https://frosthead.com

Ένα κομψό εργαλείο που ονομάζεται Squidpop ότι οι επιστήμονες θέλουν να Crowdsource

Ένας αμμώδης πυθμένας, κυματισμένος με τυρκουάζ νερό, βγαίνει κάτω από μένα καθώς κατεβαίνω. Έχω καταδύσεις στα νερά γύρω από το σταθμό Carrie Bow Cay Field στο Μπελίζ για περισσότερα από 20 χρόνια, έτσι έχω κάνει αυτή την κατάδυση πριν. Αλλά κάθε κατάδυση μπορεί να έχει τις εκπλήξεις της. Αρχικά δεν βλέπω τίποτα παρά άμμο, ένα σκονισμένο φεγγάρι που φαινομενικά στερείται της ζωής .

Καθώς αγγίζω τον πυθμένα, ο κόσμος γύρω μου αποκρύπτεται από την οπτική, καθώς η πυκνότητα του νερού αναστέλλει τα μικροσκοπικά σωματίδια που κτυπήθηκαν από τα πτερύγια μου. Σύντομα η ορατότητα καθαρίζει και μπορώ να δω ότι αυτό δεν είναι καθόλου ερήμωση, αλλά ένας διάδρομος. Τα περίεργα κομμάτια που διαπερνούν την άμμο υποδηλώνουν τη βιοποικιλότητα που αναζητάμε. Κάτι δαπανά πολλή ενέργεια που πηγαίνει κάπου. Ωστόσο, δεν υπάρχει χρόνος για να συνεχίσουμε τα ζώα που διασχίζουν, έχουμε ένα πολύ συγκεκριμένο καθήκον να το πετύχουμε.

Η θαλάσσια ομάδα θαλάσσιων παρατηρητών της θάλασσας (MarineGEO) λειτουργεί κάτω από τα ύδατα της Καραϊβικής. Με επίκεντρο το Tennenbaum Marine Observatories Network του Smithsonian, αυτό είναι το πρώτο μακροπρόθεσμο παγκόσμιο ερευνητικό πρόγραμμα που θα προσφέρει πρωτοφανείς γνώσεις για την οικολογία και τη βιοποικιλότητα των παράκτιων ωκεανών μας σε όλο τον κόσμο.

Το MarineGEO είναι αφιερωμένο στη μελέτη της βιολογίας και της οικολογίας των παράκτιων οικοσυστημάτων μας, μιας κρίσιμης περιοχής του ωκεανού όπου η θαλάσσια ζωή είναι πιο άφθονη και τα αποτελέσματα της ανθρώπινης δραστηριότητας είναι πιο έντονα. Το παρατηρητήριο δημιουργήθηκε με την κατανόηση ότι χρειαζόμαστε δεδομένα σχετικά με τη θαλάσσια βιολογία της παράκτιας ζώνης σε μεγάλη γεωγραφική κλίμακα και για μεγάλες χρονικές περιόδους για να αντιμετωπίσουμε μερικά από τα σημαντικότερα προβλήματα που αντιμετωπίζει σήμερα το θαλάσσιο περιβάλλον - η υπεραλίευση, η ρύπανση και η κλιματική αλλαγή. Το εύρος και το βάθος αυτών των πληροφοριών μπορούν να αποκαλύψουν παγκόσμια πρότυπα στη διανομή ειδών, επιπτώσεις των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στις ζωικές κοινότητες και ο ρόλος της βιοποικιλότητας στη διατήρηση υγιών οικοσυστημάτων.

Βούκινο Τα περίεργα κομμάτια που διαπερνούν την άμμο υποδηλώνουν τη βιοποικιλότητα που αναζητάμε. Κάτι δαπανά πολλή ενέργεια που πηγαίνει κάπου. (Laurie Μ. Penland)

Ενώ η MarineGEO έχει δεσμευτεί να χρησιμοποιεί μεθόδους τελευταίας τεχνολογίας για να προσεγγίσει κάποιες από αυτές τις παρατηρήσεις, ένα από τα δυνατά της σημεία ως παγκόσμιο δίκτυο βιοποικιλότητας είναι η χρήση πολύ απλών πειραμάτων, τα οποία μπορούν να αναπτυχθούν σε μεγάλη κλίμακα χρησιμοποιώντας βασικά υλικά με ελάχιστη εκπαίδευση. Αυτό ανοίγει αμέσως την πόρτα για τη συμμετοχή άλλων ερευνητικών σταθμών και ακαδημαϊκών ιδρυμάτων, καθώς και επιστημόνων πολιτών και σχολικών ομάδων.

