تواجه الحياة البرية حول العالم أزمةً خطيرة! 😟 أظهرت دراسات حديثة انخفاضًا مُقلقًا بنسبة 73% في أعداد الحياة البرية خلال الخمسين عامًا الماضية. 💔
اطلع على التفاصيل هنا
للتعامل مع هذه المشكلة، من الضروري فهم تحديات الحيوانات وكيفية تكيّفها مع البيئة المتغيرة. 🌎 هذا يتطلب جمع بيانات عالمية عن حياة الحيوانات، وهو أمر لم يحاوله أحد من قبل. لذلك، يلجأ العلماء إلى التكنولوجيا الحديثة. 💻
لقد فتحت تقنية تتبع الراديو بالفعل آفاقًا جديدةً للعلماء المهتمين بسلوك الحيوانات، لكن هذه الدراسات كانت محدودة بسبب حجم أجهزة التتبع الضخمة. 📡 ولكن، التطورات التكنولوجية الحديثة مكنت من تطوير شبكات لاسلكية واسعة النطاق تتتبع مواقع الأشياء، من حاويات الشحن إلى معدات المصانع، والمعروفة باسم “إنترنت الأشياء” (IoT). ✨
يهدف مشروع ICARUS، التعاون الدولي لبحوث الحيوانات باستخدام الفضاء، إلى استخدام هذه التكنولوجيا لإنشاء شبكة عالمية لمراقبة الحيوانات، مما يسمح بتتبع ورصد الحياة البرية على نطاق لم يُسبق له مثيل. 🚀
يستخدم النظام أجهزة إرسال مصغرة لإيصال البيانات المتعلقة بحركة الحيوانات ونشاطها وحتى صحتها إلى هوائيات استقبال في الفضاء. 🛰️ مما يُمكّن العلماء من الحصول على بيانات بحثية قيّمة عبر أجهزة الكمبيوتر. 💻
يقول البروفيسور مارتن ويكيلسكي، مدير قسم الهجرة في معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوانات ومؤسس مبادرة ICARUS: “نحن على وشك امتلاك إنترنت للحيوانات، وهذا أمرٌ مثيرٌ للغاية!” 🤩
ستُستخدم بيانات ICARUS للإجابة على أسئلة علمية رئيسية حول استكشاف الحيوانات، والتعلم، والثقافة، والاتصال. 🧠 كما ستساعد في اتخاذ قرارات الحفظ في الوقت الفعلي. ⏱️
يُطمح المشروع أيضًا إلى تطبيق بيانات تتبع الحيوانات على مشكلات العالم الحقيقي، من خلال الاستفادة من “الحس السادس” للحيوانات لتطوير أنظمة إنذار مبكرة للكوارث الطبيعية كالزلازل. 🚨
“يمكننا الآن التفكير بشكل مختلف وإجراء تجارب على نطاق عالمي لم نكن نقوم بها من قبل.” – مارتن ويكيلسكي
كانت علامات ICARUS الأولى (2017) تزن حوالي 4 جرامات فقط، ونقلت موقعًا جغرافيًا ومدى حياة الحيوان، بالإضافة إلى بيانات بيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة. 🌡️
تم تحسين العلامات منذ ذلك الحين، وأصبحت أصغر حجمًا، وأكثر دقة، وأكثر قُدرةً على جمع البيانات. 📈 وتُقدّر تكلفة العلامات حاليًا بين 50-100 يورو لكل منها، مما يجعل وضعها على نطاق واسع أكثر اقتصادية. 💰
يعمل الفريق حاليًا على جيل جديد من الأجهزة التي ستزن حوالي جرام واحد وستوفر معلومات تفصيلية عن تحركات الحيوانات في موطنها. 🔬
أول الحيوانات المجهزة بـICARUS
كانت أول الحيوانات المجهزة بعلامات ICARUS هي العصافير السوداء، في مشروع بحثي لفهم هجرة الطيور المغردة. 🐦 وقد تم وضع علامات على ما يقرب من 700 عصافير سوداء عبر أوروبا، من فنلندا إلى إسبانيا، لمتابعة تحركاتها على مستوى القارة. 🇪🇺
