Өмір қозғалысы: телеметриялық зерттеулердің болашағы • Елена Наймарк • «Элементтер» туралы ғылым жаңалықтары • Ихтиология, технология, биотехнология

Өмір – бұл қозғалыс: телеметриялық зерттеу перспективасы

Сурет. 1. Ақ акулалардың бірнеше әйеліне бекітілген радио датчигі спутниктерді екі жыл бойы спутниктер арқылы жіберді. Бұл канды және сирек кездесетін балықтардың «жеткізу орындарын» анықтау үшін, екіжылдық циклді сәйкестендіретін қоныс аударумен, жүктілікпен және ұрықтанумен байланысты анықтауға мүмкіндік берді. М.Л. Домейер, Н. Насби-Лукас, 2013 жылғы фотосурет. Екі жылдық көші-қон ак әйелдер акулалар (Carcharodon carchararias) кең таралған питомниктер анықтайды

Океанографтар тобы зерттеудің перспективалық бағытын – теңіз өмірін телеметриялық бақылауды шолуды ұсынды. Қазіргі заманғы технологиялар телеметрияны пайдаланудың кең мүмкіндіктерін ашып отырады: сенсорлар көпфункционалды, миниатюралық, энергияны үнемдейтін және энергия сыйымдылығына айналды. Олардың көмегімен сіз омыртқалы және омыртқасыз жануарлардың түрлі түрлерінің қозғалысын жергілікті және планеталық ауқымда қадағалай аласыз, бұл деректерді әртүрлі экологиялық параметрлерді өлшеуімен байланыстырады. Осылайша океанографтар мен экологтарға көптеген жаңа ақпараттар қол жетімді болады.

Экологиялық конструкцияларда және популяциялық генетикада организм физиологиялық қажеттіліктердің субъектісі ретінде, генетикалық ақпарат тасымалдаушысы ретінде, бір немесе басқа мінез-құлықты модель ретінде тасымалдаушы ретінде қабылданады.Бірақ қайда, қалай және неге ол мұны істей алады? Организмнің қозғалысы оның қоршаған ортамен байланысын тікелей көрсетеді, сондықтан тек тұтас топтар емес, жеке ағзалардың қозғалыс жолдарын түсіну маңызды.

Соңғы уақытқа дейін көші-қонды зерттеу өте қиын болды: кеңістіктер өте үлкен, қадағалау мүмкіндіктері қатаң шектелген. Көші-қон жанама деректермен бағаланды – таңбаланған тұлғалардың қайта кіруі орын алған, жануарлар кластерлерінің қозғалысы бақыланды, тікұшақтардан ірі жануарлар байқалды. Шамамен отыз жыл бұрын телеметрия бойынша алғашқы жұмыс жарияланды – 17 күн бойы су бетіне жақын кит киізінің жағдайы жазылған (И.Г. Приде, 1984 ж.). Бастапқы акулалар (Cetorhinus maximus) бір мезгілде қашықтан зондтаумен бірге спутникті бақылайды). Тіркеу жерсеріктік жүйеге жіберілген радио сигналды пайдалану арқылы жүргізілді. Осылайша кеңістіктегі акуланың орны анықталды.

Бірақ соңғы екі онжылдықта технология тез дамып, сол уақыттан бері телеметрия өзгерді. Акустикалық сигналдармен біріктірілген таратқыштардағы радио сигналдар, спутниктік байланыс толығымен жақсарды, таратқыштар миниатюраға айналды (радиохабарлағыш енді салмағы шамамен 1,4 грамм)Таратқыштың энергетикалық элементінің өмір сүру ұзақтығы жылдарда өлшенеді, ғаламдық деректер базасы әзірленді … Мұның бәрі осындай зерттеулердің көлемін айтарлықтай кеңейтті және таратқышты тасымалдайтын жануарлар жиынтығы. ХХІ ғасырдың басынан бастап акустикалық және спутниктік телеметрия бойынша мыңға жуық құжат жарық көрді. Мұндай зерттеулердің болашағы зор. Міне, қазірдің өзінде жасалған ашылымдардың бірнеше мысалы ғана.

Теңіз тасбақалары трансконикалық қоныс аударуды жасайды – бұл телеметрия арқылы анықталды. Радио таратқыштар тасбақа қабығына бекітіледі және ол дем алу үшін пайда болған кезде сигнал спутникті таратады (2-сурет). Тасбақа су астында болғанда таратқыш өшіп, энергияны үнемдейді. Таратқыштың координатасында тасбақа жолын төседі (бейне қараңыз).

