動物の移動追跡

動物の移動追跡は、野生生物学、保全生物学、生態学、野生生物管理において、野生での動物の行動を研究するために使用されます。最初の技術の 1 つは、鳥の足に受動的な ID タグを付けて、将来の捕獲と放鳥でその鳥を識別する鳥の標識付けでした。無線追跡では、小型の無線送信機を動物に取り付け、RDF 受信機で信号を追跡します。最新の高度な技術では、タグを付けた動物を追跡するために衛星を使用し、動物の位置を記録する GPS タグを使用します。IoT の出現により、種や追跡対象に固有のデバイスを作成できるようになりました。動物の移動研究の多くの目標の 1 つは、動物がどこに行くのかを判断することですが、研究者は動物が「そこ」に行く理由も知りたいと考えています。研究者は動物の移動だけでなく、移動の終点の間にあるものも調べて、食物密度、水温の変化、その他の刺激、およびこれらの変化に適応する動物の能力に基づいて、種が新しい場所に移動しているかどうかを判断します。移動の追跡は、野生動物の個体群に対する人間の文明の影響を制御し、絶滅危惧種の絶滅を防止または軽減するための取り組みにおいて重要なツールです。

1803 年の秋、アメリカの博物学者ジョン・ジェームズ・オーデュボンは、渡り鳥が毎年同じ場所に戻ってくるかどうか疑問に思いました。そこで、鳥が南へ飛んでいく前に、鳥の足に紐を結び付けました。翌春、オーデュボンは鳥が確かに戻ってきたのを目にしました。

科学者は今日でも、動物の動きを追跡するために金属バンドなどのタグを取り付けています。金属バンドの場合、科学者がデータを収集するには動物を再捕獲する必要があり、データは動物が放された地点と目的地点に限定されます。

最近の技術はこの問題の解決に役立っています。電子タグの中には、無線機器や衛星で受信できる繰り返し信号を発するものもあれば、アーカイブタグ（またはデータロガー）などの電子タグもあります。科学者は、このRFID技術や衛星を使用して、タグを付けた動物の位置と動きを、再捕獲することなく追跡できます。これらの電子タグは、大量のデータを提供することができます。また、現代の技術は小型化しており、タグが動物に与える悪影響を最小限に抑えています。^[1]

最近の追跡技術の進歩により、再捕獲を必要とせずに動物の移動を監視できるようになりました。オーストラリアの会社であるWildlife Dronesは、オーストラリアで最も絶滅が危惧されている鳥類の1つであるアオアシシギなどの小型で移動性の高い種を追跡するためのドローンベースの無線テレメトリーシステムを開発しました。このような種の従来の追跡方法は、超短波（VHF）無線タグと携帯型受信機による手動追跡でしたが、手間がかかり、範囲が限られていました。このシステムにより、研究者はタグを付けた複数の動物から遠隔でデータを収集できるため、野生生物の監視の効率と効果が向上します。^[2]

無線テレメトリによる動物の追跡には、2つの装置が用いられる。テレメトリは一般に、動物に取り付けられた送信機を使用し、ラジオ局と同じように電波の形で信号を送信する。^[3]科学者は、動物の足首、首、翼、 甲羅、または背びれの周囲に送信機を配置する。あるいは、外科的に埋め込むことも可能である。体内無線送信機は、従来の付属品よりも無傷で長持ちし、環境変数や摩耗から保護されるという利点があるからである。^[4] 送信機は通常、VHF帯の周波数を使用する。この帯域のアンテナは都合よく小型であるからである。電池の電力を節約するため、送信機は通常、1秒に1回程度の短いパルスを送信する。無線方向探知（RDF）受信機と呼ばれる特殊な無線受信機が信号を拾う。受信機は通常、トラック、ATV、または飛行機に搭載されている。^[3] 受信機には、一方向からの電波を最も強く受信する指向性アンテナ（通常は単純な八木アンテナ）と、受信信号の強度をメーターまたはイヤホンのパルスの音量で示す手段があります。アンテナは、受信した無線信号が最も強くなるまで回転します。次に、アンテナは動物の方に向けられます。信号を追跡するために、科学者は受信機を使用して動物を追跡します。無線追跡を使用するこの方法は、手動で動物を追跡するために使用できますが、動物が他のペイロードを装備している場合にも使用されます。受信機は、ペイロードを取り戻すために動物に狙いを定めるために使用されます。

