ردیابی ماهواره‌ای پرندگان و جانوران حیات وحش

جانورشناسان، امروزه با استفاده از ماهواره‌ها و فرستنده‌های مینیاتوری، رد پرندگان را در سفرهای دوردست‌شان پی می‌گیرند و اطلاعات جالب و ناشنیده‌ای از سفرهای دور و دراز آلباتروس‌ها و مسیر هوایی مهاجرت لک‌لک‌ها کسب می‌کنند. هم‌چنین دانشمندان از این راه، گونه‌های مختلف پرندگانی را که در معرض انقراض‌اند – مثل کرکس‌های کوه‌های آلپ، عقاب صیاد و شاهین زائر – تحت نظر و مراقبت خود می‌گیرند. ماه دسامبر، هم‌زمان با فصل تابستان در نیم‌کُره‌ی جنوبی، در جزیره‌ی کروزه در قلب جنوبگان، پژوهشگران مرکز مطالعات زیست شناختیِ جانوران وحشی، با دقت و وسواس سرگرم مجهز کردن آلباتروسی هستند که آن را برای پی‌گیری سفرِ دور و درازش از طریق ماهواره، برگزیده‌اند. دست‌های ماهر پژوهشگر مشغول براق کردن پرنده است و پرنده نیز ظاهراً از این موضوع ناراحت نیست. بال‌های عظیمش کمی می‌لرزند، ولی سرش را طوری می‌چرخاند که گویی می‌خواهد لوله‌ی کوچکی را که در زیر پرهایش فرو می‌برند نگاه کند. فرستنده‌ای بسیار سبک را با بندهای چرمی و لاستیکی ظریف، محکم به تن پرنده می‌بندند. سپس پرنده پرهایش را صاف می‌کند و چیزی نمی‌گذرد که یک آنتن چند سانتیمتری از زیر پرهای بکرش سر به بیرون می‌کشد، ولی پرنده دیگر چیزی را به خاطر نمی‌آورد و آن چه با او کرده‌اند را فراموش می‌کند. پیش از پرواز، چند قدمی ناشیانه برمی‌دارد زیرا طول دو بالش که به سه متر می‌رسد قدری راه رفتن را برایش مشکل می‌کند. اکنون دیگر در پهنه‌ی آبی آسمان جنوبگان بال‌های گسترده‌اش را به پرواز درمی‌آورد و سفرِ چندین روزه‌ی هزاران کیلومتری‌اش را آغاز می‌کند. آلباتروس، فریادکشان به سوی آب‌هایی که ماهیان و سخت پوستان دلخواهش در آن زندگی می‌کنند پرمی‌کشد تا پس از صید، آن‌ها را به جفتِ ماده‌اش که بر روی تنها تخم گرانبهایشان نشسته، پیشکش کند. اکنون آلباتروسِ ما از دیدرس‌مان فراتر رفته است، ولی تا چند لحظه‌ی دیگر به شکل نقطه‌ی سیاه کوچکی در میان اقیانوس بیکران، بر روی صفحه‌ی کامپیوتری در مرکز بووآر – سور – نیور، در کشور فرانسه، یعنی در آن سوی کره‌ی زمین، پدیدار خواهد شد.
دستگاه‌های تعیین محل انتقال داده‌ها که بر روی ماهواره‌های فرانسوی و امریکایی نصب شده‌اند نه تنها برای ردیابیِ دریانوردانِ تنها و احیاناً گم شده یا شرکت کنندگان در مسابقات اتوموبیل‌رانی طولانیِ اروپا به افریقا، در جاده‌های پر از گرد و غبار افریقا، به کار می‌روند، بلکه برای جانورشناسان نیز امکان پی‌گیری جابه جایی حیوانات را فراهم می‌کنند. پی‌گیری جابه‌جایی حیوانات تقریباً پانزده درصد از فعالیت این ماهواره‌ها را تشکیل می‌دهد. پس از پی‌گیری خرس‌های خاکستری و گوزن‌های قطبی در پهنه‌ی قطب شمال و دنبال کردن مسیر وال‌ها در اقیانوس‌های یخ زده و شترهای یک کوهانه در صحراهای استرالیا، پژوهشگران بر آن شدند که با استفاده از ماهواره، رد پرندگان را پی‌گیری کنند. به یمن شیوه‌های مینیاتوری کردن فرستنده‌ها، نوبت به غازها و قوها و کرکس‌ها هم رسید. به عنوان نمونه، پرندگان، سی درصد از حیواناتِ ردگیری شده توسط ماهواره‌ی آرگوس را به خود اختصاص دادند. در این زمینه، پروفسور پریید از دانشکده‌ی جانور شناسی دانشگاه اَبِردین