טכנולוגיות מעקב עתירות נתונים מאפשרות כלים חדשים להצלת חיות בר בסכנת הכחדה

מאמר שפורסם במגזין המדעי Science בהובלת פרופ’ רן נתן מהאוניברסיטה העברית, מראה כיצד מערכת “אטלס” ומערכות מעקב עתירות נתונים (ביג דאטה) אחרות, מסייעות לחקר ושמירת חיות בר בעולם בו האקלים והסביבה משתנים במהירות על ידי פעילות האדם המערכת סייעה גם לאחר המחקר עם התפרצות שפעת העופות שפגעה בעגורים

מסלול התנועה של הפרט, המתואר על ידי רצף המיקומים שלו לאורך זמן, הוא מרכיב יסוד בחקר האקולוגיה, האבולוציה וההתנהגות של יצורים חיים. תנועת בעלי חיים משפיעה על השרידות והרבייה שלהם, ומעורבת במגוון גדול של תהליכים אקולוגים חשובים כמו התפשטות של מינים, האבקת צמחים והפצת זרעים ומיקרואורגניזמים. בהתאם לכך, לחקר התנועה של בעלי חיים יש חשיבות רבה בהתמודדות עם בעיות סביבתיות גלובליות כמו הכחדת אוכלוסיות ומינים, הקטנת המגוון הביולוגי, שינויי אקלים, קיטוע והרס של בתי גידול, מינים פולשים, הפצת מחלות והתפשטות מזיקים בחקלאות.

מאמר חדש בהובלת פרופ’ רן נתן שפורסם במגזין המדעי המוביל בעולם, Science, סוקר טכנולוגיות עתירות נתונים, ותיקות וחדשניות, לחקר תנועה של בעלי חיים, ומדגים כיצד שימוש נכון במערכת מעקב וביג דאטה, כולל מערכת ייחודית שפותחה ע”י נתן ועמיתיו, יכול לסייע לא רק במחקר פורץ דרך אלא גם בהקטנת הנזקים שגורמים בני האדם למערכת האקולוגית.

“אקולוגיה של תנועה” הוא תחום מחקר המוקדש לתנועת חיות בר אשר פותח ע”י פרופ’ נתן ועמיתיו ונמצא בתנופה יוצאת דופן בעשור האחרון, בעיקר בזכות טכנולוגיות מעקב חדשניות שמאפשרות לעקוב אחרי בעלי חיים בסביבתם הטבעית. במאמר נבחנה היכולת של טכנולוגיות מעקב שונות להפיק נתוני תנועה בכמות גדולה (ביג דאטה) ונמצא שמערכת “אטלס”, שפותחה לאחרונה במרכז מינרווה לאקולוגיה של תנועה באוניברסיטה העברית בראשות פרופ’ רן נתן מהאוניברסיטה העברית ובשיתוף פרופ’ סיון טולדו מאוניברסיטת תל אביב, מסוגלת לייצר ביעילות יוצאת דופן מסד נתונים עשיר במיוחד על מסלולי התנועה של חיות בר. המערכת מסוגלת לעקוב באופן אוטומטי אחר עשרות רבות של פרטים במקביל, בדיוק רב (מטרים ספורים, בדומה ל GPS), ברזולוציה גבוהה (כל שנייה) ובמשך זמן ארוך יחסית (חודשים) בעזרת תגים קטנים וזולים המוצמדים לחיה.

פרופ’ רן נתן מסביר כי “מערכת אטלס מסוגלת לספק נתונים רבים המאפשרים לענות על שאלות בסיסיות בתחום אשר לא היה ניתן לענות עליהן עד כה. למשל, במה נבדלים פרטים שונים, כיצד הבדלים אלה קשורים לאופי וליכולת הקוגניטיבית והמוטורית של הפרט? כיצד גורמים אלה משפיעים על סיכוייו לשרוד ולהתרבות? כך למשל, בעזרת נתוני אטלס מעטלפי פירות הראנו עדות ראשונה מחיות בר בסביבתם הטבעית לקיומה של מפת ניווט קוגניטיבית במוח העטלף. בעזרת נתונים ברזולוציה גבוהה ניתן גם לגלות כיצד בדיוק פרטים ומינים שונים מגיבים זה לזה ומה מניע אינטראקציות כאלה בין חברי להקה, בין מינים מתחרים, ובין טורף לנטרף? שאלות חשובות אחרות הן מהי התגובה של חיות בר לשינויים בסביבה ולפעילות האדם? כיצד משתנה התנועה של הפרט בסקאלות שונות במרחב ובזמן, וכיצד נבדלים מינים שונים זה מזה?”.

מערכות מעקב עתירות נתונים מאפשרות קפיצת מדרגה ביכולת להתמודד עם הנזקים הנגרמים על ידי האדם לחיות בר ברחבי העולם. במאמר מוצגות דוגמאות רבות לתובנות יישומיות שניתן להפיק מאטלס וממערכות עתירות נתונים אחרות. למשל, בעזרת מערכת מעקב אקוסטית בנהרות באירופה נמצא שצלופחים הנודדים לעבר הים משנים את ההתנהגות שלהם בהגעה לסכרים באופן שמוביל להוצאת אנרגיה מוגברת שמשמעותה עלייה בתמותה במין זה הנמצא בסכנת הכחדה. בנוסף, שימוש בנתוני מיקום בזמן אמת של קונדורים (עוף דורס) מאפשר התרעה על סכנת היתקלות עם טורבינות רוח, ונתוני מיקום של אלבטרוסים (עוף ים) מאפשרים איתור של ספינות דייג לא חוקיות ברחבי האוקיינוס. “אולי הדוגמא הטובה ביותר התבררה לנו רק לאחר שהמאמר כבר הושלם והתקבל”, ממשיך פרופ’ נתן, “לפני זמן קצר, בדצמבר 2021, התמודדנו בישראל עם מגפת שפעת העופות שפגעה באלפי עגורים. נתונים מעגורים ממושדרים סיפקו מידע ותובנות שלא ניתן היה להשיג בשום דרך אחרת. למדנו על המגפה כאשר היא רק התחילה, יכולנו להעריך שמדובר באלפי פרטים מתים כאשר ידענו רק על עשרות בודדות, הפקנו מנתוני המישדור מידע חשוב על פרטים מתים, על פרטים חולים, ואף הופתענו לגלות אחוז גבוה יחסית של פרטים שהבריאו. בנוסף, ניתן יהיה להעריך את ההסתברות להתפשטות המחלה בכלל, ומעגורים ללולים בפרט, ובאביב הקרוב נשתמש במידע ייחודי זה בניסיון להתמודד עם הסכנה של הופעת גל שני של המגפה עם הגעת להקות עגורים נודדים (ומינים אחרים) מאפריקה לישראל”.

עוד בנושא באתר הידען:

• קבוצת מחקר בינלאומית המתכנסת באוני’ העברית תעסוק באקולוגיה של תנועה
• “אקולוגיה של תנועה”, גישה מחקרית חדשנית לחקר התנועה של יצורים חיים, פותחה ביזמת חוקר מהאונ’ העברית
• הסיבות האבולוציוניות לכך שלנשים קר יותר מגברים