地球上的所有生物都是相互联系的,我们都直接或间接地相互影响。但更多的时候,我们看不到或不知道动物的生活发生了什么。在丛林深处,在沙漠和草原深处,随着地球变暖,许多动物的行为正在以我们无法看到的方式发生变化。
得益于近年来的技术进步,我们开始更清楚地了解这些以前被我们忽略的环境。现代技术突破使追踪工具的侵入性更小、更易于管理,并为更好地观察和了解野生动物(包括它们的移动和行为方式)创造了条件。
一组研究人员利用这些创新技术创建了一个全球动物网络,追踪成千上万种动物的迁徙,从而揭示出前所未有的活动。通过这些数据,我们对动物迁徙、迁徙的原因以及不同物种如何适应气候变化和生态系统的快速变化有了新的认识。
让动物上网
2001 年 – 物联网还未成为科幻幻想,甚至连一半的美国人都无法定期上网 – 生态学和进化生物学教授马丁·维克尔斯基 (Martin Wikelski) 萌生了一个想法,即建立一个全球传感器网络,以便以前所未有的方式洞察生活在人类主导地区之外的动物的活动。
2018年,“动物互联网”——即ICARUS(国际空间动物研究合作计划)从构想变为现实,经过近二十年的基础工作,一台接收器被发射到国际空间站,并嵌入到俄罗斯的轨道科学实验室部分,在那里它充当中央卫星式接收器,收集超过3500只被植入微型追踪器的动物的数据。
ICARUS 项目协调员、德国马克斯普朗克动物行为研究所迁徙团队成员乌斯基穆勒 (Uschi Müller) 介绍,ICARUS 接收器收集来自追踪器的数据并将其发送到地面站,然后信息被上传到 Movebank,这是一个开源数据库,托管动物传感器数据,供研究人员和野生动物管理人员自由访问。
ICARUS 的原始版本具有开创性,但功能有限。“国际空间站仅覆盖其飞行路径内北纬 55 度和南纬 55 度以内的区域,”穆勒解释道。国际空间站的机械故障导致网络在 2020 年下线,而俄罗斯在 2022 年入侵乌克兰导致跟踪活动陷入停顿。
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拓展视野
“对单个 ICARUS 有效载荷的依赖……表明了以前基础设施的脆弱性,”Müller 说道。动物继续携带追踪器,这种负担不再对了解和保护它们产生好处。而依赖定期更新的数据库突然消失,可能会对科学研究造成有害后果。
虽然很难说重新陷入黑暗对那些重视数据和信息的人来说有什么好处,但这件事本身就很有启发性。它让 ICARUS 团队重新回到了绘图板上,这也让他们能够构建一个系统,该系统不仅可以让他们重新上线,还可以提供可以减轻未来停电风险的故障安全措施。
穆勒说:“最初,所有参与的科学家都感到震惊,但很快他们就制定了欣喜若狂的‘ B 计划’,开发了一种新的、功能更强大、价格更便宜的立方体卫星系统,并辅以地面观测系统。”
新系统的空间部分将包括多个有效载荷,第一个有效载荷将于 2025 年与慕尼黑联邦武装部队大学合作发射。这将是计划中的前五次发射,将发射立方体卫星,这些纳米卫星将悬挂在极地轨道上,覆盖整个地球,而不是有限的范围。
他们将与地面“物联网”式网络合作,该网络将能够从地面生成实时数据。穆勒表示,这样做的结果是“可以更频繁、更可靠地在世界各地观察带标记的动物。”
这些接收器将接收升级后的标签的数据,ICARUS 团队一直在努力缩小升级后的标签尺寸,以最大程度地减少对动物的侵扰。最新版本的 ICARUS 系统将使用的标签重量仅为 0.95 克,但据 Müller 称,近年来,它们的发射器已经变得非常小了。
她说:“得益于动物发射器技术的不断发展,现在它们的重量仅为 0.08 克,而且功能极其强大,甚至蝴蝶、蜜蜂等昆虫以及最小的蝙蝠都可以首次被标记。”
一旦新的 ICARUS 系统上线,Müller 和团队希望看到动物王国的模糊视野继续清晰起来。“迄今为止几乎一无所知的动物迁徙路线以及行为和互动都可以被研究,”她在谈到该项目时说道。“我们继续期待科学界对使用该系统产生浓厚兴趣,并不断开发和优化它。”
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