Сурет. 2 Бірнеше қызыл былғары тасбақа тасбақанының жыл сайынғы жолдары (жеке тұлғалар әрқайсысы белгіленген түсі бойынша және хатпен). Олар Атлант мұхиты бойымен сапарға шығып, жол бойындағы нәрселерді жеп, азық-түлік шоғырлануы мүмкін жерлерде тіпті сирек тоқтайды. Мұндай қашықтан, үзіліссіз қозғалыстар жұмыртқалар әлі салынбаған былғары тасбақа тастарындағы әдеттегі азық-түлік көші-қонынан өте ерекшеленеді. Талқылаудағы мақаланың кестесі Ғылым Г.Хайс және т.б., 2006 ж.Солтүстік Атлант мұхиты бойындағы былғары тасбақа қозғалыстарының икемді аулау қозғалысы

Сол сияқты, бірнеше ай бойы олар Еуропаның жағалауынан басталып, Саргасо теңізіне мың шақырымнан астам жол жүрген еуропалық құлпыталардың жұмбақ қозғалыстарына еріп жүрді; киттер, акулалар, тунца, кальмар тік және көлденең қоныс аудару үшін. Айта кету керек, лосось балықтар мен акулаларды көші-қоны бойынша жұмыс экономикалық тұрғыдан маңызды деп саналады, сондықтан мұндай зерттеулер ең көп. Сонымен қатар, гемоглобиндер сияқты телеметриялық зерттеудің экзотикалық нысандары да бар (W. F. Gilly et al., 2006). Жібік кальянымен тік және көлденең қоныс аудару Dosidicus gigas (электрондық тегтеу арқылы анықталған) және асшаяндарды (M. D. Taylor, A. Ko, 2011). Акустикалық тегтелген корольдік асшаяндарды бақылау Penaeus (Меликертус) plebejus Эстуар лагунада).

Енді, әрине, сенсорлардың мүмкіндіктері координаттарды қарапайым тіркеуден әлдеқайда күрделі. Датчиктер бір мезгілде температураны, судың тұздығын, ағын жылдамдығын өлшейді (яғни, «қамқорлық» қозғалысының жылдамдығы). Осыған байланысты зерттеу міндеттері әртараптандырылған және күрделі. Осылайша, солтүстік-батыс жотасының тұрғындарында өлім-жітім полярлы акулалардың пайда болуының нәтижесі болып табылады (M. Horning, JE Mellish, 2014)Somniosus pacificus) теңіз мылтықтарыEumetopias jubatus) Аляска шығанағында). Полярлық акулалар ешқандай маңызды теңіз левінің қарсыласын ойлағанға дейін, бірақ солай болды.Ішектің ішкі қабырғасына енгізілген сенсорлардың әртүрлі көрсеткіштерін салыстыру арқылы анықталды. Датчиктер температураны, тереңдікті, орналасуды және жарықты бақылайды. Датчиктердің позитивтік әсері болды және егер жарық жазылған болса, онда сенсор бетіне көтеріліп, тығыздағышпен бір нәрсе болды. Температураның динамикасы анықталды: егер жарық дереу анықталса немесе температура күрт төмендегеннен кейін біраз уақыт өткенде, бұл күшті өлімге әкеп соқса, ал температура бірте-бірте азайған болса, өлім табиғи болды. Полярлық акулалар, қалай болғанда да, жас мөрлерге шабуыл жасайды: бір жарым-төрт жас аралығындағы сенсорлармен таңбаланған жануарлардың шамамен жартысы акулалардың шабуылынан қайтыс болды. Жыртқыштардың «жеке басы», ақырында, акуланың денесіндегі табысты кешкі астан кейін пайда болған сенсорлардың температуралық өлшеулеріне сәйкес, жыртқыштардың теңіз львалары үшін қауіпті болып табылатын тек полярлық акулалар судың температурасына жақын дене температурасы болып табылады.

