Kaip šie aukštųjų technologijų įrankiai padeda gamtai pasveikti

Kaip šie aukštųjų technologijų įrankiai padeda gamtai pasveikti

Jake M Robinson, Jakki Mohr, Martin Breed, Peter Harrison ir Suzanne Mavoa, The Conversation

Kai kurie dronai gali padėti gesinti gaisrus laukinėje gamtoje. Kreditas: Shutterstock

Technologijos neabejotinai prisidėjo prie pasaulinės biologinės įvairovės nykimo ir ekosistemų degradacijos.

Ten, kur kadaise stovėjo miškai, dabar dirbtinės šviesos apšviečia didžiules miesto džiungles. Ten, kur kažkada klajojo gyvūnai, dabar didžiulės gamyklos išleidžia mikroschemas, kompiuterius ir automobilius. Tačiau dabar mes taip pat galime panaudoti technologijas, kad padėtume atkurti mūsų brangias ekosistemas.

Čia aptariame du naujus šiandien paskelbtus mokslinius darbus. Jie parodo, kaip dronai ir genomika (ta pati technologija, naudojama COVID padermėms identifikuoti) gali padėti apsaugoti ir atkurti gamtą.

Vienas dokumentas rodo, kad dronai gali padėti apsaugoti biologinę įvairovę ir stebėti ekosistemų atkūrimo veiklą. Jie taip pat gali padėti mums suprasti, kaip vienos ekosistemos poveikis gali paveikti kitą.

Genomika gali padėti nustatyti populiacijas, kurios gali būti pažeidžiamos būsimų klimato pokyčių, ir stebėti išskirtinius gyvūnus, tokius kaip plekšnės, lūšys ir tritonai. Tačiau kitame mūsų straipsnyje nustatyta, kad ekologai, neturintys genomikos žinių, manė, kad technologiją vis dar reikia išbandyti ir išbandyti.

Nuotolinis stebėjimas bepiločiais orlaiviais

Dronai tampa vis dažnesniu reginiu, pavyzdžiui, miesto parkuose ir vestuvėse. Ūkininkai jas taip pat naudoja pasėlių sveikatai įvertinti, o inžinieriai – aptikdami tiltų ir vėjo turbinų pažeidimus.

Dronų technologijos per pastarąjį dešimtmetį sparčiai tobulėjo. Pažanga apima kliūčių išvengimą, ilgesnį skrydžio laiką, didelės raiškos kameras ir galimybę gabenti sunkesnius krovinius.

Bet ar dronai gali padėti atkurti pažeistas ekosistemas? Peržiūrėjome įvairių aplinkosaugos sektorių mokslinę literatūrą, siekdami ištirti esamus ir naujus bepiločių orlaivių panaudojimo būdus atkuriant nualintas ekosistemas. Mes nustatėme, kad atsakymas yra tvirtas „taip“.

Mes nustatėme, kad dronai gali padėti nustatyti augmeniją ir rinkti vandens, dirvožemio ir pievų mėginius. Jie taip pat gali stebėti augalų sveikatą ir laukinės gamtos populiacijos dinamiką. Tai būtina norint suprasti, ar atkūrimo intervencija veikia.

Dronai ir DNR sekimas: parodome, kaip šie aukštųjų technologijų įrankiai padeda gamtai pasveikti

Tyrimas parodė, kad juodieji lokiai patyrė stresą, kai dronai skrido per arti. Kreditas: Shutterstock

Pavyzdžiui, Australijoje bepiločiai skraidyklės padėjo tyrėjams nustatyti buveinių reikalavimus, reikalingus tokiems sterbliniams gyvūnams, kaip dėmėtoji uodegėlė ir rytinė bettonga. Dėl to, kad dronas matomas iš paukščio skrydžio, mokslininkai ir praktikai vis geriau supranta, kokią augmeniją reikia atkurti, taip pat naujų metodų, kaip stebėti kritinės buveinės sugrįžimą.

Žinoma, pastaruoju metu dronai buvo naudojami medžiams sodinti, numetant „sėklų bombas“, padedančias atkurti miškus. Nors medžių sodinimas bepiločiu orlaiviu turi potencialą, vis tiek reikia atlikti daugiau tyrimų, nes sodinukų išgyvenamumas šiuo metu yra prastas.

Kai kurie mokslininkai netgi sukūrė krūmų gaisrų gesinimo dronus, kad apsaugotų jautrias ekosistemas. Čia vienas dronas aptinka gaisrą, naudodamas šiluminę technologiją, o kitas jį užgesina numesdamas gesinimo kamuoliukus. Tačiau kontroliuojami laukiniai gaisrai kartais gali būti gyvybiškai svarbūs atkuriant ekosistemą, todėl mes taip pat galime naudoti dronus mažiems ugnies kamuoliams numesti.

Tačiau naudojant dronus reikia atsižvelgti į daugybę spąstų. Netinkamose rankose dronai gali kelti nepatogumų ir pakenkti laukinei gamtai.

Tyrimai parodė, kad skraidymas per arti gyvūnų, pavyzdžiui, paukščių ir lokių, gali paveikti jų fiziologiją. Pavyzdžiui, 2015 m. atliktas tyrimas parodė, kad bepiločiai orlaiviai, skraidantys per arti Amerikos juodųjų lokių, padidino jų širdies susitraukimų dažnį – net vienam lokiui, kuris buvo giliai užmigęs.