در اسکاتلند که برای نخستین بار در اروپا، برای پی گیری سفر کوسه‌ها و بعد قوها، از ماهواره استفاده کرد، چنین توضیح داد: «دیگر دوران مشاهده با دوربین و یا نصب حلقه به پای پرندگان که تنها وسیله‌ی پی‌گیری رد پرندگان بود به سر آمده است. مینیاتوری شدنِ فرستنده‌ها، چشم انداز گسترده‌ای در برابر پژوهشگران گشوده است. البته با بستن حلقه به پای پرندگان می‌توان به مبدأ و مقصد نهایی پرنده پی برد، ولی از این راه هیچ نوع اطلاعاتی در زمینه‌ی جا به جایی در فضا و زمان که غالباً با محیط زیست و آب و هوا ارتباط دارد به دست نمی‌آید. و اما در مورد پرندگان دریایی که تاکنون تنها از طریق مشاهده با دوربین ردیابی می‌شدند تقریباً چیزی نمی‌دانیم به ویژه پرندگانی که بلوغ آن‌ها دیررس باشد. پژوهشگران بر این باورند که این پرندگان پیش از استقرار نهایی در یک جمع، جوامع بسیاری را بررسی می‌کنند. ولی هیچ کس از تعداد جوامعی که بررسی می‌شود و بعد مسافت آن‌ها اطلاعی در دست ندارد. هم‌چنین هیچ اطلاع خاصی در زمینه‌ی حرکات و جابه جایی پرندگان در دلِ دریاها و دور از دسترس ساحل در دست نیست، بنابراین اطلاعی هم در زمینه‌ی آسیب پذیری آن‌ها دربرابر حوادث مربوط به آلودگی و تغییر منابع غذایی دراختیار نداریم. این ماهواره‌ها هستند که می‌توانند همه‌ی این اطلاعات را فراهم کنند.»
به وسیله‌ی ماهواره‌هایی که در فاصله‌ی هشت‌صد کیلومتری سطح کره‌ی زمین به دور زمین می‌گردند می‌توان چنین اطلاعاتی را به دست آورد. اما استفاده از ماهواره‌های ثابت مستقر در فاصله‌ی سی‌هزار کیلومتری سطح زمین نیاز به فرستنده‌های بسیار نیرومندی دارند که به علت سنگینی، حمل آن‌ها توسط پرندگان بسیار مشکل است. ارزش اطلاعات فوق العاده‌ای را که ماهواره‌ها در اختیار ما می‌گذارند زیست شناسان سراسر جهان، از ژاپن و کانادا گرفته تا استرالیا و دیگر کشورها، به خوبی می‌دانند و گروه‌های پژوهش در تلاش‌اند تا فرستنده‌ها را متناسب با نوع آزمایش‌هایشان هماهنگ کنند و برای این منظور با هم به رقابت برخاسته‌اند. باید دید در این رقابت، چه گروهی زودتر به ریزه کاری‌های مهاجرت پرندگان پی می‌برد. از چند دهه‌ی پیش چند ده طرح پژوهشی در این رابطه در جریان است که بیشتر آن‌ها را مدیون مینیاتوری کردن فرستنده‌ها هستیم. تعدد این طرح‌های ارائه شده این زمینه، بسیار قابل توجه است. مرتباً وزن فرستنده‌ها کاهش می‌یابد و هم‌اکنون فرستنده‌های زیر صد گرمی در بین پژوهشگرات متداول است. اصولاً وزن فرستنده نباید از سه تا هفت درصد وزن پرنده تجاوز کند.
سه شرکت عمده‌ی سازنده‌ی فرستنده، در میدان رقابت تولید فرستنده‌های سبک فعالند: شرکت امریکایی تلونیکز، شرکت ژاپنی تویوکوم، و شرکت انگلیسی مارینر رادار. برای تولید این نوع فرستنده‌ها تنگناهای متناقضی وجود دارد که برای پشت سر گذاشتن آن‌ها رقابت‌هایی در میان شرکت‌ها در جریان است. از جمله‌ی آن‌هاست کاستن از وزن فرستنده بدون محدود ساختن قدرت آن، و کاستن از وزن باتری‌ها بدون محدود کردن نیمه عمر آن‌‌ها. پژوهشگران این شرکت‌ها فرستنده‌ها را مجهز به ساعت‌هایی می‌کنند که کارکرد فرستنده را به طور منظم در فواصل زمانی معین قطع و وصل و تنظیم می‌کند. هم‌چنین تلاش می‌شود از باتری‌های خورشیدی استفاده شود.
