Отслеживание миграции животных

Одним из первых методов отслеживания стало кольцевание птиц — надевание на лапку птицы кольца с номером для её идентификации. Ещё одним методом является радиотрекинг, который предполагает подключение к животному небольшого радиопередатчика и отслеживание сигнала с помощью радиопеленгации. Благодаря сложным современным технологиям появилась возможность отслеживать перемещение животных с GPS-метками при помощи спутников, а с возникновением концепции «интернет вещей» появилась возможность создавать устройства, специфичные для конкретного вида или задачи^[3].

Одной из основных целей отслеживания миграции животных является определение направления миграции. При этом исследователи изучают не только перемещение животных, но и всё, что ему сопутствует, чтобы определить цель миграции, а именно, перемещается ли вид в новые места для поиска новых источников пищи или в связи с изменением температуры воды или других факторов. Кроме того, с помощью отслеживания можно оценивать способности конкретного вида адаптироваться к изменениям. Таким образом, отслеживание миграции является жизненно важным исследовательским инструментом по контролю за воздействием человеческой цивилизации на популяции диких животных и предотвращению или смягчению продолжающегося вымирания вымирающих видов.

Осенью 1803 года американский натуралист Джон Джеймс Одюбон задался вопросом, возвращаются ли перелётные птицы каждый год на одно и то же место. Для своего исследования он прицепил к лапкам нескольких птиц нитки. Следующей весной Одюбон увидел, что птица действительно вернулась на то же место^[4]. Сегодня учёные всё ещё используют этот метод отслеживания, прикрепляя к лапкам птиц метки в виде металлических лент. Однако для сбора информации этот метод требует повторного отлова животных, в связи с чем данные ограничены местом выпуска животного и пунктом назначения.

Решить эту проблемы помогли современные технологии. Например, некоторые электронные метки испускают повторяющиеся сигналы, которые улавливаются радиоустройствами или спутниками, а другие могут содержать архивные метки (или регистраторы данных). Таким образом, учёные могут отслеживать местоположение и передвижение помеченных животных без повторного отлова при помощи RFID или спутников. Такие электронные метки могут предоставлять большие объёмы данных. Кроме того, благодаря своему маленькому размеру современные технологии сводят к минимуму негативное воздействие на животное^[5][6].

Австралийская компания Wildlife Drones разработала радиотелеметрическую систему на базе беспилотных летательных аппаратов для отслеживания небольших видов, таких как ласточковый попугай в Австралии. Традиционные методы отслеживания таких видов включали использование радиометок на очень высоких частотах и ручное отслеживание с помощью портативных приёмников, которые имели ограниченный радиус действия. Новая радиосистема позволяет исследователям собирать данные о помеченных животных удалённо и на больших расстояниях^[7].

Отслеживание животного с помощью радиотелеметрии предполагает использование двух устройств: передатчика, который прикрепляется к животному и посылает сигнал в виде радиоволн, и радиоприёмника^[8]. Передатчики могут крепиться к ноге, шее, крылу, панцирю или спинному плавнику животного. В качестве альтернативы они могут быть имплантированы хирургическим путём, при чём внутренние радиопередатчики меньше повреждаются и дольше функционируют^[9]. Обычно передатчик использует частоту в диапазоне ОВЧ. Для экономии заряда батареи передатчик передаёт короткие импульсы, примерно один в секунду. Сигнал принимает специализированный радиоприёмник, называемый радиопеленгатором (RDF), который, как правило, находится в грузовике, квадроцикле или самолёте и оснащён антенной (обычно простой антенной Yagi) и некоторыми средствами индикации силы принимаемого сигнала. Антенну поворачивают до тех пор, пока принимаемый радиосигнал не станет наиболее сильным.

Другой формой радио-слежения, которая часто применяется для наблюдения за миграцией мелких птиц, является использование геолокаторов^[10]. В ходе исследования к животным прикрепляют специальные световые датчики, которые предоставляют данные об уровне освещённости через равные промежутки времени и помогают определить местоположение животного на основе продолжительности дня^[10][11].