利用できる別の無線追跡方法は、特に小鳥の渡りの場合に、ジオロケーターまたは「ジオロガー」の使用です。^{[5]この技術は、一定の間隔で}光レベルデータを追跡する光センサーを使用し、日の長さと太陽正午の時刻に基づいて位置を決定します。^[5]この追跡方法には利点と課題がありますが、渡りの途中で長距離にわたって小鳥を追跡する数少ない実用的な方法の1つです。^{[5] [6]}

パッシブ統合トランスポンダー（PIT）は、種の移動を追跡するために使用される別のテレメトリ方法です。 ^[5] パッシブ統合トランスポンダー、または「PITタグ」は、研究者が動物を再捕獲して取り扱うことなく標本からデータを収集できるようにする電子タグです。^[7]データは、個体の時間と場所を記録する電子調査アンテナを介してキャプチャおよび監視されます。^[7] ピットタグは、標本の監視に必要な接触が限られているため、感染や死亡のリスクがほとんどない人道的な追跡方法です。また、動物からタグを取り外す必要が生じた場合に繰り返し使用できるため、コスト効率に優れています。^[8]

Motus野生動物追跡ネットワークは、 Birds Canadaによるプログラムで、2014年に米国とカナダで開始され、2022年までにさまざまな動物（主に鳥類）に4万台以上の送信機が設置され、34か国に1,500の受信局が設置され、ほとんどの受信機は米国とカナダに集中しています。

受信機は、ARGOSなどの地球周回衛星に設置できます。衛星ネットワークまたは衛星グループを使用して動物を追跡します。ネットワーク内の各衛星は、動物の送信機から電子信号を拾います。すべての衛星からの信号を合わせると、動物の正確な位置が判定されます。衛星は、動物の移動経路も追跡します。衛星追跡が特に便利なのは、科学者が動物を追跡する必要がなく、動物がどこへ向かっているか、または行ったかのデータを取得するためにタグを回収する必要がないためです。衛星ネットワークは、カリブー、ウミガメ、[9] クジラ、ホオジロザメ、アザラシ、ゾウ、ハクトウワシ、ミサゴ、ハゲワシの移動と縄張りの動きを追跡してきました。さらに、ポップアップ^衛星アーカイブタグが海洋哺乳類やさまざまな種類の魚に使用されています。主なシステムは、前述のARGOSとGPSの2つです。^[10] これらのシステムのおかげで、自然保護活動家は渡り鳥の主要な生息地を見つけることができます。^{[10]衛星追跡のもう1つの形態は、}音響テレメトリー の使用です。これは、研究者が動物を3次元で追跡および監視するために音を発する電子タグを使用するもので、一度に大量の種を追跡する場合に役立ちます。^[11]

IoT またはモノのインターネットは、野生動物の追跡と研究の将来にとって潜在的なリソースであることが証明されています。このテクノロジーは、安全な接着剤で野生動物に取り付けられた低電力の広域LPWAセンサー ネットワークから、機械学習を使用して興味深い画像を判断し、写真を分類するインターネットに接続されたカメラまで多岐にわたります。LPWA を使用すると、アプリケーションは無限です。必要なのは、あらゆる動物に取り付けられるセンサーを開発することだけです。センサーの電力が低いため、バッテリーの交換はそれほど問題になりません。プログラム Where's The Bear は、カリフォルニア大学サンタバーバ校のコンピューター サイエンス学部による野生動物監視ソフトウェアです。カメラをセンサーとして使用し、機械学習を使用して、風や雨によってトリガーされた写真を空の写真に定量化します。代わりに、さまざまな種類の動物の画像を報告しています。アルゴリズムのトレーニング プロセスを迅速にするために、特定のセンサー ビューのショットに動物を挿入した編集済みの写真を使用して、さまざまな動物を感知しました。このトレーニングにより、偽陽性と偽陰性が減り、テクノロジーの精度が向上しました。この方法により、動物の写真を分類する能力が向上し、商業的および公共的な用途で多くの人々が利用できる潜在的な新技術であることが証明されました。