يقول الدكتور يسكو بارتهكي من معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوانات: “أن تكون قادرًا على متابعة حيوانات فردية من مجموعات سكانية مختلفة على نطاق القارة، هذا مغامرة مثيرة للغاية وإيجابية للغاية.” 🤩
أظهرت بيانات من 118 من العصافير السوداء المُصنّفة، أنهم يستعدّون للهجرة لمسافات طويلة عن طريق خفض معدل ضربات القلب ودرجة حرارة الجسم لمدة شهر تقريبًا قبل مغادرتهم. ⏱️
تتوفر علامات ICARUS في مجموعة متنوعة من التصاميم، بما في ذلك علامات الأذن للثدييات، وأشرطة الساق للطيور، وعلامات الظهر للخفافيش والحشرات الكبيرة. 🦋
سمح هذا الجزء من الدراسة للباحثين بإجراء أطول فترة متواصلة لمتابعة الحشرات المهاجرة. 🐛 فقد قاموا بوضع علامات على 14 من فراشات الموت الرأسية المهاجرة، لمتابعة رحلاتهم لمسافة 80 كيلومترًا (حوالي 50 ميلًا) في طريقهم إلى مواقع تكاثرهم الشتوية في البحر الأبيض المتوسط. 🗺️
ووجدوا أن هذه الحشرات قادرة على الحفاظ على مسارات طيران مستقيمة لمسافات طويلة، حتى في رياح قوية، مما يمنح العلماء نظرةً ثاقبةً إلى البوصلة الداخلية لهذه الأنواع. 🧭
إنشاء شبكة عالمية
واجه مشروع ICARUS العديد من العقبات التقنية واللوجستية والجيوسياسية منذ بدايته عام 2012. 🚧
تم تركيب هوائي ICARUS على محطة الفضاء الدولية (ISS) في أغسطس 2018، وكان من المقرر بدء اختبار النظام في الصيف التالي. 🧑🚀 ومع ذلك، أدى عيب في مصدر الطاقة على متن المحطة إلى تأخير هذه الخطوة، ولم يتم تشغيل النظام إلا في مارس 2020. 🗓️
بدأت المشاريع البحثية الأولى باستخدام النظام في سبتمبر من ذلك العام، مع نشر علامات ICARUS على 15 نوعًا حول العالم. 🌎
بعد غزو روسيا لأوكرانيا في فبراير 2022، توقفت عمليات التعاون، لكن الفريق كان قد بدأ بالفعل في تطوير نظام استقبال قائم على الأقمار الصناعية ليحل محل هوائي المحطة. 🛰️
تُعدّ أقمار CubeSats أقمارًا صناعية صغيرة تُجري تجارب متنوعة في المدار. 🚀 ICARUS تُحضّر الآن لإطلاق أول قمر صناعي CubeSat لها في خريف 2025، مما سيُمكّنها من إرسال واستقبال البيانات من علامات ICARUS المنتشرة حول العالم. 🌎
استخدم الباحثون شبكة من الهوائيات الأرضية للتواصل مع علامات ICARUS المُنشرة بالفعل، مما يتيح لـ Partecke تتبع تحركات الطيور المغردة عبر أوروبا. 📡
“نُحصل على رسائل فورية من بلابلنا تُرسَل إلى أجهزة الكمبيوتر الخاصة بنا، ونعرف ما يقومون به [و] كيف يُنجزون عملهم على نطاق أوروبي، هذا أمرٌ رائعٌ حقًا.” – يسكو بارتهكي
يتيح تتبع الطيور على المستوى القاري بالفعل إجابات على أسئلة حول سلوكها، وتاريخ حياتها، والحفاظ عليها. ومع إطلاق قمر ICARUS الصغير العام المقبل، يأمل باريتكي في الإجابة على أسئلة أكبر حول هجرة الطيور. “علينا أن نصبح عالميين.” – يسكو بارتهكي
ترغب ICARUS في أن تكون البيانات متاحة للعلماء ومديري المحافظة، ومُراقبي الحدائق، وعلماء المواطن في كل مكان. 🔬