جان فریج مدیر سابق شرکت مارینر رادار (انگلیسی) که شرکت کوچکی محسوب می‌شود یکی از مشتاقان ساخت این نوع فرستنده‌ها بود. فرستنده‌های او طی چند سال از صد و چهل گرم تا زیر پنجاه گرم کاهش وزن دادند. این نوع فرستنده‌ها با همه‌ی کوچکی کارهای بسیار متفاوت و پیچیده‌ای انجام می‌دهند. همه‌ی این فرستنده‌ها با دقت شگفت انگیزی می‌توانند تعیین محل بکنند که در شرایط مناسب مقیاس تقریب آن درحدود صد متر است. برخی هم مجهز به ردیاب‌هایی هستند که متغیرهای مختلفی چون دمای بدن پرنده، آهنگ ضربان قلب، فشار هوا، و یا سرعت پرواز پرنده را اندازه می‌گیرند. این داده‌ها و اطلاعات خام زمانی ارزش پیدا می‌کنند که به دست زیست شناسان متخصص تجزیه و تحلیل شوند. در این زمینه در صدر گروه‌های پژوهشگر، گروه زیست شناسان فرانسوی متخصص جانوران وحشی قرار داشتند که به طور خلاصه سباس (CEBAS) نامیده می‌شدند. این گروه به سرپرستی پیر ژووانتن ویمرسکیرش، مسلماً یکی از بهترین‌ها بود. پژوهشگران سباس با پشت سر گذاشتن برخی مشکلات تکنیکی مشکل یراق‌ها را حل کردند زیرا برخی از یراق‌ها به علت تنگی باعث خفگی پرنده می‌شدند و بعضی دیگر بر اثر گشادی در نیمه‌ی راه رها می‌شدند. در مواردی نیز باتری‌ها دچار خرابی و اشکال می‌شدند. این پژوهشگران موفق شدند طی سه ماهی که آلباتروس‌های ماده در جزیره‌ی کروزه بر روی تخم نشسته بودند جابه‌جایی شش آلباتروس زوزه کش را در میان دریاها پی‌گیری کنند. آلباتروس‌های نر که در حدود دوازده کیلوگرم وزن داشتند مجهز به فرستنده‌های صد و هشتاد گرمی بودند. این فرستنده‌ها طی سفر رفت و بازگشت برای صید و شکار ماهی، کوچک‌ترین جابه‌جایی آن‌ها را ارسال می‌کردند.
از مدت‌ها پیش چنین گمان می‌رفت که این پرندگان غول پیکر به سفرهای دست کم هزار و هشت‌صد کیلومتری دست می‌زنند. ولی از برکت دستگاه آرگوس، فرانسوی‌ها کشف کردند که این آلباتروس‌ها به سوی مقصدهای پانزده هزار کیلومتری و با سرعت نُه‌صد کیلومتر در شبانه روز رهسپار می‌شوند و شب و روز بی‌وقفه پرواز می‌کنند. به ویژه در زیر نور ماه، این پرندگان با برخورداری از امکانات پرواز با بال‌های گسترده و مستقیم و بدون حرکت، می‌توانند انرژی خود را ذخیره کنند. در این زمینه هانری ویمرسکیرش که سرپرستی این برنامه‌ها را برعهده داشت بیان داشت: «برای پرواز آلباتروس‌ها، شرط ضروری وزش باد است که البته در این منطقه به طور مداوم می‌وزد.» در واقع آلباتروس‌ها در طی رفت از بادهای موافق سود می‌برند و در بازگشت بال‌هایشان را درست مانند بادبان به کار می‌گیرند. دانشمندان پیش از دست زدن به این آزمایش‌ها، از رفتار آلباتروس‌ها در دریاهای دور هیچ اطلاعی نداشتند در حالی که نود درصد اوقات این پرندگان در دریاها و اقیانوس‌ها صرف می‌شود. انتشار این اطلاعات در نشریه‌ی انگلیسی نیچر، پژوهشگران را در سراسر جهان به تکاپو واداشت. سپس انبوه طرح‌ها و درخواست‌های جلب موافقت برای استفاده از دستگاه آرگوس یکی پس از دیگری بر روی هم انباشته می‌شدند. گروه‌های پژوهشی ژاپنی با همکاری هواپیمایی ژاپن که طرح یک آلباتروس نشانه‌ی آن بود پی‌گیری مسیر سفر این پرندگان را دربرنامه داشتند. یک گروه پژوهشی زیست شناسی به سرپرستی اوفرباهات از دانشگاه تل‌آویو با این وسیله جابه‌جایی گرگ‌ها را زیرنظر گرفت. پژوهشگران آکسفورد نیز به رهگیری مسیر سفر حباری‌های عربستان سعودی پرداخت. (حباری یا هوبره پرنده‌ای از راسته‌ی پابلندان است که در نواحی کویری و صحاری آسیا و افریقا زندگی می‌کند.) پروفسور فلوریانوپایی (از ایتالیا) در این زمینه با دانشگاهیان مجارستان همکاری می‌کرد. درباره‌ی این همکاری، دکتر بِنوِتی از بخش نژادشناسی دانشگاه پیزا گفت: «ما درنظر داریم لک‌لک‌های جوان را در آغاز فصل تابستان بگیریم و از آن‌ها سه ماه نگهداری کنیم و در سپتامبر، وقتی که قادر به پرواز شدند، رهایشان سازیم. به این ترتیب امیدواریم که مسیر آن‌ها را بین محل تولید مثل و محل گذراندن زمستان که برخی تا افریقای جنوبی و برخی دیگر تا ترکیه و یونان پیش می‌روند تعیین کنیم. ما می‌خواهیم بدانیم به چه دلیل بین افراد گروه تفاوت‌هایی وجود دارد؟ آیا این تفاوت‌ها به دلیل شرایط جوی و آب و هواست؟ این پرسش‌ و پرسش‌های دیگر مسائلی هستند که ما درصدد کشف آن‌ها هستیم.»