Қызықты мысал – солтүстік сландық тығыздағыштардың жануарлардың жақтарына орнатылған аралас сенсорлар көмегімен жасалған тамақтану әрекетін зерттеу (Y. Naito et al., 2013).Месопелагитті диетаның құпияларын анықтау: үлкен маймылдар хайуанаты шағын аңға маманданған. Олар тек қоршаған ортаның параметрлерін ғана емес, сонымен қатар жақтардың қозғалысын да тіркеуге мүмкіндік берді. Месопелагиттік аймақта сила тығыздағыштары (200-1000 метр тереңдікте орналасқан судың бағаналары, Месопелагия аймағын қараңыз) және олардың жемісі шамамен 10-20 см, жануарлардан тұрады (3-сурет). Сонымен, слон итбелері мүлдем таңқаларлық емес, таңқаларлықтай, кез-келген ертегі теңіз гиганттарын жеуге жарайды. Олар, ең алдымен, жыртқыш аңдарды ажырата алмайды.

Сурет. 3 Телеметрлік сенсорлармен төрт піл пломбаларының бірінің қозғалысының үш өлшемді картасы. Ақ сызық жүзіп бара жатқан жануардың жолы және бетіне көтеріледі. Қызыл нүктелер жақтардың қозғалыс сәттері анықталған. Теңіз пілі белгілі бір тереңдікте балық аулайды және оның негізін тағамның негізгі мақсаты тамақ өнімдерін алу болып табылады. Non JME дивизионы – джинстің қозғалысы жоқ шу. Суреттегі талқыланған мақаланың суреті Ғылым Y. Naito et al., 2013 ж. түпнұсқа мақаласына сілтеме жасай отырып. Месопелагитті диетаны түсіну: үлкен маймылдың жыртқышы кішігірім жемге

Тамақ пирамидасының шыңдарын құрайтын түрлердің қозғалыстарын салыстыру да қызықтырады. Олар түрдің бәсекелестік немесе басқа себептерге байланысты кеңістікті қалай шектейтінін көрсетеді (4-сурет).Немесе, керісінше, болашақ бәсекелестер бірдей су аумағында жақсы өмір сүріп жатыр. Мұндай тұжырымдар тек қана ұзақмерзімді және ауқымды телеметрикалық бақылаудың нәтижесі ретінде мүмкін.

Сурет. 4 Көктем киттер (көгертілген киттер) және бас киіктер киттер (көгілдір киттер) көктемгі көші-қоны. Түрлі түсті сызықтар тегтелген киттерді үш жыл бойы (2008 жылдан 2010 жылға дейін) негізгі оқшаулау бағыттарын анықтайды. Хламбэкс криллінде, ал Гренланд киттері криллді қолданатын кішкентай балықтарға тамақтанады. Бұл екі түрдің қоныстары уақыт пен кеңістікте бөлінеді. Деректер көрсеткендей, жақын арада жылынудың арқасында буксир киттер мен полярлы киттер өздерінің ауқымын кеңейтіп, сол су аймағында бәсекелесе бастайды. Суреттегі талқыланған мақаланың суреті Ғылым K.L. Laidre, M.P. Heide-Jørgensen, 2012. Бастапқы мақалаға сілтеме жасай отырып, Арктиканың және Субарктикалық бале киттердің Батыс Гренланд қ.

Зерттеудің авторлары басқа құралдармен қол жеткізе алмайтын түрлі океанографиялық деректерді жинау үшін телеметрияны пайдалану өте маңызды екенін көреді. Шынында да, сенімді ақпарат алу қиын, мысалы, мұз жағдайында. Бірақ көп функциялы датчикті бір немесе басқа белсенді полярлы тұрғынға қосу арқылы мұндай ақпаратты салыстырмалы түрде оңай алуға болады.Осылайша, апорттар мен белуган аққары Арктикалық мұз астындағы су қабатын «зерттеді», ал теңіз львалары Оңтүстік Антарктик суларының «зерттеушілері» болды.

Түрлі телеметриялық жобалар үшін жақсы технологиялық база әзірленді. Бұл жобалар бойынша үйлестірілген жұмыс күші қажет және барлық деректерді бірыңғай желіге біріктіру қажет. Мұндай қауымдастық біздің планетамызда нақты өмір сүрудің кең ауқымды бейнесін береді.

Дерек көзі: Найджел Е. Хусси және басқалар. Су жануарларының телеметриясы: су астындағы әлемге панорамалық терезе // Ғылым. V. 348. 1221-бет. DOI: 10.1126 / science.1255642.

Елена Найрамк


Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

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