Bepiločių orlaivių pilotai, skrisdami jais jautriose buveinėse, turėtų įsigyti atitinkamas licencijas ir laikytis griežtų protokolų.

Genomika: vertinga, tačiau nesuprasta

Genomika yra pilnas įrankių rinkinys, pilnas naujoviškų būdų pažvelgti į DNR – gyvybės Žemėje planą. Kalbėdami apie genomiką, mokslininkai dažniausiai remiasi šiuolaikinėmis DNR sekos nustatymo technologijomis arba didžiulių DNR kolekcijų analize.

Tačiau nepaisant genomikos galimybių pagerinti ekosistemų atkūrimą, mūsų neseniai atliktas tyrimas parodė, kad atkūrimo mokslininkai, neturintys genomikos patirties, susirūpinę, kad genomika buvo per daug populiarinama.

Apklausėme pirmaujančius įvairių ekologijos disciplinų ekspertus ir nustatėme, kad daugelis paragino atlikti atvejų tyrimus, kad parodytų genomikos naudą atkuriant.

Dronai ir DNR sekimas: parodome, kaip šie aukštųjų technologijų įrankiai padeda gamtai pasveikti

Genomika gali padėti atsirinkti, kurios raudonosios geležies žievės medžių sėklos gali atlaikyti besikeičiantį klimatą. Kreditas: Johnas Tannas / Wikimedia, CC BY-SA

Tačiau stebėtinai nustatėme, kad atkūrimo genomikos literatūroje buvo daugiau nei 70 atkūrimo genomikos tyrimų, iš kurių daugelis naudojo aplinkos DNR ekosistemos sveikatai stebėti. Taigi, jau yra daugybė atvejų tyrimų.

Atkuriant ekosistemą, dvi labiausiai paplitusios genomikos programos yra populiacijos genomika ir aplinkos DNR.

Populiacijos genomika tiria nedidelius organizmo genomo skirtumus, kad atsakytų į klausimus, pavyzdžiui, kiek populiacijoje yra genetinės variacijos, kaip yra susiję asmenys arba kaip kraštovaizdžiai keičia migracijos modelius.

DNR sekų pokyčių susiejimas su istoriniu klimatu tapo pagrindiniu šiuolaikinės gamtos apsaugos ir atkūrimo aspektu. Tai leidžia mums suprasti, kaip atsparūs gyvūnai, augalai ir mikrobai būsimam klimatui.

Pavyzdžiui, mes naudojome šį metodą norėdami pasirinkti tvirtas medžių sėklas, tokias kaip raudonoji geležies žievė (Eukalipto trikarpis), skirta miško atkūrimo sodinimui pietryčių Australijoje. Naudojant genomiką, kad būtų atrinktos atspariausios sėklos, medžiai turi geriausią galimybę išgyventi besikeičiančiame klimate.

Mokslininkai taip pat gali gauti įžvalgų apie ekosistemas ir stebėti išskirtines rūšis, naudodami DNR organizmus, paliktus aplinkoje, pavyzdžiui, dirvožemyje ar vandenyje.

Šie aplinkos DNR duomenys gali padėti sekti rūšių – invazinių, nykstančių ar paslaptingų – buvimą ir padėti įvertinti bendruomenės sveikatą ir įvairovę. Tai apima apdulkintojus, tokius kaip bitės, kiti gyvūnai ir augalai bei mūsų nematomi draugai, mikrobai.

Pavyzdžiui, Jungtinėje Karalystėje ekologai šiuo metu naudoja aplinkos DNR, kad nustatytų pažeidžiamų varliagyvių, pavyzdžiui, didžiųjų tritonų, buvimą.

Kur iš čia?

Didesnis nuotolinio stebėjimo ir genomikos panaudojimas atkuriant turi aiškų potencialą padėti pagerinti monumentalią užduotį atkurti pažeistas ekosistemas. Mūsų dokumentuose aprašomi būdai, kaip restauravimo ekologai gali integruoti dronus ir genomiką į savo įrankių dėžes.

Atsižvelgiant į tai, kad žmonės smarkiai pablogino pasaulines ekosistemas, tikslinga naudoti dabar turimas technologijas, kad būtų atkurta laukinė gamta ir išvengta papildomo biologinės įvairovės nykimo.


Ekosistemos atkūrimas DNR technologija


Daugiau informacijos:
Jake’as M. Robinsonas ir kt., Esami ir nauji bepiločių orlaivių panaudojimo būdai restauravimo ekologijoje, Ekologijos ir evoliucijos metodai (2022). DOI: 10.1111 / 2041-210X.13912

Jakki J. Mohr ir kt., Ar genomika yra „krepšelis“ prieš atkuriant ekologiją „arkliukas“? Kokybinių interviu įžvalgos ir literatūros tendencijos, Karališkosios draugijos filosofiniai sandoriai B: Biologijos mokslai (2022). DOI: 10.1098 / rstb.2021.0381

Pateikė „The Conversation“.

Šis straipsnis iš naujo paskelbtas iš The Conversation pagal Creative Commons licenciją. Skaitykite originalų straipsnį.Pokalbis

Citata: Dronai ir DNR sekimas: kaip šie aukštųjų technologijų įrankiai padeda gamtai pasveikti (2022 m., birželio 28 d.), gauta 2022 m. liepos 2 d. iš https://phys.org/news/2022-06-drones-dna-tracking-high-tech -tools.html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.

Leave a Comment

Your email address will not be published.