとサメの移住に関する作業は、経済的観点から見て適切であると考えられるので、そのような調査が最も重要であることに留意すべきである。しかし、巨大イカのようなテレメトリ研究のよりエキゾチックなオブジェクトもある(W.F. Gilly et al。、2006.ジャンボイカによる垂直方向および水平方向の移動 ドシディカスギガス 電子タギングによって明らかにされた)およびエビ(M. D. Taylor、A. Ko、2011.音響的に標識されたキングエビ Penaeus (メリセウスス) plebejus 河口ラグーンで)。

もちろん、センサーの機能は座標の単純な登録よりはるかに洗練されています。センサは、温度、水の塩分、流速(すなわち、実際には「病棟」の運動速度)を同時に測定する。このため、研究課題は多様化・複雑化している。このように、北西部のウミウシの人口の高い死亡率は、北極サメの捕食の結果であることが証明された(M. Horning、J. E. Mellish、2014。ソムニサスパシフィカス)オオカミの捕食(Eumetopias jubatus)アラスカ湾で)。その前に、ポーランドのサメは重要なシーライオンの敵を考慮しなかったが、それはそのように判明した。それは、シールの腹壁に埋め込まれたセンサの様々な示度を比較することによって見出された。センサーは、温度、深さ、位置、および光を監視しました。センサーは正の浮力を持ち、光が記録されていれば、センサーが表面に浮いていて、シールに何かが起こったことを意味します。正確に何が起こったかは、温度の動態によって決定されました。温度が急激に低下した後すぐに光が検出された場合、これは激しい死を示し、温度が徐々に低下すると死は自然でした。それが判明したポーラー・サメは若いシールを攻撃します.1年半から4歳までのセンサーで標識された動物の約半数がサメの攻撃で死亡しました。飼い主の「性格」は、夕食を成功させた後にサメの体内に現れたセンサーの温度測定によれば、すべての危険なシーフライズの捕食者の中で、極性のサメだけが水温に近い体温です。

興味深い例は、動物の顎に取り付けられたセンサーを組み合わせて作った北部ゾウの餌の摂食行動の研究である(Y. Naito et al。、2013)。mesopelagicダイエットの謎を解明する:大きなアペックスの捕食者は小さな獲物を専門とする)。彼らは、環境パラメータだけでなく、顎の動きも登録することができました。象のシールは、中腸間隙領域(200〜1000メートルの深さの水柱の領域;メソジスト領域を参照)に供給され、その獲物は、約10〜20cmの小型の動物からなることが判明した(図3)。だから、象のシールはまったくピカピカではありません。意外なことに、これらの巨大な海の巨人を食べるのに適しています。彼らはほとんどの場合、餌食を区別することさえできません。

図1 3 テレメトリセンサーを取り付けた4つの象のシールの1つの動きの3次元マップ。 白線 浮遊動物がダイビングして表面に浮かぶ経路です。 赤い点 顎の動きの顕著な瞬間。海のゾウは一定の深さで魚を捕獲し、ダイビングの主な目的は正確には食物の抽出であることがはっきりと分かる。 JME以外のダイビング – 顎の動きのないダイビング。次の記事の説明 科学 Naito et al。、2013年の原著を参照してください。中腸間食の理解:大型のアペックス捕食者は小さな獲物を専門としています

食物ピラミッドの頂部を構成する種の動きの比較も興味深い。彼らは、種がどのように競争またはその他の理由により空間を区切っているかを示している(図4)。あるいは逆に、将来の競合他社が完全に共存し、同じ水域に餌を与えているように見えます。このような結論は、長期的かつ大規模な遠隔測定の結果としてのみ可能である。

図1 4 ザトウクジラ(ザトウクジラ)とアブラメ(鯨クジラ)の春の移動 色のついた線 タグ付きクジラの主なローカライゼーション領域を3年間(2008年から2010年まで)にわたって概説しています。ザトウクジラはオキアミを食べ、グリーンランドのクジラはオキアミを食べる小さな魚を食べる。これら2つの種の移動は時間と空間で分かれている。しかし、データが示すように、近い将来、温暖化のために、ザトウクジラとシロクジラはその範囲を拡大し、同じ水域で競争し始めることができます。次の記事の説明 科学 K.L. Laidre、M.P. Heide-Jørgensen、2012年の元記事を参照してください。北極と亜寒帯のバラエキクジラによる西グリーンランドのベイベイの春分割

調査の著者は、他の手段ではアクセスできない様々な海洋データを収集するためにテレメトリを使用することが特に重要であると考えています。確かに、例えば氷の下での条件について、信頼できる情報を得ることは困難である。しかし、多機能センサを1つまたは別のアクティブな極地の住民に取り付けることによって、そのような情報を比較的容易に得ることができる。このように、ナショナル・ホワイトとベルーガ・ホワイトは、北極の氷の下で水の層を「探検」しました。南極は、南極海の不可欠な「研究者」であることが判明しました。

様々なテレメトリプロジェクトの優れた技術基盤が開発されました。我々は、これらのプロジェクトの調整作業と、このすべてのデータを単一のネットワークに統合する必要があります。このような協会は、私たちの地球上の実生活の一般的な大規模なイメージを与えるでしょう。

ソース: Nigel E. Hussey et al。水生動物遠隔測定:水中世界へのパノラマの窓// 科学。 V. 348、P. 1221、DOI:10.1126 / science.1255642。

エリーナ・ナイマーク


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