Ученые используют крошечные «рюкзачки» на детенышах черепах, чтобы наблюдать за их передвижениями

Миниатюрные акселерометры открывают новые возможности для понимания неуловимого периода между вылуплением черепах и их появлением на поверхности песка.

Новые исследования показывают, что детеныши зеленой черепахи «выплывают» на поверхность песка, а не «копают» в период между вылуплением и появлением. Результаты имеют важные последствия для сохранения сокращающейся популяции черепах во всем мире.

Опубликовано сегодня в Proceedings B, открывается в новом окне, ученые из Школы биологических, земных и экологических наук Университета Нового Южного Уэльса, открывается в новом окнеиспользовали небольшое устройство, известное как акселерометр, чтобы получить новые данные о поведении птенцов, вылупившихся из гнезд.

Яйца морских черепах закапываются в гнезда глубиной 30–80 см. После вылупления новорожденные черепахи выбираются на поверхность песка в течение трех–семи дней. Но поскольку все это происходит под землей, у нас очень мало знаний о первых нескольких днях жизни вылупившегося детеныша.

Результаты, полученные с помощью этого нового метода, показали, что закопанные детеныши сохраняли ориентацию головой вверх и неожиданно перемещались по песку вертикально, раскачиваясь вперед и назад, а не наклоняясь из стороны в сторону, как это обычно происходит при рытье.

«Когда я представляю себе только что вылупившегося из яйца детеныша, он находится в полной темноте в своем окружении. Нет никаких признаков, указывающих, какой путь ведет к поверхности, но они все равно сориентируются и поднимутся наверх», — говорит г-н Дэйви Дор, который руководил исследованием в рамках своей докторской диссертации. «Наши первоначальные выводы и «доказательство» этой новой методологии открывают двери для множества новых вопросов в экологии морских черепах».

Как можно изучать что-то под землей?

Образ недавно вылупившихся черепашат, с энтузиазмом перемещающихся по песку и в океан, несколько знаком. Но что происходит до этого? 

Вылупившиеся из яиц детеныши продвигаются сквозь толщу песка и в конечном итоге оказываются на поверхности.  

«Период вылупления черепах из яиц и выхода их на поверхность был впервые замечен около 64 лет назад», — говорит г-н Дор. «И с тех пор люди пробовали разные методы наблюдения за этой фазой, например, использовали стеклянное смотровое окно для наблюдения за вылупившимися детенышами или использовали микрофоны для прослушивания их движений».  

Каждый из этих предыдущих методов имел свои ограничения, что означает, что изучение первых нескольких дней жизни детенышей черепах по-прежнему остается сложным. «Вы просто не думаете о том, сколько усилий требуется этим крошечным детенышам, чтобы плыть по песку в темноте, почти без кислорода», — говорит доцент Лиза Шванц. «Это происходит прямо под ногами у всех, но у нас не было технологий, чтобы по-настоящему понять, что происходит в это время».

Поэтому г-н Дор, доцент Лиза Шванц и доктор Дэвид Бут из Университета Квинсленда решили изучить новые способы наблюдения и исследования этого малоизвестного и малоизвестного процесса.

Миниатюрные рюкзаки с акселерометром

Акселерометры, измеряющие изменения скорости или направления, ранее использовались для изучения движения, поведения и физиологии животных. 

«Простой принцип акселерометра, который мы использовали, заключается в том, что он измеряет ускорение под тремя разными углами», — говорит г-н Дор. «Таким образом, он может измерять изменение скорости при движении вперед и назад, вверх и вниз и из стороны в сторону».

Однако до сих пор акселерометр в этом контексте не использовался. 

Исследование проводилось на острове Херон, месте долгосрочного наблюдения за гнездованием зеленых черепах в южной части Большого Барьерного рифа, где сезон гнездования обычно длится с декабря по март. 

