Во время изменения океанской химии и потепления температур, понимая влияние, которое изменения окружающей среды могут оказать на этих животных, более важно чем когда-либо.«У кальмара и других беспозвоночных с мягким телом почти открытые сердечно-сосудистые системы, таким образом, они тесно связаны с их физической средой», заявляет Аран Муни, биолог в Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI). «Когда океанская окружающая среда изменяется, они, вероятно, изменяются много в ответ».Чтобы узнать, Муни и его сотрудники в Стэнфордском университете, Мичиганском университете (ГМ) и WHOI намереваются создавать новый вид регистрирующего данные признака, названного ITAG, определенно для маленьких и деликатных беспозвоночных. Этот новый инструмент не только определяет количество океанских условий, но также и измеряет ответы животных на их физические среды в высоком разрешении.
В работе, опубликованной 28 сентября 2015, в Биотелеметрии Животных, команда сообщает о результатах первоначальных приложений признака к кальмару и медузе в лаборатории и зарегистрированных измерениях поведения подписи.Исследователи использовали цифровые акустические признаки записи больше десятилетия, чтобы показать скрытые поведения больших морских млекопитающих, такие как дельфины и киты. Инструменты делают запись звука, также собирая информацию о подаче животного, скорости и глубине. Но размер признака запрещает их использование на маленьких беспозвоночных.
Другие меньшие, коммерчески доступные признаки использовались в прошлом на некоторой более крупной медузе и кальмаре. В то время как признаки могут отследить плавающую глубину и сделать другие измерения, низкие темпы выборки не показывают определенные поведения.
«Мы хотели признак, который будет в состоянии сказать нам, что животное делает на той глубине – это колеблется или плавает быстрее или медленнее? Когда кальмар спускается до пары сотни метров, они добывают продовольствие ночью на той глубине, или они покоятся и убегают от главных хищников? Каковы их темпы дыхания? Это типы вопросов поведения, на которые мы хотели ответить», сказал Муни.
Одна из самых сложных задач, с которыми столкнулась команда, должна была минимизировать размер признака, уравновешивая все другие цели дизайна – способность датчика, продолжительность батареи и плавание, сказал соавтор Какани Кэтиджа, биоинженер, который сначала начал работу над WHOI как Постдокторский Ученый и закончил работу в Стэнфордском университете.«Дизайн – результат того осторожного баланса», добавил Кэтиджа, который является теперь Постдокторантом в Monterey Bay Aquarium Research Institution (MBARI). «ITAG отличается от других признаков, в которых он разработан таким образом, что датчики (биологический и экологический), механизмы приложения животных, выпуски и сигналы восстановления все интегрированы в единственный пакет».ITAG составляет приблизительно 108 мм на 64 мм на 28 мм (~4.25 x 2.5 x 1 дюйм) в размере и основан на дизайне цифрового акустического признака записи (DTAG), развитый в WHOI в конце 1990-х. Это состоит из двух компонентов: пакет датчика, который делает запись движения животных, ориентации, профилей погружения и данных о состоянии окружающей среды, таких как свет и температура и основа, которая свойственна животному.
Эта гибкость позволит ему быть присоединенным к широкому спектру океанских животных.ITAG нейтрально оживленный в то время как в воде. Как только признак выпускает от основы, он плавает на поверхность воды и передает данные через антенну радио УКВ.
Чтобы уменьшить лобовое сопротивление и минимизировать воздействие, ITAG имеет на животных, исследователи дали ему гидродинамическую форму, имеющую в виду определенные формы, поведения и способы толчка и кальмара и медузы.У медузы ITAG свойственен главной поверхности звонка через присоски и ветеринарный пластырь ткани сорта. Для кальмара ITAG приложен через биоразлагаемые швы к задней поверхности тела животных, держа его в соответствии с телом, чтобы уменьшить лобовое сопротивление.ITAGs были присоединены к пяти медузам (Орилия aurita) и восемь кальмаров (Loligo forbesi) в лабораторных условиях в течение максимум 24 часов.
Исследователи сравнили ответы теговых и нетеговых животных к различным изменениям в их среде, таким как легкие условия и температура. Тесты были сняты так, чтобы поведения на видео могли тогда сравниться с данными об акселерометре – плавающими скоростями, расстояниями, плавающими продолжительностями цикла и ускорением – захваченный ITAG.
«Поскольку мы пометили животных в окружающей среде, которой управляют, мы смогли выровнять видео тегового животного с зарегистрированными сигналами от признака», сказал соавтор Алекс Шортер, инженер-механик в ГМ.Поведения подписи животных, определенные в данных о признаке, позволят ученым лучше интерпретировать будущие данные о признаке из свободно плавающих животных в дикой природе, которая не может непосредственно наблюдаться и сделать так в очень высоких разрешениях.Поведения включали оставление постоянным или понижение, плавание в прямой линии и превращение плавания для медузы, и штрафования, гидромеханизации, аннулирования направления и превращения для кальмара.Тесты лаборатории ITAG на медузе были сделаны в Морской Биологической Лаборатории в Вудс-Хол, Массачусетс и Экологической Лаборатории Систем в WHOI с августа до ноября 2013.
Кальмар испытания ITAG проводился в Аквариуме Пима Порту с коллегами из Университета Азорских островов и Центра Морских наук и Наук об окружающей среде в Португалии Весной 2014 года.Затем исследовательская группа проверит ITAGs в полевых исследованиях поведения медузы и кальмара.