Velká data přinášejí revoluci do pochopení pohybu zvířat

Pohyb je základní vlastností všeho živého a v přírodě je všudypřítomný. Všechny organismy jsou schopny se pohybovat, ať už aktivně nebo pasivně. Pohyb určuje řadu přírodních procesů, přežití, vzájemné interakce mezi druhy, včetně interakcí s člověkem a reakcí na lidské vlivy. Pochopením pohybů živočichů, jejich příčinami a důsledky pro živočichy se zabývá obor ekologie pohybu.

Tento obor zkoumá, jak, kdy a proč se živočichové pohybují a jaké důsledky má pohyb na jedince samotné tak i na jejich prostředí. Tyto poznatky jsou klíčové pro mnoho dalších biologických oborů jako ekologie, evoluce, behaviorální vědy a také pro efektivní management a ochranu biodiverzity. Ekologie pohybu po desetiletí trpěla nedostatkem dat, protože u mnoha živočichů je nesmírně náročné sledovat jejich pohyb v přirozeném prostředí.

Ohromný a rychlý rozvoj oboru však přinesl současný vývoj nových sledovacích technologií a nástrojů pro zpracování velkých objemů dat. V nové studii, kterou právě zveřejnil prestižní časopis Science, upozornila na tuto probíhající revoluci v oblasti ekologie pohybu velká mezinárodní skupina vědců z 29 institucí a 12 zemí.

Živočichy lze sledovat s přesností na metry mnoho měsíců či let

Vědci ve studii ukazují pokroky v oblasti ekologie pohybu a přinášejí přehled využití řady nejmodernějších sledovacích technologií, jako jsou reverzní GPS, GPS lokátory, radary nebo počítačová zpracování kamerových sledování. Technologie dnes dokážou zaznamenávat údaje o pohybu jedinců s vysokým časoprostorovým rozlišením po dlouhé časové období. Jednotlivé živočichy lze tedy sledovat s přesností na metry nebo dokonce centimetry, a to několikrát za minutu po dobu mnoha měsíců nebo let.

Takto přesná data lze získat nejen u suchozemských, ale i vodních živočichů a mohou nám ukázat jejich život tak, jak to dosud nebylo možné. Díky těmto rozsáhlým a přesným datům o pohybu můžeme například lépe pochopit, jak souvisí pohyb jedinců s jejich chováním, kognitivními funkcemi či fyziologií. Můžeme také odhalit jemné interakce jedinců mezi sebou navzájem či zlepšit ochranu volně žijících druhů. Nová dimenze sledování pohybu zvířat tak otevírá zcela nové obzory pro obecný výzkum biologie a ekologie.

Vývoj s sebou zároveň nese i mnoho technologických výzev spojených se zpracováváním velkých objemů dat. Vědci ve studii rovněž navrhli celou řadu doporučení pro budoucí pokrok v této oblasti. Jsou to především nutnost spojit pozorování v přirozeném prostředí s experimentálně manipulovanými sledováními zvířat, správné kombinace nízko a vysoko-objemového sledování, zlepšení kompatibility mezi technologiemi, standardizace a sdílení dat a podpora mezioborové mezinárodní spolupráce.

Práci na studii iniciovala skupina výzkumníků během mezinárodního workshopu o telemetrii ryb v jezerech, který se uskutečnil v roce 2018 v Českých Budějovicích. Telemetrie je metoda, kdy se rybám do těla zavedou čipy a pomocí antén rozestavěných v jezerech nebo nádržích se zaznamenává jejich pohyb. Skupinu s názvem Lake Fish Telemetry Group (LFTG) založili a workshop uspořádali Ivan Jarić a Milan Říha z Hydrobiologického ústavu.

Ryby mají v tělech čipy

„Skupina sdílí soubor telemetrických dat z řady evropských jezer. Soubor zahrnuje tisíce označených ryb různých druhů a stovky miliard lokací ryb s podrobnými geomorfologickými a environmentálními údaji,“ řekl Ivan Jarić, hlavní koordinátor skupiny a projektu a jeden z autorů studie. Podle něj se skupina spojila také s odborníky z dalších výzkumných oborů, jako například s týmy zaměřenými na ekologii pohybu suchozemských zvířat či odborníky na pokročilé statistické zpracování dat.

„Naším cílem bylo poskytnout příležitost k mezioborové spolupráci, poskytnout širší pohled na společné výzkumné otázky, iniciovat společné studie, výměnu znalostí a zkušeností a podpořit plány budoucí společné spolupráce,“ vysvětluje Jarić. Skupina letos pořádá další mezinárodní workshop, který se opět uskuteční na Biologickém centru AV ČR v Českých Budějovicích.

V týmu skupiny působí řada mladých výzkumníků, kteří se zabývají především telemetrickým sledováním ryb v nádržích. „Naše databáze obsahuje desítky milionů lokací devíti druhů ryb, shromážděných z několika českých nádrží,“ uvedl Říha, další z autorů studie. Moderní technologie pomáhají zodpovědět řadu klíčových otázek z oblasti ekologie ryb a poskytují pohled na život ryb, který donedávna nebyl vzhledem k technologickým omezením možný.

„Můžeme například přesně zjistit, kde se ryby zdržují v různých částech dne či ročních obdobích, jak se ryby vzájemně ovlivňují v čase a prostoru, jaké jsou vzorce chování jednotlivých druhů, jak ryby reagují na změny počasí a sezónních podmínek či jak budou reagovat na změny klimatu. Pochopení takovýchto otázek a obecného využívání prostoru a času živočichy je jedním z klíčových úkolů ekologie,“ dodal Milan Říha.

(hyš-dp)
redakce@prirodatv.cz
Foto: Biologické centrum AV ČR