«После обнаружения гнезд мы ждали около 60 дней, пока яйца разовьются», — говорит г-н Дор. «За три дня до их вылупления мы устанавливаем устройство, называемое детектором вылупления, рядом с 10 различными гнездами. Этот уникальный прибор измеряет напряжение в месте расположения гнезда и позволяет нам узнать, когда из яиц вылупились детеныши». 

Как только команда узнала, что из яиц вылупились детеныши, они осторожно раскопали гнездо, выбрали детеныша, который был ближе всего к поверхности, и прикрепили к черепашке легкий миниатюрный акселерометр, прежде чем вернуть его обратно. «Затем мы аккуратно насыпали песок обратно в том виде, в котором он был найден», — говорит г-н Дор.  

Затем настало время выжидания, чтобы увидеть, когда появятся детеныши. «Мы проверяли место гнездования каждые три часа, и когда они наконец появились, мы забрали акселерометр у детеныша, который его носил».  

Акселерометр предоставил новые данные о направлении, скорости и времени, которое потребовалось для появления десяти детенышей. «Мы проанализировали данные и обнаружили, что детеныши демонстрируют удивительно постоянную ориентацию головой вверх, несмотря на то, что находятся в полной темноте, окруженные песком», — говорит г-н Дор. «Мы обнаружили, что их периоды движения и отдыха, как правило, довольно короткие, что они двигаются так, как будто плывут, а не копают, и что по мере приближения к поверхности песка они ограничивают свое движение ночным временем», — говорит г-н Дор.

Охрана природы и вмешательство в гнездование 

Популяции морских черепах сокращаются во многих частях мира, а несколько видов занесены в список находящихся под угрозой исчезновения. Фаза гнездования является основной уязвимостью для популяций черепах, и в результате управление охраной природы часто фокусируется на вмешательстве в гнезда, включая перемещение, затенение и поение. 

Перемещение гнезд широко используется во всем мире в течение многих лет, и ожидается, что эта практика будет продолжаться, поскольку последствия изменения климата и повышения уровня моря влияют на гнездование черепах. Однако такие факторы, как влажность и температура в гнезде, которые могут меняться при перемещении гнезда, могут влиять на важные характеристики производительности детенышей, включая их скорость и движение. 

«Изменение характеристик гнезда, таких как влажность субстрата и глубина, может иметь последствия для вылупившихся детенышей, которые мы в настоящее время не понимаем», — говорит г-н Дор. «Это означает, что знание поведения вылупившихся детенышей в песчаной колонне — и его связи с успехом потомства — является ключом к будущим методам сохранения».  

Хотя мы знаем, что в пути по песку к воде детеныши подвергаются большому риску со стороны хищников, «также верно, что некоторые детеныши даже не доживают до этого момента», — говорит доцент Шванц. «У нас так мало знаний о том, что позволяет одному детенышу успешно появиться на свет, а другому — нет, поэтому очень важно выяснить, что может этому способствовать».

Открывая дверь для дальнейших исследований 

Последняя публикация подтверждает, что использование акселерометров для наблюдения за вылупившимися детенышами дает множество преимуществ, включая данные о движении и поведении, и, что особенно важно, возможность изучать черепах, когда наша видимость ограничена.

Эти результаты также предоставили новые сведения и изменили предыдущие предположения о первых днях жизни детенышей в песке.  

«Есть много факторов, которые мы на самом деле не понимаем, поскольку не имели возможности наблюдать этот этап их жизни, но мы надеемся, что ситуация изменится в результате применения этого нового метода, особенно в плане ответов на вопросы о лучших методах сохранения видов», — говорит г-н Дор.

Следующим летом г-н Дор вернулся на остров Херон, чтобы установить акселерометры на нескольких детенышах в одном гнезде. «Таким образом, используя данные следующего года, мы получим представление о том, насколько скоординированы гнезда, потому что есть теория о том, координируют ли черепахи свои движения или у них есть разделение труда», — говорит доцент Шванц. 

Источник https://www.unsw.edu.au/