Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Výzkum tahu živočichů pomocí satelitů Země

Publikováno: Vesmír 74, 86, 1995/2
Obor: Zoologie

Fenomén stěhovavé zvěře není doposud dostatečně probádán. Nebyl s konečnou platností objasněn ani biologický navigační mechanizmus stěhovavé zvěře, ani není dostatek přesných popisů tahových cest několika tisíc druhů tažných ptáků a stovek jiných živočichů. Kroužkování ptáků bylo zavedeno na celém světě a tímto způsobem byly znalosti značně obohaceny. Toto značkování však nemůže odpovědět na důležité otázky týkající se průběhu rozsáhlých cest tažné zvěře. Je tedy logické, že ve věku podmaňování vesmíru dochází k výzkumu stěhování zvěře pomocí satelitů země.

Princip použití satelitu
Teoretický pracovní princip je velmi jednoduchý: jeden nebo několik živočichů určitého druhu jsou vyzbrojeni malými vysílači, jejichž signály jsou přijímány satelitem kroužícím na oběžné dráze. Jsou dále přenášeny do výpočetního střediska nějaké pozemní stanice, kde je přesná aktuální geografická poloha živočicha určena výpočty. Přenos bodů zjištěných míst na mapu pak udává trasu tahu. Z dalších údajů se dá zjistit i časový průběh stěhování. Vysílač může mít i dodatečné senzory, které dalšími kanály satelitu přenášejí do pozemní stanice doplňující informace, jako teplotu, srdeční rytmus, krevní hodnoty a další.

Údaje potřebné k určení místa mohou být přijímány přímo týmem ekologů, kteří takto získávají výhodu doprovázet sledovanou stěhovavou zvěř a přímo na místech odpočinku provádět po dobu celého tahu doplňující ekologická studia. Vysílač, umístěný na některém z jedinců sledovaného druhu, musí být co nejmenší. Jeho zdroj energie, tedy baterie, nemůže být zpravidla vyměněn (sluneční kolektory jsou velké, málo účinné, nebo necitlivé). Upevnit vysílač (viz malé obrázky v textu) je obtížné, anténa se během pohybu zvířete nenalézá vždy v technicky optimální poloze. A to nejobtížnější: největší zájem evropských badatelů směřuje k ptactvu; průběh rozsáhlého ptačího tahu (často 10 000 km a více) může být správně zachycen jen tehdy, když vysílač let ptáka neomezuje. Toto vše klade mimořádné nároky na výrobce malých vysílačů. První vysílač, vhodný pro ptactvo, konstruovaný a vyráběný ve Spojených státech uprostřed osmdesátých let, vážil dobrých 200 g (STRIKWERDA & al., 1985). Mezitím produkují Japonci malé vysílače vážící jen 20 g. Ornitologové očekávají další miniaturizaci i prodlužování výkonné doby těchto vysílačů (především však vývoj miniaturních baterií s větší kapacitou energie).

Projekty ekologie zvěře
Prostřednictvím výzkumných programů satelitní telemetrie byly provedeny experimenty na 75 druzích zvěře na všech kontinentech světa. Mezi nimi bylo asi 40 druhů savců, 25 druhů ptáků, 4 plazi (mořské želvy) a několik druhů ryb. Na tomto místě budou ukázány pouze vybrané údaje tří realizovaných případů.