يتم تسجيل البيانات في قاعدة بيانات مجانية الوصول تُدعى Movebank. يصفها ويكيلسكي بأنها “متحف رقمي دائم” لبيانات الحيوانات. 🗄️
تحتوي منصة Movebank الآن على بيانات عن حركات وسلوك أكثر من 260,000 حيوان من أكثر من 1400 نوع. 🥳
ملء الفجوات المعرفية
في عام 2021، أطلق الفريق MoveApps، منصة مجانية من الأدوات التحليلية لمساعدة العلماء على فهم البيانات. 📊
“نريد تعميم الوصول إلى المعلومات، بحيث يتمكن المزارع في النيجر أو الصياد في جزر غالاباغوس من الحصول على نفس المعلومات التي يمتلكها عالم في أوروبا.” – مارتن ويكيلسكي
يمكن لهذه البيانات أن تساعد الباحثين على فهم كيفية تنسيق الحيوانات لهجراتها، وصولًا إلى ما الذي يدفع انحدار أعدادها. 📉 سوف يعزز هذا الفهم المفصل لكيفية تفاعل الحيوانات مع البيئة الترابط مع العالم الطبيعي، كما يقول ويكيلسكي. “التواصل العاطفي يُمكن الحفاظ على البيئة.” 🥰
تُعدّ تتبع السلاحف في المحيط المفتوح إحدى الطرق المستخدمة لتحقيق ذلك. 🐢 يُعدّ لغزًا ما يحدث للسلاحف البحرية بين خروجها كصغار إلى عودتها كيافعين. 🤔
لقد أثبتت هذه السنوات المفقودة صعوبةً بالغة على الباحثين لدراستها.
“تُشكّل مراحل حياتهم المبكرة أساس باقي حياتهم”، كما تقول الدكتورة كيت مانسفيلد، أستاذة علم الأحياء البيئية في جامعة وسط فلوريدا، التي تتعاون مع ICARUS في مشروع يتتبع تحركات السلاحف البحرية في المحيط المفتوح. 🌊
“إذا كنت تعمل مع أنواع محمية، فأنت تريد حقًا معرفة كل شيء يمكنك معرفته عنها في كل مرحلة من مراحل حياتها. مرحلة التشتت المبكرة هي الفجوة الأكبر في البيانات في علم الأحياء البحري للسلاحف البحرية.” – كيت مانسفيلد
لقد سمحت تقنية تتبع الأقمار الصناعية لمانسفيلد ببدء دراسة هذه المرحلة الحيوية بمزيد من التفصيل. وكشفت دراسات التتبع الأولية أن السلاحف لا تطفو سلبًا على تيارات المحيط، بل إنها تسبح أحيانًا بنشاط. 🏊♀️ وتُثبت هذه البيانات أهميتها في مساعدة خبراء الحفظ على السعي للحصول على حماية قانونية لموئل السلاحف البحرية الحيوية.
لكن هذه الأبحاث لا تزال محدودة بسبب التحديات التقنية. فعلى سبيل المثال، لا تزال الأجهزة المتاحة حاليًا كبيرة وثقيلة جدًا ليتم ربطها بكتاكيت السلاحف. 🙁
“عندما تُرَسِّم علامات الأقمار الصناعية على حيوان ما، فإنك تريد علامةً لا تُزعجه، وتريد علامةً صغيرة قدر الإمكان. 🔬 لا تُغيِّر سلوكه أو تُجبره على بذل المزيد من الطاقة في تحركه خلال بيئته.” – كيت مانسفيلد
بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم العلامات المتاحة لا تُقدِّم مواقع موثوقة ودقيقة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، أو معلومات دقيقة حول حركات الحيوانات داخل موطنها – بياناتٌ يمكن أن تُغيِّر قواعد اللعبة. 🧭
يحتاج مجتمع حفظ البيئة إلى “علامات أصغر، وأكثر موثوقية، وأجهزة استشعار تُمكِّننا من الحصول على حركات دقيقة على نطاق أصغر لما تقوم به هذه الحيوانات.” – كيت مانسفيلد
