Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Để thực sự hiểu một loài động vật là quan sát hành vi và mạng xã hội của nó trong tự nhiên. Với công nghệ mới, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi những con vật nhỏ bé phân chia thời gian giữa chúng bay xung quanh trên bầu trời và rúc vào nhau trong hang động và những cái cây rỗng – bằng cách gắn ba lô nhỏ vào chúng bằng keo.
Để thực sự hiểu một loài động vật là quan sát hành vi và mạng xã hội của nó trong tự nhiên. Với công nghệ mới được mô tả hôm nay (2 tháng 4) trong PLOS Biology , các nhà nghiên cứu có thể theo dõi những con vật nhỏ bé phân chia thời gian giữa chúng bay trên bầu trời và rúc vào nhau trong hang động và những cái cây rỗng – bằng cách gắn ba lô nhỏ vào chúng bằng keo.
Những chiếc ba lô công nghệ cao này có thể giao tiếp với nhau và máy thu trên mặt đất đã cung cấp dữ liệu cho nghiên cứu phổ biến được công bố vào Halloween năm 2019 cho thấy dơi ‘ma cà rồng’ đã phát triển trái phiếu xã hội trong điều kiện nuôi nhốt mà chúng duy trì trong tự nhiên.
Mạng không dây được phát triển bởi một nhóm các kỹ sư, nhà khoa học máy tính và nhà sinh học chứa các chức năng tương tự như những gì chúng ta tìm thấy trong điện thoại thông minh của mình – chẳng hạn như phát hiện chuyển động và kết nối theo kiểu Bluetooth – với một phần trọng lượng và mức tiêu thụ năng lượng.
Giữ cho hệ thống tự động và gọn nhẹ là rất quan trọng đối với sự thành công của mạng để theo dõi những con dơi trưởng thành nặng từ 1 đến 1,5 ounce và dài tới 3 inch. Sử dụng các thiết bị có thể theo dõi động vật lớn hơn chẳng hạn như những thiết bị được tích hợp vào dây nịt hoặc dây chuyền sẽ không hoạt động đối với dơi hoặc các loài nhỏ khác.
Simon Ripperger, tác giả chính của bài báo và một học giả sau tiến sĩ về tiến hóa, sinh thái học và sinh vật học tại Đại học bang Ohio cho biết: “Sử dụng ba lô trên dơi giúp giảm trọng lượng và nó cũng đảm bảo các cảm biến rơi ra dễ dàng. Chúng tôi không thực sự muốn những con dơi có gánh nặng thêm trọng lượng đó trong thời gian dài.”
Các cảm biến thường bị trầy xước trong thời gian hoạt động của dơi trong khoảng hai tuần. Các nhà nghiên cứu lấy chúng nếu họ có thể tái chế ba lô và sạc lại và tái sử dụng pin.
Mặc dù nghiên cứu mô tả sự phức tạp của việc xây dựng mạng lưới và kiểm tra hiệu quả của nó trên dơi nhưng hệ thống này sẽ hoạt động cho các động vật khác như chim, động vật gặm nhấm, bò sát và lưỡng cư, Ripperger nói. Do đó tên nhóm cho mạng: Hệ thống theo dõi áp dụng rộng rãi hoặc BATS.
Khi Ripperger theo đuổi bằng tiến sĩ một thập kỷ trước, ông đã sử dụng một hệ thống nguyên thủy hơn nhiều để nghiên cứu loài dơi. Ripperger dựa vào phát thanh từ xa, đôi khi chạy theo những con vật, theo dõi đường bay của chúng với một ăng ten trong tay. Ripperger có thể tính toán vị trí của họ cứ sau hai phút trên một khu vực 30 mét.
“Đó là một phương pháp tốn thời gian, mệt mỏi và không chính xác”, ông nói.
Với sự tài trợ từ Quỹ Đức Khoa học Quốc gia, các nhà điều tra chính của quỹ tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên ở Berlin và một số trường đại học Đức đã tập hợp một nhóm liên ngành và đặt ra một hệ thống tốt hơn. Ripperger là một postdoc tại thời điểm đó tại bảo tàng lịch sử tự nhiên, và vẫn là một nhà khoa học đến thăm ở đó.
