Via Hebreeuwse universiteit Beweging is alomtegenwoordig in de natuurlijke wereld. Alle organismen bewegen, actief of passief, regelmatig of tijdens specifieke levensfasen, om te voldoen aan energie-, overlevings-, reproductieve en sociale eisen. Beweging beïnvloedt een verscheidenheid aan ecologische processen en het vermogen van individuen om te gaan met door de mens veroorzaakte, snelle veranderingen in het milieu.
Professor Ran Nathan van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem heeft samen met studenten en collega's uit 12 landen over de hele wereld een verscheidenheid aan technologieën beoordeeld die zijn gebruikt om informatie te verzamelen over de bewegingen van zoogdieren, vogels, vissen en andere dieren in het wild in hun natuurlijke omgevingen.
Prof. Nathan. Foto via Hebreeuwse universiteit
In het afgelopen decennium hebben technologische ontwikkelingen het veld van bewegingsecologie - de geïntegreerde studie van organisme beweging - getransformeerd van een data-arme naar een data-rijke discipline. Deze voortdurende big data-revolutie wordt aangedreven door kosteneffectieve en geautomatiseerde systemen voor het volgen van wilde dieren die enorme datasets met hoge resolutie genereren die overeenkomen met de relevante ecologische context waarin dieren hun omgeving waarnemen, ermee omgaan en erop reageren. In een recensie gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Science beoordeelden Nathan en zijn collega's de belangrijkste tools, inzichten, uitdagingen en kansen van de big data-revolutie in bewegingsecologie. Technologieën voor het volgen van dieren in het wild variëren in de manier waarop ze de fundamentele afwegingen tussen gegevensverzamelingssnelheid, ruimtelijke dekking, volgduur en de grootte van gevolgde dieren aanpakken.
Van de acht belangrijkste volgtechnologieën die in dit onderzoek zijn onderzocht, viel een technologie genaamd "reverse-GPS" op door zijn uitzonderlijke vermogen om op een kosteneffectieve manier big data over dierenbewegingen te produceren. Andere volgtechnologieën, zoals GPS-apparaten, computervisiesystemen en radars, kunnen ook big data produceren, en de onderzoekers raden aan om alle belangrijke volgtechnologieën als complementaire in plaats van concurrerende alternatieven te beschouwen.
Een nieuw reverse-GPS-systeem genaamd ATLAS werd ontwikkeld door Nathan en professor Sivan Toledo van de Universiteit van Tel Aviv en hun teams, onder auspiciën van het Minerva Center for Movement Ecology. Het bleek ongeëvenaard in het creëren van een rijke database van bewegingen van wilde dieren door gelijktijdig vele tientallen wilde dieren te volgen met grote nauwkeurigheid (enkele meters) met een hoge resolutie (elke seconde) en over een relatief lange tijdsperiode (maanden) met behulp van kleine, goedkope radiolabels die aan het dier zijn bevestigd.
Het systeem is geïnstalleerd in Israël, het VK, Nederland, Duitsland en elders in de wereld, waardoor onderzoekers fundamentele vragen over bewegingsecologie kunnen aanpakken die tot op heden onbereikbaar waren. "Dit geavanceerde volgsysteem heeft geleid tot een reeks opwindende ontdekkingen en nieuwe inzichten, waaronder het eerste bewijs voor het bestaan van een cognitieve kaart bij een wild dier (een fruitvleermuis), een baanbrekende studie die variatie tussen individuele vogels (fazanten) in verband brengt met hun cognitieve vaardigheden en ruimtegebruikspatronen, en de ontdekking van een opmerkelijke ruimtelijke segregatie in foerageergebieden tussen vleermuizen die in twee aangrenzende kolonies verblijven, dankzij het geheugen en de informatieoverdracht van een individu tussen vleermuizen, zonder verrassend genoeg bewijs voor concurrentie als drijvende kracht ', deelde Nathan mee.
Foto via Hebreeuwse universiteit
Een ander reverse-GPS-systeem dat bekend staat als "akoestische telemetrie" gebruikt akoestische tags om vissen en andere waterdieren onder water te volgen. In rivieren, meren en zeeën over de hele wereld werden verschillende van dit soort systemen geïnstalleerd, wat nieuwe wetenschappelijke inzichten en belangrijke richtlijnen opleverde voor het omgaan met door de mens veroorzaakte risico's voor dieren in het wild. Door bijvoorbeeld een akoestisch volgsysteem in Europese rivieren te gebruiken, ontdekten onderzoekers dat stroomafwaarts migrerende palingen - een ernstig bedreigde soort - en Atlantische zalmen hun gedrag veranderen wanneer ze dammen tegenkomen, waardoor hun energieverbruik en sterfterisico waarschijnlijk toenemen.
Een andere belangrijke volgtechnologie is GPS, dat op grote schaal wordt gebruikt om wereldwijd relatief grote dieren te volgen en periodiek dieren kan volgen met een hoge resolutie om de factoren te ontdekken die variatie in diergedrag veroorzaken en om het behoud van de biodiversiteit en het ecosysteembeheer te ondersteunen. Dankzij GPS-tracking konden Nathan en zijn studenten bijvoorbeeld onthullen dat jonge gieren van de afnemende populatie in Israël veel minder efficiënt klimmen in kolommen met stijgende lucht (thermals) dan ervaren volwassen gieren wanneer die thermiek door wind wordt voortgedreven. Elders kan GPS-tracking van ernstig bedreigde Californische condors vroege waarschuwingen geven om botsingen met windturbines in het gebied te voorkomen, terwijl GPS-tracking van albatrossen kan helpen bij het lokaliseren van illegale vissersvaartuigen over uitgestrekte oceanen.
Foto via Hebreeuwse universiteit
In een ander voorbeeld dat te recent is om in de review te worden opgenomen, leverde GPS-tracking unieke informatie op over de vogelgriepepidemie die eerder deze winter leidde tot de dood van duizenden kraanvogels in Israël. “Bij het eerste teken van overlijden onder enkele tientallen kraanvogels, stierf een veel groter deel van onze GPS-getagde kraanvogels of werd vermoed besmet te zijn, gezien de plotselinge vermindering van hun beweging en activiteit.
We hebben de autoriteiten geïnformeerd dat er een drastische mortaliteitsgebeurtenis op komst is, zoals helaas is gebeurd, en dat er dringende maatregelen moeten worden genomen', legt Nathan uit. Later kon het team het lot van besmette vogels traceren en ontdekte dat sommigen uiteindelijk waren hersteld. "We houden nu de gegevens van kraanvogels die winter in Afrika nauwlettend in de gaten om de mogelijke tweede golf van de uitbraak te volgen, wanneer miljoenen trekvogels binnenkort zullen arriveren", benadrukte Nathan.
Bewegingsecologie verlegt snel de wetenschappelijke grenzen en biedt verbeterde mogelijkheden voor natuurbehoud en inzicht in bewegingen van wilde dieren door middel van grote interdisciplinaire en samenwerkingskaders. "Dit is ook het verhaal van ons onderzoek", legt Nathan uit, verwijzend naar een workshop Vistelemetrie in de Tsjechische Republiek, georganiseerd door professor Ivan Jarić in 2018, waarvoor hij was uitgenodigd. “Ik ontmoette een groep excellente onderzoekers met een heel andere achtergrond, expertise en onderzoeksonderwerpen dan de mijne. Ik herinner me het exacte moment waarop ons gezamenlijke project ontstond, toen ik mijn visie deelde voor een big data-revolutie in bewegingsecologie. Samen onze review voorbereiden was een geweldige ervaring; samenwerken over disciplines heen is zeker de juiste keuze”, besluit Nathan.