  • Albatros stěhovavý (Diomedea exulans) v Antarktidě. Tento ptačí druh hnízdí na ostrovech v oceánech jižní polokoule a zalétává během doby hnízdění dlouhými lety nad oceány za potravou, a to vždy výměnou sameček nebo samička v odstupech několika týdnů. Lépe než kterýkoli jiný pták se pro satelitní telemetrická studia hodí právě albatros: svou vahou 10 - 14 kg a rozpětím křídel 3,5 m může během svých, většinou klouzavých, potulných letů bez těžkostí unést satelitní vysílač o váze 200 g. Kromě toho jsou badatelé schopni chytit ptáka s upevněným vysílačem po jeho návratu do hnízda a vysílač mu odebrat nebo vyměnit baterie (obrázek). Tento projekt stále pokračuje a je už dnes přičítán ke klasickým projektům satelitního telemetrického výzkumu tahů ptactva.
  • Sob (Ragnifer tarandus) v Sevení Americe. Biologové z USA prozkoumávali satelitní telemetrií některé arktické savce. Několik těchto projektů bylo zaměřeno na soby, v Americe nazývané karibu (Fancy & al., 1988 a Harris & al., 1990). Tato zvěř se v letní době zdržuje ve velkých stádech v arktických tundrách. Před přicházejícím chladem se však postupně stahuje k jihu až k zalesněným oblastem Severní Ameriky. Kromě přesných záznamů o trasách stěhování a potulek stád sobů byly vypracovány přesné diagramy se znázorněním denní aktivity zvířat a rychlosti tahu (obrázek). Mj. bylo zjištěno, že sobí krávy mohou za rok vykonat cestu až 5 055 km. Je to pravděpodobně nejdelší roční trasa, která doposud byla u suchozemských (terestrických) savců zjištěna.
  • Čáp bílý (Ciconia ciconia) v Evropě a v Asii. V Německu jsme se pokusili (prof. Berthold z Radolfzellu a autor tohoto příspěvku) uskutečnit projekt zaměřený na ptactvo, přičemž v popředí zájmu byl čáp bílý, zde silně ohrožený ptačí druh (Berthold &

    Nowak, 1988). Poněvadž však první, pro ptactvo použitelné vysílače byly i pro čápy příliš těžké, byl nejprve zkoumán tah labutě malé (Cygnus columbianus) a supa bělohlavého (Gyps fulvus). Teprve r. 1991 mohly být prvním čápům z bývalého východního Německa připevněny vysílače vážící 45 g. Bohužel se ukázalo, že technika je ještě velmi poruchová, často vypadly vysílače, mnohdy satelitový systém nebo i výpočtové centrum.

Jen v krátkosti je možno zde uvést - sice ne typický, spíše mimořádný - případ tahu čápa označeného vysílačem č. 14 553: Svou pouť začal z okolí Dessau ve východním Německu 4. září 1992 a po několika dnech zvolil svou trasu do Afriky přes západní Evropu; avšak namísto směrem na Španělsko letěl ve špatném úhlu do Belgie. Svou chybu zpozoroval teprve nad Severním mořem, kde udělal obrátku a letěl (což je překvapivé) po přesně stejné trase zpět do Německa. U Bonnu se na několik dní pozdržel a zde byl 28. září chycen a vysílač mu byl odebrán, protože baterie již byly slabé.

K čemu slouží výzkum tahů zvěře?
Satelitní technika dovoluje získat zcela nové kvalitativní údaje o průběhu stěhování zvěře, které jsou potřebné nejméně ze tří důvodů:

  • Hospodářské zájmy. Četné projekty na Aljašce byly zčásti financovány olejovými koncerny. Před otevřením nových naftových zdrojů a před stavbou naftových potrubí totiž musí být vždy předložen ekologický posudek, ve kterém jsou pohyby arktických savců doloženy. V severní Sibiři (Tajmyr, Jakutsko) jsou divoce žijící sobi loveni ve velkém pro zásobování obyvatelstva žijícího v Arktidě masem. Aby mohly být plány odstřelu plněny a transport zvířat organizován, jsou znalosti o trasách tahu zvěře nepostradatelné. Satelitní telemetrie byla s dobrým úspěchem nasazena také při lovu tuňáků.
  • Ochrana přírody. Počet ohrožených druhů zvěře se stále zvyšuje, mezi nimi se nacházejí obzvlášť početné druhy, které vykonávají dlouhé tahy podmíněné ročními obdobími. (Proto byla r. 1979 uzavřena mezinárodní konvence na ochranu stěhovavých druhů volně žijících živočichů). Pomocné programy na zachování těchto druhů mohou být účinné jedině na základě dobrých znalostí o jejich tazích (o časovém průběhu, o preferencích lokalit, o zničení míst dočasného odpočinku atd.). Výzkum čapího stěhování prováděný v Německu má vytvořit předpoklady pro takovýto program ochrany po celých trasách pravidelných tahů čápů. Prostřednictvím nové techniky mohlo být např. dokázáno, že čápi z východního Německa narážejí již při přeletu Karpat na první překážky, které způsobují úhyn a snížení stavů zvláště u mladých čápů. V současnosti probíhá výzkum průběhu tahů jeřába (Grus leucogeranus) - značně ohroženého druhu, který hnízdí v ruské Arktidě a přezimuje v jižní Asii. Je možno doufat, že kromě dat k vymezení chráněných území na trati tahu bude možné zjistit i další, dosud neznámá místa hnízdění.
  • Základní výzkum. Především ornitologové doufají, že získají nové poznatky, které by objasnily mnohé neznalosti v biologii ptáků. Nová technika obohacuje znalosti ve třech speciálních oblastech: ve fyziologii tahu jednotlivých ptačích jedinců (několikerý záchyt a záznam ptáků s označenými vysílači na trase tahu, vyšetření příjmu potravy na jejích místech odpočinku a mnohé další), v genetických základech (např. přesné zjišťování cest stěhování ptáků z dílčích populací s rozličnými vzory tahů) a v mechanizmech orientace tahu (viz Nowak & Berthold, 1991).
Iniciativy vycházející z Německa se zaměřují na použití satelitní techniky pro výzkum tahů ptactva. Biologická specifika těchto zvířat - pohyb po dlouhých úsecích pomocí letu - způsobuje při použití satelitní techniky dílem ještě velké obtíže. Např. se stále hledá vhodný způsob jak upevnit vysílač na zádech ptáka. Toyocom, japonský producent malých vysílačů, např. obdržel z naší strany posudek k tvaru vysílače.

K historii a k dalšímu vývoji
Satelity, které mohou být používány k udávání poloh stěhovavé zvěře, vyvinuli a používají právě tak Američané ve Spojených státech jako Rusové. O posledně jmenovaných jsme se dozvěděli r. 1989, kdy byla pod vedením autora tohoto článku utvořena skupina expertů, která zamýšlela bádat v oblasti ekologie živočichů s pomocí sovětských satelitů. V Rusku se projevuje velká potřeba takovýchto výzkumných výsledků, mj. u losů, sobů, nebo antilop sajg, které každý rok podnikají dlouhé cesty a při tom jsou loveny ve velkém. Stavy této zvěře mohou být racionálně využívány jen tehdy, budou-li přesněji známé trasy těchto tahů a jejich časový průběh. K tomu se zdají být vhodné jak satelitní systém COSPAS (k oznamování lodních a leteckých katastrof) moskevského Úřadu pro lety do vesmíru GLAVKOSMOS, tak i dříve tajný vojenský satelitní systém CONDOR. Oba systémy mají ještě volné kapacity a německá strana již zamýšlela vývoj příslušných vysílačů (nejdříve pro savce a velké ptactvo). Tyto plány na východě bohužel ztroskotaly. Západní část studených válečníků však byla k nám, ekologům, velkorysejší. Americká NASA, spolu s Institutem pro biologické vědy Smithsonian Institution ve Washingtonu, rozpracovala již v květnu 1966 podrobný program budoucího použití satelitní technologie pro účely ekologie zvířat. Pomocí experimentálního satelitu vyšetřoval tým biologů v roce 1970 s úspěchem stěhování losů v Severní Americe (Craighead et al., 1972). Tehdy používaný vysílač, upevněný jako obojek, vážil 11,3 kg. Nejprve dala NASA biologům k dispozici satelity nasazené pro meterologické účely. Postupně však byly použity i další systémy. AGROS je od nich odvozen a byl dán k dispozici ekologům teprve r. 1978 (a to na obchodní bázi). Od té doby již uběhlo více než 15 let. Dosažené úspěchy zřetelně dokládají, že pro potřeby ekologického výzkumu je nutný tomuto účelu přizpůsobený a vylepšený satelitní systém. Na konstrukci takového systému se v současnosti pracuje. Měl by dodávat přesnější a především objemnější údaje a měl by být méně poruchový. Jeho použití je plánovanáno ještě v tomto desetiletí. Podaří-li se tento projekt uskutečnit, bude ekologický výzkum zvěře již na přelomu století rutinově vypracovávat přesnější diagramy týkající se prostoru a času o průběhu tahů ptactva od velikosti holuba. A to je dobrá perspektiva, především pro praktickou mezinárodní ochranu přírody.1)