安定同位体は、動物の移動を研究するために使用される内因性マーカーの 1 つです。 ^[12]安定同位体分析を含む内因性マーカー全般の利点の 1 つは、生物を捕獲してタグ付けし、後で再捕獲する必要がないことです。生物を捕獲するたびに、その生物が食事に基づいてどこにいたかに関する情報が得られます。動物の移動研究のツールとして使用できる 3 種類の内因性マーカーは、(1) 汚染物質、寄生虫、病原体、(2) 微量元素、(3) 安定同位体です。特定の地理的領域には、その場所で餌を探している生物の化学的性質に影響を与える特定の安定同位体比があり、これにより科学者が生物がどこで食事をしていたかを理解するために使用できる「アイソスケープ」が作成されます。安定同位体分析をうまく利用するには、いくつかの前提条件を満たす必要があります。(1) 動物は、採取可能な特定の組織内に少なくとも1つの注目の軽同位体を持っている必要があります（これらの軽同位体はほとんどの動物組織の構成要素であるため、この条件はほぼ常に満たされます）、(2) 生物は同位体の異なる領域間を移動する必要があり、差異を測定するためにはこれらの同位体が組織内に保持されている必要があります。^[12]

安定同位体分析には多くの利点があり、陸生生物と水生生物の両方で使用されています。たとえば、安定同位体分析は、営巣中のアカウミガメの採餌場所の特定に有効であることが確認されています。^[13] 分析から得られた位置が、これらのカメが実際に移動した場所と正確であることを確認するために、衛星テレメトリーが使用されました。これは、衛星テレメトリーは高価であり、卵を産んでいるメスのカメから組織、血液、卵子のサンプルを採取できるため、移動研究でより大きなサンプルサイズを使用できるため重要です。^[13]

電子タグは、科学者に、移動パターンの完全かつ正確な画像を提供しています。たとえば、科学者が無線送信機を使用してカリブーの群れを追跡したとき、2つの重要なことがわかりました。まず、群れはこれまで考えられていたよりもはるかに頻繁に移動していることが分かりました。次に、群れは毎年ほぼ同じ場所に戻って出産していることが分かりました。この情報は、「ローテク」タグでは入手が困難または不可能だったでしょう。

移動を追跡することは、種をよりよく理解し保護するための重要なツールです。たとえば、フロリダ マナティは絶滅危惧種であるため、保護が必要です。無線追跡により、フロリダマナティは移動時にロードアイランドまで移動する可能性があることがわかりました。この情報は、マナティが米国の大西洋岸の多くの地域で保護される必要がある可能性があることを示唆しています。以前は、保護活動は主にフロリダ地域に集中していました。

BP原油流出事故を受けて、メキシコ湾では動物を追跡する取り組みが増加しています。電子タグを使用する研究者のほとんどには、ポップアップ衛星タグ、アーカイブタグ、衛星タグの3つの選択肢しかありません。歴史的に、これらのタグは一般的に高価で、タグ1つあたり数千ドルかかることもありました。しかし、現在の技術の進歩により、研究者はより多くの動物にタグを付けられるようになりました。タグを付けることができる種や個体の数が増えるにつれて、これらのデバイスがもたらす可能性のある潜在的な悪影響を記録し、認識することが重要です。^{[14] [15]}

• 「衛星追跡」Space Today。
• Tomkiewicz Jr、Stanley。「野生動物の追跡」telonics。
• ザノーニ、メアリー。「動物の識別」クラマス盆地。
• 「ジョン・ジェームズ・オーデュボン」オーデュボン。全米オーデュボン協会。
• 「衛星による渡り鳥の追跡」西部生態学研究センター。
• 「絶滅の危機に瀕するマナティを衛星が追跡」Space Today。
• 「マナティーの動きを追跡。」 Save The Manatee Club。
• 「マナティーの移動に関する最新情報。」Journey North。Learner。
• ラジオ インタビューで、ロバートとカーク マイナーが祖父のジャック マイナーを偲び、ジャック マイナー渡り鳥保護区について語ります。初回放送は 2008 年 2 月 1 日です。