Για αυτή τη μελέτη αναπτύσσουμε ένα δοκιμασμένο και αληθινό workhorse της εργαλειοθήκης MarineGEO, ένα απλό ραβδί δόλωμα, το οποίο έχει πρόσφατα δημοσιευθεί στο PLOS-ONE και έχει γίνει γνωστό ως Squidpop ή γλειφιτζούρι καλαμάρι.

Αποτελείται από μια λεπτή ράβδο fiberglass με ύψος περίπου 18 ίντσες, με μια μικρή φέτα ιστού καλαμάρια-περίπου το μέγεθος μιας τυπικής διάτρησης με τρύπα χαρτιού-που έχει τοποθετηθεί στο ένα άκρο. Παρακολουθούμε πόσα καλαμάρια καταναλώνεται από τα τοπικά ψάρια σε μια τυποποιημένη χρονική περίοδο και συγκρίνουν αυτές τις πληροφορίες με τα γνωστά σχετικά με την κοινότητα ψαριών μέσω καθαρών παγίδων και οπτικών ερευνών ή κάμερες που καταγράφουν τη θήρευση.

Σε μια προσπάθεια συλλογής δεδομένων σε μεγαλύτερες περιοχές, η MarineGEO σχεδιάζει να εφαρμόσει ένα blitz squidpop που ονομάζεται Ocean Bitemap για την επερχόμενη Παγκόσμια Ημέρα των Ωκεανών στις 8 Ιουνίου 2016.

Ο στόχος είναι να αναπτυχθούν τα squidpops σε όσο το δυνατόν περισσότερες περιοχές και τύπους οικοτόπων.

Το MarineGEO και άλλοι εταίροι, συμπεριλαμβανομένων των μελών του παγκόσμιου δικτύου θαλάσσιων αρτοποιών Zostera Experimental Network (ZEN), θα αναπτύξουν squidpops σε όλο τον κόσμο. Αυτό θα είναι το πρώτο του είδους του όσον αφορά τις συντονισμένες παρατηρήσεις της θήρευσης σε παράκτια περιβάλλοντα. Καθ 'όλη τη διάρκεια του καλοκαιριού, όλοι οι εταίροι θα επαναλάβουν αυτές τις αναπτύξεις, οι οποίες θα δώσουν ένα σαφέστερο στιγμιότυπο δεδομένων θανάτου από ό, τι κάναμε ποτέ. Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα squidpops και Ocean Bitemap online, συμπεριλαμβανομένων των οδηγιών για την ανάπτυξη του δικού σας squidpop.

Η σύγκριση αυτών των ερευνών με τα δεδομένα των οικοτόπων και την κατάσταση της κατάστασης διατήρησης θα παράσχει πολύτιμες ενδείξεις σχετικά με τα χαρακτηριστικά που επιτρέπουν τη σωστή λειτουργία των θαλάσσιων ενδιαιτημάτων, ιδίως ενόψει της συνεχιζόμενης διατάραξης των ανθρώπινων δραστηριοτήτων.

Ο συνάδελφός μου, ο Ross Whippo, κεντρικός τεχνικός και βιολόγος πεδίου για το MarineGEO, φτάνει στο βάθος λίγα λεπτά μετά από αυτό και γρήγορα θέτει τον εξοπλισμό του, συμπεριλαμβανομένης μιας δέσμης squidpops, για την προετοιμασία για την ανάπτυξη. Πρώτον, όμως, φυτεύει μια βιντεοκάμερα τοποθετημένη σε σωλήνα PVC στην άμμο.

Ακόμα κι αν η δοκιμή squidpop στοχεύει κυρίως σε αρπακτικά ψάρια, υπάρχουν πολλά άλλα είδη ψαριών που κατοικούν στην περιοχή.

Μια μεγάλη remora μας περιβάλλει καθώς ο Ross θέτει την κάμερα. Αυτά τα συναρπαστικά ψάρια έχουν ένα επίπεδο οβάλ δίσκο πιπίλισμα πάνω από το κεφάλι τους που τους επιτρέπει να συνδέονται με άλλα ζώα. Συνήθως θεωρούνται προσκολλημένοι σε καρχαρίες, αν και νωρίτερα στον ίδιο τόπο φωτογραφήθηκε μια θαλάσσια χελώνα με λίγες ανατροπές που κρέμονται. Τους έχω κολλήσει με τα πτερύγια και τη δεξαμενή μου πολλές φορές και τα θεωρώ μεγάλη διασκέδαση.

Ο συνάδελφός μου, ο Ross Whippo, ο κεντρικός τεχνικός και ο βιολόγος πεδίου για το MarineGEO, φτάνει τις κατώτατες στιγμές μετά από αυτό και γρήγορα θέτει τον εξοπλισμό του, συμπεριλαμβανομένης μιας δέσμης squidpops, για την προετοιμασία για την ανάπτυξη. (Laurie Μ. Penland) Ο Ross δημιουργεί μια βιντεοκάμερα τοποθετημένη σε σωλήνα PVC στην άμμο. (Ross Whippo) Μια μεγάλη remora μας περιβάλλει καθώς ο Ross θέτει την κάμερα. Αυτά τα συναρπαστικά ψάρια έχουν ένα επίπεδο οβάλ δίσκο πιπίλισμα πάνω από το κεφάλι τους που τους επιτρέπει να συνδέονται με άλλα ζώα. (Laurie Μ. Penland) Συνήθως θεωρούνται προσκολλημένοι σε καρχαρίες, αν και νωρίτερα στον ίδιο τόπο φωτογραφήθηκε μια θαλάσσια χελώνα με λίγες ανατροπές που κρέμονται. (Ross Whippo)

Είναι ως επί το πλείστον ακίνδυνο, αλλά ο Ross δεν του αρέσει αυτό που κρέμεται γύρω, αφού φαίνεται να ψάχνει για ένα καλό μέρος για να αποδίδει. Η ευκολία με την οποία αναπτύσσονται τα squidpops καθίσταται εμφανής καθώς κολυμπάμε μακριά από την κάμερα (και την remora) και αρχίζουμε να τα φυτεύουμε στην άμμο περίπου έξι μέτρα μακριά. Όταν όλα τα 25 φυτεύονται στη σειρά, έχουμε χρόνο να σκοτώσουμε.

Το καθήκον μας τώρα είναι να εγκαταλείψουμε το χώρο της μελέτης για μια ώρα, ώστε να επιτραπεί η θλίψη.

Στην κορυφή της τροφικής αλυσίδας, τα αρπακτικά ζώα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον έλεγχο του οικοσυστήματος. Αποτελούν τον κύριο παράγοντα σφαγής, προσδιορίζοντας τον αριθμό και τους τύπους οργανισμών που ζουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Μια μεγάλη αφθονία ατρόμητων θηρευτών μπορεί να οδηγήσει σε μια διαφορετική ομάδα ζώων από ό, τι σε ζώνες που είναι σχετικά ελεύθεροι θηρευτών. Αυτό μπορεί να αλλάξει ανάλογα με την εποχή του χρόνου, τον τύπο του οικοτόπου και τον αντίκτυπο του ανθρώπου στον τόπο μελέτης.

Στην κορυφή της τροφικής αλυσίδας, τα αρπακτικά ζώα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον έλεγχο του οικοσυστήματος. Αποτελούν τον κύριο παράγοντα σφαγής, προσδιορίζοντας τον αριθμό και τους τύπους οργανισμών που ζουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Μια μεγάλη αφθονία ατρόμητων θηρευτών μπορεί να οδηγήσει σε μια διαφορετική ομάδα ζώων από ό, τι σε ζώνες που είναι σχετικά ελεύθεροι θηρευτών. Αυτό μπορεί να αλλάξει ανάλογα με την εποχή του χρόνου, τον τύπο του οικοτόπου και τον αντίκτυπο του ανθρώπου στον τόπο μελέτης.

Στα υγιή συστήματα κοραλλιογενών υφάλων, βλέπουμε συχνά πολυάριθμα μεγάλα αρπακτικά ζώα καθώς και άλλα μικρότερα παμφάγα ψάρια. Αλλά σε αμμώδεις βιότοπους, όπως αυτό που επισκέπτεστε, περιμένουμε λιγότερα αρπακτικά ψάρια. Ο αριθμός των καταναλωθέντων squidpops βοηθά να επιβεβαιώσουμε αν οι προβλέψεις μας είναι σωστές. Από αυτά τα δεδομένα, μπορούμε να καθορίσουμε πόσο σημαντικά είναι τα αρπακτικά ζώα σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον με την πάροδο του χρόνου.

Το MarineGEO έχει επί του παρόντος συνεταίρους πάνω και κάτω από τις ακτές της Βόρειας και Νότιας Αμερικής και στον Ειρηνικό, συμπεριλαμβανομένων των σταθμών Smithsonian στο Μέριλαντ, τη Φλώριδα, το Μπελίζ και τον Παναμά, το Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο Manoa, το κέντρο Romburg-Tiburon στον κόλπο του Σαν Φρανσίσκο και το Hakai Ινστιτούτο στη Βρετανική Κολομβία, με σχέδια να επεκταθούν σε πανεπιστήμια στην Τασμανία, το Χονγκ Κονγκ και τη Σιγκαπούρη.

Κάθε μία από αυτές τις θέσεις παρουσιάζει μια νέα ευκαιρία συλλογής συντονισμένων δεδομένων σχετικά με την πίεση κατά της θήρευσης χρησιμοποιώντας squidpops, καθώς και τη δυνατότητα τοπικής δικτύωσης, προσεγγίζοντας την κοινότητα για ενεργό συμμετοχή. Το MarineGEO έχει καθοδηγήσει πολλές ομάδες σχετικά με την ανάπτυξη των squidpops - από το πρόγραμμα Three Seas, ένα εκπαιδευτικό πρόγραμμα που εκπαιδεύει την επόμενη γενιά θαλάσσιων επιστημόνων, σε φοιτητή μέσης εκπαίδευσης που κέρδισε το πανεπιστήμιο του σχολείου με τη χρήση squidpops ενδιαιτήματα.

Ενώ περιμένουμε να περάσει η ώρα, κολυμπάμε γύρω από τις άκρες του χώρου, σημειώνοντας. Είναι τότε που βλέπω τι κάνει τα κομμάτια στην άμμο: κόγχη. Αυτά τα κομήλιες μαλάκια είναι κοινά στην Καραϊβική. Τα μάτια τους ξεδιπλώνονται στα στελέχη μέσα από τα μεγάλα, ροζ, όμορφα κοχύλια και κινούνται κατά μήκος ενός "βήματος" κάθε φορά, με ένα ανελκυστήρα και ένα φλοπ, αφήνοντας τα ίχνη πίσω στην άμμο. Με τόσο αμήχανα και αργά κινήματα, με εκπλήσσει το πόσο μακριά ταξιδεύουν.

Γίνεται σαφές ότι αυτό το τοπίο της θάλασσας είναι, στην πραγματικότητα, γεμάτος ζωή.

Ενώ ο όγκος της θαλάσσιας βιοποικιλότητας στην περιοχή αυτή περιορίζεται στους κοραλλιογενείς υφάλους, συνδέονται οι διάφοροι βιότοποι της περιοχής. Οι υφάλους, τα άμμο, τα λιβάδια της θάλασσας και τα δάση μαγκρόβια φιλοξενούν αλληλοεπικαλυπτόμενες κοινότητες ψαριών και ασπόνδυλων που μετακινούνται από το ένα βιότοπο στο επόμενο, ανάλογα με παράγοντες όπως η εποχικότητα, οι κύκλοι ημέρας-νύχτας, η σίτιση και η αναπαραγωγή και τα στάδια της ζωής.

Συχνά βλέπουμε πολλά περισσότερα ψάρια νεανικών υφάλων ορισμένων ειδών μέσα και ανάμεσα στην προστασία που παρέχεται από τις ρίζες των δασών μαγκρόβης από ό, τι κάνουμε αλλού. Εδώ στον αμμώδη πυθμένα βλέπουμε ναρνάρια, κοροϊδίες και γκόμπες που θα υπολογιστούν με την οπτική έρευνα ψαριών που θα διεξαγάγουν άλλα μέλη της ομάδας MarineGEO με ερευνητές του Πανεπιστημίου της Τασμανίας σε ένα έργο που ονομάζεται Reef Life Survey, το οποίο παρακολουθεί τη βιοποικιλότητα των ψαριών σε παγκόσμια κλίμακα.

Αυτός είναι ο βασικός λόγος για να τοποθετήσετε καλαμάρια σε διαφορετικούς τύπους οικοτόπων. Κάθε βιότοπος μπορεί να έχει τα δικά του πρότυπα καταστροφής που μπορεί να ποικίλλουν μεταξύ, για παράδειγμα, ενός έμπλαστρου άμμου και ενός λιβαδιού της θάλασσας, που μπορεί στην πραγματικότητα να είναι πολύ γεωγραφικά κοντά.

Μετά από μια ώρα, θα κολυμπήσουμε πίσω στο χώρο μελέτης μας και θα μετρήσουμε πόσα καλαμάρια έχουν καταναλωθεί. Ο Ross κολυμπά κατά μήκος της γραμμής των squidpops, σημειώνοντας τα δεδομένα σε μια πλάκα κατάδυσης. Παρακολουθώ πίσω και μετρούν πέντε κομμάτια καλαμαριού που λείπουν από το 25. Δεν είναι κακό για ένα σημείο που δεν έμοιαζε τίποτα περισσότερο από ένα ερημωμένο ηλιοβασίλεμα με την πρώτη ματιά, αλλά ακόμα πουθενά κοντά σε τόσο δραστήρια όσο οι τοπικοί ύφαλοι, όπου βλέπουμε τακτικά την αφαίρεση των 25 κομμάτια καλαμάρια σε μια μόνο ώρα. Μερικές φορές εξαφανίζονται πριν τελειώσουμε να τις βγάλουμε έξω.

Αυτό το πείραμα δεν έχει τελειώσει ακόμα. Αφήνουμε τα καλαμάρια πίσω για να ανακτήσουμε την επόμενη μέρα, για να υπολογίσουμε τη νυχτερινή σίτιση από τα αρπακτικά είδη. Θα επαναλάβουμε την ίδια δουλειά ξανά και ξανά την εβδομάδα με καλαμάρια και φυτικά φυτά.

Τα Plantpops είναι μια από τις δοκιμές που αναπτύσσει το MarineGEO για να συγχαρώ το πείραμα squidpop. Τα φυτικά φυτά είναι σχοινιά με διαφορετικούς τύπους υδρόβιων φυτών που έχουν βυθιστεί στα σκέλη τους. Ενώ τα squidpops ασχολούνται με την εξόντωση, τα φυτικά φυτά θα ασχοληθούν με το φυτό, ή την κατανάλωση φυτών από τα ζώα. Τα φυτά που καταναλώνουν ζώα είναι ο κύριος σύνδεσμος μεταξύ της φωτοσύνθεσης των φυτών και των υψηλότερων επιπέδων του ιστού των τροφίμων. Με τον καθορισμό του ρυθμού κατανάλωσης των υδρόβιων φυτών, μαθαίνουμε για την υγεία και τη λειτουργία ενός οικοσυστήματος. Παρόμοια με τα squidpops, σχεδιάζουμε να επαναλάβουμε αυτά τα πειράματα για μεγάλο χρονικό διάστημα σε τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο. Αυτά τα δεδομένα θα μας βοηθήσουν να τεκμηριώσουμε τα ποσοστά κατανάλωσης και τις προτιμήσεις των υδρόβιων φυτών σε κάθε βιότοπο παγκοσμίως και να μας επιτρέψουν να καθορίσουμε τις αλλαγές στην υγεία των οικοτόπων.