Ещё одним методом телеметрии служат пассивные интегрированные транспондеры, или RFID-метки^[10]. Они представляют собой электронные метки, позволяющие исследователям собирать данные об образце без необходимости отлавливать животное. Данные собираются и отслеживаются с помощью электронных антенн, которые фиксируют время и местоположение особи. RFID-метки — это гуманный метод отслеживания, который сопряжён с низким риском заражения или смертности. Кроме того, способ является экономичным. поскольку метки можно использовать повторно^[12].

В 2014 году в США и Канаде была запущена программа Motus wildlife tracking network компании Birds Canada^[13]. К 2022 году насчитывалось уже более 40 000 передатчиков для отслеживания различных животных, в основном птиц, и 1500 приёмных станций в 34 странах^[14]. Большинство приёмников сосредоточено в Соединённых Штатах и Канаде.

Активное расширение сети продолжается, особенно в западной части Северной Америки, где создание новых станций определено как приоритетная задача для изучения мигрирующих видов птиц. Приёмные станции также устанавливаются по всему миру; например, в 2025—2026 годах новые вышки Motus появились в природных центрах Южной Каролины^[15].

При помощи спутниковой системы исследователи могут дистанционно наблюдать за перемещениями или миграционными маршрутами животных^[16][17]. Передатчик крепится к животному, а приёмники могут быть установлены на спутниках, находящихся на околоземной орбите. Каждый спутник в сети принимает электронные сигналы от передатчика, установленного на животном. В совокупности сигналы со всех спутников определяют точное местоположение животного. Существуют две основные системы спутникового слежения — GPS и Argos, с помощью которых экологи могут находить ключевые места обитания мигрирующих видов^[18]. В числе прочих, спутниковые сети помогают отслеживать миграцию и территориальные перемещения карибу^[19], морских черепах^[20], китов, больших белых акул, тюленей, слонов, белоголовых орланов, скопы и грифов. Кроме того, для морских млекопитающих и различных видов рыб используются всплывающие метки (англ. pop-up satellite archival tags).

В 2002 году был запущен глобальный исследовательский германо-российский проект по спутниковому наблюдению за животными «ИКАРУС»^[21]. С 2025 года «ИКАРУС» развивается в сотрудничестве с мюнхенской космической компанией TALOS Space как самостоятельная система CubeSat^[22]. Целью проекта является создание группы из не менее чем пяти мини-спутников, которые смогут собирать данные о животных по всему миру^[23].

Альтернативной формой спутникового слежения может быть использование акустической телеметрии. Этот метод предполагает использование электронных меток, издающих звук, чтобы исследователи могли отслеживать животное в трёх измерениях. Это особенно полезно в тех случаях, когда одновременно отслеживается большое количество особей^[24].

Потенциальным ресурсом для отслеживания и исследований дикой природы в будущем является концепция «интернет вещей»^[25]. Эта технология может варьироваться от маломощных сенсорных датчиков LPWAN, подключаемых к представителям фауны, до камер. Из-за малой мощности датчиков проблема замены батареек уходит на задний план. Такие датчики помогают отслеживать не только перемещение животных, но также температуру тела, уровень стресса и т. д., а также подают сигнал тревоги в случае нападения хищников или браконьеров^[26][27].

Одним из внутренних маркеров, используемых для изучения миграции животных, являются стабильные изотопы^[28]. Анализ стабильных изотопов имеет множество преимуществ и используется для изучения наземных и водных организмов. Было подтверждено, что анализ стабильных изотопов эффективен при определении мест гнездования головастых морских черепах^[29]. В ходе исследования у самок черепах, откладывающих яйца, были взяты образцы тканей, крови и яиц^[29].

Существует три типа внутренних маркеров, которые могут быть использованы в качестве инструментов для изучения миграции животных:

• загрязняющие вещества, паразиты и патогены;
• микроэлементы;
• стабильные изотопы.

В определённых географических регионах существуют особые соотношения стабильных изотопов, которые влияют на химический состав организмов, добывающих пищу в этих местах. Для успешного проведения анализа стабильных изотопов необходимо выполнить несколько предварительных условий: у животного должен быть по крайней мере один представляющий интерес лёгкий изотоп в определённых тканях, из которых можно взять образцы, организму необходимо мигрировать между изотопически различными областями, и эти изотопы должны удерживаться в тканях^[28].