Công việc mất khoảng bảy năm với các nhà khoa học máy tính viết mã từ đầu để đưa ra mạng hiệu suất cao nhất có thể sử dụng mức năng lượng cực thấp. Dung lượng của mỗi pin cung cấp năng lượng cho mạng lên tới khoảng 5% dung lượng của pin AAA.
Mạng bao gồm các máy tính nhỏ – gia tốc kế tạo dữ liệu khi dơi di chuyển và cảm biến tiệm cận hiển thị khi chúng ở gần nhau – tất cả được đặt trong mỗi ba lô nhựa in 3D có trọng lượng nhỏ hơn một xu. Một loạt các trạm cơ sở trên mặt đất thu tín hiệu và ghi lại dữ liệu về các hoạt động xã hội và quỹ đạo bay của dơi. Các thành phần hầu như lúc nào cũng ngủ, thức dậy khi chúng nhận được tín hiệu từ một con dơi khác và sau đó phát sóng cứ sau hai giây.
“Một lợi thế chính của hệ thống của chúng tôi là những máy thu thức dậy. Chúng ở chế độ tiết kiệm năng lượng và chỉ thức dậy khi nhận được tín hiệu từ một con dơi khác, và sau đó chúng hét lên, ‘Tôi ở đây, tôi ở đây ! ‘ và có một người nhận khác có ý thức đầy đủ và trao đổi dữ liệu, “Ripperger nói. “Đó là một cách chúng tôi bảo tồn tiêu thụ năng lượng.”
Mặc dù công suất thấp, mạng lưới đã tạo ra kết quả mạnh mẽ trong các nghiên cứu khác nhau về các loài dơi khác nhau. Một thử nghiệm kéo dài hai tuần trong đó 50 con dơi được gắn thẻ dữ liệu được sản xuất trên gần 400.000 cuộc họp riêng lẻ. Các nhà nghiên cứu có thể tải tất cả dữ liệu từ hệ thống xuống điện thoại của họ trong lĩnh vực này.
Ripperger đã mô tả BATS và GPS, phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để theo dõi động vật ở quy mô lớn hơn, như các hệ thống bổ sung cao, với BATS có thể thu thập tín hiệu ở những nơi không thể GPS.
Nếu bạn muốn nghiên cứu hành vi xã hội, một khi một con dơi chui vào hang động hoặc thân cây, bộ ghi GPS sẽ không cung cấp cho chúng tôi thông tin vì tín hiệu từ vệ tinh bị gián đoạn. Nhưng bên trong con gà trống là nơi mọi hành vi xã hội đang diễn ra. Đây thực sự là hai cách tiếp cận khác nhau để nghiên cứu hành vi động vật.
Có một sự mới lạ nhất định để tìm hiểu về cách dơi tương tác nhưng nghiên cứu cũng cho thấy sự tương đồng đáng chú ý giữa hành vi xã hội của chúng và các khía cạnh nhất định của mối quan hệ con người. Sử dụng hệ thống này để gắn thẻ dơi và gia súc mà chúng ăn cũng có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về sự lây lan của bệnh dại, Ripperger nói. Ông và các đồng nghiệp hiện đang thiết kế một nghiên cứu bảo tồn để gắn thẻ thằn lằn cát được bảo vệ sống gần các tuyến đường sắt ở Đức để xác định cách bảo trì theo dõi ảnh hưởng đến sự di chuyển của chúng.
Công trình này được hỗ trợ bởi Quỹ nghiên cứu Đức, Quỹ tài trợ nghiên cứu học thuật của Viện Smithsonian và Tài trợ nghiên cứu của Hiệp hội địa lý quốc gia.
Gerald Carter của bang Ohio đồng tác giả nghiên cứu. Các đồng tác giả khác đến từ Viện nghiên cứu nhiệt đới Smithsonian ở Panama và Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên, Đại học Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg, Đại học Công nghệ Brandenburg, Đại học Technische Đại học Braunschweig, Đại học Paderborn và Viện Nghiên cứu Đa dạng sinh học tiên tiến Berlin-Brandenburg Nước Đức.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học bang Ohio . Bản gốc được viết bởi Emily Caldwell. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :