Дельта Окаванго в Ботсване, занимающая площадь около 8 500 квадратных миль (22 000 квадратных километров), является одним из концов второй по длине миграции зебр на Земле, 360-мильного (580-километрового) путешествия туда и обратно к соляным лоткам Макгадикгади — крупнейшим система солончаков на планете. Зебры идут по немаркированному маршруту, который ведет к следующему лучшему месту для выпаса, а грозовые ливни в конце октября с дождями вызывают рост новых растений, заполняя оспины в этой самой большой внутренней дельте в мире.
За несколько недель затопленный ландшафт может дать экосистемы, заполненные фуражом для мускулистых силовиков.
Высоко над Землей спутники делают снимки движений зебр в этом эпическом походе, а также ежедневные изменения условий окружающей среды.
Зебрам не нужны данные, чтобы знать, когда пришло время искать лучший корм: волна озеленения трав, угощенных дождем, побуждает их уйти. Но теперь исследователи могут использовать эти данные и предсказать, когда зебры переместятся.
Питер Бек, научный сотрудник Исследовательского центра Вудс-Хоул в Фалмуте, штат Массачусетс., и трое сотрудников изучили миграцию животных новым способом, который они описали в статье, опубликованной в Journal of Geophysical Research — Biogeoscences, публикации Американского геофизического союза. По словам Бека, хотя отслеживание движения животных с помощью спутников выполнялось много раз, он и его команда объединили эту информацию с подробным использованием данных спутникового мониторинга окружающей среды, используя серию изображений роста растительности и осадков, снятых в течение нескольких дней и недель.
По его словам, это проливает беспрецедентный свет на то, что заставляет животных мигрировать, какие сигналы они используют и как миграция животных реагирует на изменение окружающей среды.
Разум зебры: группа ученых зарабатывает свои награды
Проект исследования миграции зебры начался в 2008 году после того, как Хэтти Бартлам-Брукс и ее команда обнаружили миграцию во время полевых работ для Okavango Herbivore Research. Анекдотические свидетельства — непроверенные истории — до 1970-х годов описывали миграцию зебр из дельты Окаванго в соляные ванны Макгадикгади в начале сезона дождей в сентябре и продолжались до апреля, но с 1968 по 2004 год ветеринарные ограждения не позволяли зебрам проникать в воду. совершая миграцию. Ветеринарные заборы, которые были построены для защиты диких буйволов от передачи болезней скоту, были сняты в 2004 году. Через три года после снятия ветеринарных заграждений зебра начала перемещаться по пути миграции в сторону соляных ванн Макгадикгади.
Эти движения регистрировались ошейниками GPS, которые были прикреплены к кобылам зебры, что позволяло исследователям точно записывать их движения.
По словам Бартлам-Брукса, зебры в дикой природе живут около 12 лет, поэтому пути миграции нельзя было узнать от предыдущих поколений.
Она и ее команда в полевых условиях заметили, что зебры начали миграцию в начале дождей, поэтому она объединила усилия с Беком, чтобы увидеть, насколько сильно влияние окружающей среды на время путешествия зебр.
Бек объединил эти данные GPS о перемещении со спутниковыми снимками, сделанными за месяцы миграции. Это позволило исследователям увидеть, как условия окружающей среды менялись с течением времени и по всему ландшафту. Чтобы отследить озеленение листьев, исследователи использовали данные нормализованного разностного индекса растительности, полученные с помощью спектрорадиометра среднего разрешения на борту спутников НАСА Terra и Aqua.
Датчики MODIS фиксируют условия выращивания, измеряя коэффициент отражения ближнего инфракрасного света от растений. Команда также использовала данные миссии НАСА по измерению тропических осадков для составления карты ежедневного количества осадков, что дало исследователям представление о том, сколько дождя выпадает с трехчасовыми интервалами. Ученые преобразовали измерения осадков в суточные нормы и совокупные еженедельные суммы и проверили точность, сравнив их с наземными дождемерами.
Бек и его команда узнали, что зебры не следят за внутренними часами и не мигрируют с постоянной скоростью. Изучая ежедневные данные о количестве осадков и еженедельной растительности со спутниковых изображений и вводя данные в модели миграции, исследователи были поражены тем, насколько хорошо они могли предсказать, когда зебры начнут мигрировать, и насколько быстро они мигрируют.
«Сравнивая результаты моделей, можно было определить, какие переменные среды наиболее эффективны для прогнозирования движения зебры, а затем использовать эти знания, чтобы попытаться сделать вывод о том, как зебра принимает свои решения», — сказал Гил Борер, помощник профессор кафедры гражданского, экологического и геодезического строительства в Университете штата Огайо, который участвовал в проекте. "Это показывает, что мы можем очень точно понять, что" заставляет зебру двигаться.’"
Билл Фэган, профессор биологии Университета Мэриленда, надеется на открытия команды. «Их обсуждение, — сказал он, — было особенно интригующим, поскольку показало, насколько важны постоянство и сила сигналов о количестве осадков для успеха миграции.«Он сказал, что для видов, миграция которых была нарушена, возможно, будет возможность заново выучить их из« исследовательских прогулок », вызванных сигналами окружающей среды. "Учитывая, что миграция копытных во всем мире сокращается, приятно иметь оптимистичный результат в отношении миграции для разнообразия."
Спутниковое сафари: Путеводный свет среди звезд
Доступ к бесплатным спутниковым изображениям НАСА, проливающим свет на условия окружающей среды, с которыми сталкиваются мигрирующие животные, — это то, что Бек считает бесценным.
Модели предоставили команде средства мыслить как зебра, что имеет практическое применение в вопросах управления, волнующих людей.
«Мы приближаемся к тому этапу, когда для некоторых организмов мы можем использовать спутниковые данные в управлении», — сказал он.
Он видит возможность использовать исследования команды в будущем для разработки моделей, которые помогут менеджерам по охоте, менеджерам по охране природы, фермерам и туроператорам предсказать миграцию животных, будь то зебры или другие мигрирующие животные. По словам Бека, понимание механизмов, управляющих миграционным поведением, становится все более важным с точки зрения изменения климата, поскольку мигрирующие животные зависят от множества мест обитания.
Если мигрирующие животные теряют какую-либо среду обитания, на которую они полагаются, потому что время их кормления — например, вылупление насекомых, озеленение растений — больше не совпадает с их путешествием, это может иметь серьезные последствия для их дальнейшего выживания.
По словам Бека, в условиях изменения климата ситуация может ускориться. Он объясняет, что многие из основных миграций на Земле, особенно по суше, уже потеряны, и на Земле осталось мало ландшафтов, где мигрирующим животным не нужно делить земельные ресурсы с сельским хозяйством и другой деятельностью человека.
«Нам нужно знать, какова судьба этих миграций в условиях изменения климата», — сказал Бек. "Понимание того, когда животные могут пройти, что ими движет, что они иногда ищут. Возможность предсказать будущее — это очень полезная информация для управления этими ландшафтами, чтобы мигрирующие животные и люди могли сосуществовать."Помощь зебрам в продолжении путешествия — недавно открытого животными и их наблюдателями — может позволить им справиться с изменениями в окружающей их среде, что не так однозначно.
Наборы данных об окружающей среде из миссии по измерению тропических осадков и датчиков MODIS будут продолжены в следующем десятилетии с данными, предоставленными их последующими миссиями: миссией по глобальному измерению осадков, запускаемой в начале 2014 года, и набором радиометров для визуализации видимого инфракрасного излучения на Спутник национального полярно-орбитального партнерства Суоми в настоящее время находится на орбите.