يُعِدّ جيلُ ICARUS القادم من أجهزةِ التتبعِ المُتناهيةِ الصغرِ والخفيفةِ والغنيةِ بالاستشعارِ لمواجهةِ هذه التحدياتِ، مُكشفًا عن المزيدِ من التفاصيلِ حول السنواتِ الضائعةِ لسلحفاةِ البحرِ. 🐢
رصدُ الأرضِ عبرِ الحيواناتِ
ولكنّ التطبيقاتِ المُحتملةَ لـ ICARUS لا تنتهي عندَ هذا الحدّ. فهي تُحسّ بالبيئةِ المحيطةِ بها، لذا فإنّ “إنترنتَ الحيواناتِ” قد يُقدّمُ رؤىً جديدةً حول المُكوناتِ غيرِ الحيةِ للعالمِ الطبيعيّ. 🌎
“تُوفّرُنا الحيواناتُ معلوماتٍ غيرَ متحيزةٍ عن البيئةِ، والتي يمكنُ الاستفادةِ منها جنبًا إلى جنبِ مع أنظمةِ رصدِ الأرضِ التقليديةِ، مثلِ صورِ الأقمارِ الصناعية.” – مارتن ويكيلسكي
على سبيل المثال، يأمل فريق ICARUS في استخدام بيانات حركة الحيوانات البرية للتنبؤ بالزلازل. 地震 فقد روت حكايات شعبية عن سلوك الحيوانات الغريب قبل وقوع الزلزال، بينما توفر لنا التكنولوجيا الحالية بضع ثوانٍ فقط من التحذير. ⏰
شاهد: ديفيد أتينبورو يستكشف حيوانات الأرض الاستثنائية في كوكب الأرض الثالث
يعتقد ويكيلسكي أن بيانات تتبع الحيوانات على نطاق واسع يمكن أن تكون مفتاحًا لتحسين هذا. تشير البيانات الأولية إلى أنه قد يكون محقًا. 📈
قام الباحثون بتثبيت أجهزة استشعار الحركة على الأبقار والأغنام والكلاب في منطقة معرضة للزلازل في شمال إيطاليا. 🐄🐑🐕 وعادوا بعد عدة أشهر لإزالة الأجهزة وجمع البيانات. وجدوا أن الحيوانات كانت مضطربة بشكل غير عادي في الساعات التي سبقت الزلزال، مما يوفر أول دليل تجريبي على أن الحيوانات تستطيع استشعار هذه الكوارث الطبيعية مسبقًا. 😲
“نحن الآن بدأنا نفهم ‘الحاسة السادسة’ للحيوانات.” – مارتن ويكيلسكي
وإلى جانب كونها قدرة خارقة للطبيعة، فهي تنبع من مبادئ طبيعية فيزيائية، كما يقول: “إذا كانت لديك أجهزة استشعار متفاعلة ذكية، فستمتلك خصائص جديدة ناشئة – وهذا هو ‘الحاسة السادسة’ للحيوانات.” – مارتن ويكيلسكي
من خلال تتبع الحيوانات البرية على نطاق واسع، يمكن للعلماء الاستفادة من هذه الحاسة لفهم العالم بشكل أفضل وتقديم توقعات عنه. 🌎
مشروع ICARUS هو مشروع تتبع الحياة البرية الأكثر طموحًا الذي جُرِّب على الإطلاق. 🥳 والتطبيقات المحتملة لا حصر لها للباحثين الذين قضوا عقدًا من الزمن في جعل المشروع حقيقةً.
مع شبكة عالمية مترابطة من الحيوانات، سيتمكن العلماء وعمال حفظ البيئة من الوصول إلى حياة الحيوانات البرية بتفاصيل غير مسبوقة. ما هي الأسرار التي سيتمكنون من كشفها عن العالم الطبيعي؟ 🤔
نبذة عن خبرائنا
- البروفيسور مارتن ويكيلسكي: مدير قسم الهجرة في معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوانات، حائز على وسام الاستحقاق الألماني. 🇩🇪
- الدكتور ييسكو بارتهكي: باحث متخصص في علم البيئة والتطور وهجرة الطيور. 🐦 ونشرت أبحاثه في مجلات علمية مرموقة.
- الدكتورة كيت مانسفيلد: تقود مجموعة بحوث السلاحف البحرية بجامعة وسط فلوريدا، وتدرس حفظ السلاحف، وسلوكها، وهجرتها. 🐢
المصدر: المصدر