Literatura

Berthold, P., J. Griesinger, E. Nowak & U. Querner (1991): Satelliten-Telemetrie eines Gänsegeiers (Gyps fulvus) in Spanien. J. Orn. 132: 327-329.
Craighaed jr., F.C., J.J. Craighead, C.E. Cole & H.K. Buechner (1972): Satellite and ground based radio tracking of elk. In: Animal orientation and navigation: a symposium. NASA Report No SP 262: 99 - 111.
Fancy, S.G. (1988): Appications of satellite telemetry to wildlife research and management in Alaska. In: Radiotelemetry for tracking terrestrial Vertebrates. Actes Coll. Intern. 12-13 Dec. 1988, Monaco. Nice: 5 -12.
Fancy, S.G., L.F. Pank, D.C. Douglas, C.H. Courby, G.W. Garner, S.C. Amstrup & W.L. Regelin (1988): Sattelite Telemetry: A New Tool for Wildlife Research and Management. U.S. Fish Wildl. Serv. Resour. Publ. 172:1 - 54
Ginati, A. (O.J.) [1993]: SAFIR. Satellite Programme for global low-cost bi-directional Communication Service. Bremen. 14 pp.
Harris, R.B., S.G. Fancy, D.C. Douglas, G.W. Garner, S.C. Amstrup, T.R. McCabe & L.F. Pank (1990): Tracking Wildlife by satellite: Current Systems and Performance. U.S. Fish Wildl. Serv., Fish Wildl. Tech. Rep. 30: 1 - 52.
Jouventin, P. & H. Weimerskirch (1990): Satellite tracking of wandering albatrosses. Nature 343: 746 -748.
Nowak, E. (1991): Satellitentelemetrie im Dienste des Schutzes wandernder Vogelarten. Natur. Landsch. 66: 475 - 481.
Nowak, E. & P. Berthold (1987): Die Satelliten-Telemetrie in der Erforschung von Tierwanderungen: eine Übersicht. J. Orn. 128: 405 - 422.
Nowak, E., P. Berthold & U. Querner (1990): Satellite Tracking of Migrating Bewick's Swans. A European Pilot Study. Naturwissenschaften 77: 549 - 550.
Nowak, E. & P. Berthold (1991): Satellite-Tracking: a New Method in Orientation Research. In: Orientation in Birds (Hrsg.: P. Berthold). Basel, Boston, Berlin: 307 - 321.
Renner, U. & A. Ginati (1989): TUBSAT 1: The Technical University Berlin Satellite. In: Res. Program Germ. Spacelab Mission D-2 (Hrsg.: M.H. Keller & P.R. Sahm): Aachen: 430 - 431.
Strickwerda, Th.E., H.R. Black, N. Levanon & P.W. Howey (1985): The birdborn transmitter. J. Hopkins APL Techn. Digest 6: 60 - 67.

Poznámky

1) Psáno pro Vesmír, přeložil Zdeněk Zvolský

Diskuse

Žádné příspěvky