Με τον καθορισμό του ρυθμού κατανάλωσης των υδρόβιων φυτών, μαθαίνουμε για την υγεία και τη λειτουργία ενός οικοσυστήματος. (Zach Foltz) Παρόμοια με τα squidpops, σχεδιάζουμε να επαναλάβουμε αυτά τα πειράματα για μεγάλο χρονικό διάστημα σε τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο. (Laurie Μ. Penland) Παρακολουθώντας όλη την ποικιλομορφία σε μια δεδομένη τοποθεσία, συμπεριλαμβανομένων των ειδών όπως ο φίλος μας, το remora, τοποθετεί τα δεδομένα από τα squidpops στο πλαίσιο. (Laurie Μ. Penland) Προφανώς, προτού ανεβείτε και αφήνω πίσω το τώρα γνωστό μου ηλιοβασίλεμα, παρατηρώ μια απομνημονευτική υπενθύμιση της θαλάσσιας βιοποικιλότητας - ένα σάκο αυγών ενός σαλιγκαριού φεγγαριού σε ηρεμία στον αμμώδη πυθμένα. (Laurie Μ. Penland)

Η συλλογή των δεδομένων είναι μόνο η αρχή της πρόκλησης. Φέρνοντας όλα μαζί, ένας συνεπής χάρτης της θήρευσης είναι το επόμενο βήμα για την ομάδα MarineGEO.

Ένας από τους κύριους στόχους του MarineGEO είναι να καταστήσει όλα τα δεδομένα συλλεχθέντα ελεύθερα προσβάσιμα. Τα αποτελέσματα όλων των συλλογών squidpop θα είναι τελικά διαθέσιμα στο διαδίκτυο, καθώς και μια ολόκληρη σειρά άλλων δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων των συνθηκών ύδατος και των βιολογικών δεδομένων από όλους τους χώρους των συμμετεχόντων στο MarineGEO.

Καθώς ο Ross και εγώ επιστρέφουμε για να μαζέψουμε τη φωτογραφική μηχανή, η remora μας επανεμφανίζεται και μας ακολουθεί για λίγο. Παρακολουθώντας όλη την ποικιλομορφία σε μια δεδομένη τοποθεσία, συμπεριλαμβανομένων των ειδών όπως ο φίλος μας, το remora, τοποθετεί τα δεδομένα από τα squidpops στο πλαίσιο. Τα ενδιαιτήματα είναι κάτι περισσότερο από αρπακτικά ζώα, οπότε παρατηρώντας ποιος είναι εκεί και πότε, παρέχει μια πιο ολιστική άποψη για το περιβάλλον και πώς θα ανταποκριθεί στην επιταχυνόμενη αλλαγή που συμβαίνει στις παράκτιες περιοχές των ωκεανών μας. Προφανώς, προτού ανεβείτε και αφήνω πίσω το τώρα γνωστό μου ηλιοβασίλεμα, παρατηρώ μια απομνημονευτική υπενθύμιση της θαλάσσιας βιοποικιλότητας - ένα σάκο αυγών ενός σαλιγκαριού φεγγαριού σε ηρεμία στον αμμώδη πυθμένα.

Ας ελπίσουμε ότι, αναπτύσσοντας squidpops, θα συγκεντρώσουμε αρκετά στοιχεία για να μας οδηγήσει σε μια απάντηση σε ένα πολύ μεγαλύτερο ερώτημα, πώς θα μπορέσει η επόμενη γενιά να αντιμετωπίσει τις μελλοντικές συνθήκες των παράκτιων ωκεανών μας;

Ένα κομψό εργαλείο που ονομάζεται Squidpop ότι οι επιστήμονες θέλουν να Crowdsource