پژوهش‌هایی که بیان شدند پژوهش‌های بنیادی هستند. مسلماً از دستگاه‌ها آرگوس و دستگاه‌های مشابه آن استفاده‌های بیش‌تری می‌شود و مثلاً با استفاده از آن‌ها امکانِ وارد کردن دوباره‌ی برخی از حیوانات وحشی در منطقه مثلاً کرکس‌های ریش‌دار در کوه‌های آلپ بررسی و ارزیابی می‌شود. کرکس ریش‌دار که طول دو بالش به دویست و هفتاد سانتیمتر می‌رسد در اوایل قرن بیستم از منطقه‌ی آلپ ناپدید شده بود و از سال 1987 مجدداً آن را وارد این ناحیه کردند. سپس کاری که باید انجام می‌شد عبارت بود از بررسی رفتار، زندگی، و نحوه‌ی بازماندن آن در این کوه‌ها. روژه اِستِو که مدیریت منابع طبیعی در اوت-ساوآ در فرانسه را بر عهده داشت گفت: «تاکنون ما فرستنده‌ها را در تهِ کوله پشتی‌ها، در پیچ گردنه‌ها، و در شیب تند بلندی‌ها آزمایش کرده‌ایم و دیده‌ایم که به دقت کار می‌کنند. ولی فرستده‌ی دویست و پنجاه گرمی برای پرنده‌ای که فقط هفت کیلوگرم وزن دارد سنگین است، و نیمه عمر آن‌ها که فقط دو ماه و نیم است بسیار کوتاه است. ما در پی فرستنده‌ای هستیم که بتواند یک سال تمام کار کند. کرکس‌های کوه‌های آلپ پس از بارش نخستین برف، آشیانه‌ی خود را ترک می‌کنند. این دوره بسیار مورد توجه ماست زیرا تغذیه‌ی آن‌ها در این دوره محدود است. اگر کرکس‌ها بتوانند زمستان را سپری کنند می‌توان گفت که خود را با محیط تطبیق داده‌اند.»
در آن سوی اقیانوس اطلس، پژوهشگرانِ دیگری طی برنامه‌هایی بسیار پیشرفته‌تر و منظم‌تر سرگرم طرح‌های حمایت از گونه‌های در معرضِ تهدید به انقراض بودند. در این زمینه مارک فولر، زیست شناس امریکایی در دانشگاه جانز هاپکینز بیان داشت: «وظیفه‌ی ما نظارت بر گونه‌های وحشی به ویژه گونه‌هایی است که به انقراض تهدید می‌شوند، مانند عقاب صیاد (نشان کشور ایالات متحده) یا شاهین زائر. ولی درواقع ما هیچ اطلاعی در زمینه‌ی منابع غذایی پرندگان مهاجر نداریم. ما نیاز به فرستنده‌هایی داریم که دست‌کم دویست روز کارایی داشته باشند، یعنی طول مدت یک دوره‌ی مهاجرت. ما باید فرستنده‌های کوچک‌تری دراختیار داشته باشیم که کاراتر هم باشند تا بتوانیم شمار ضربان قلب پرنده، فشار جو، و دما را اندازه‌گیری کنیم.» این متخصص که سال‌ها در زمینه‌ی پرواز و مهاجرت پرندگان با استفاده از ماهواره‌ها مشغول پژوهش بوده است یک سری آزمایش انجام داد تا روشن شود که بستن فرستنده‌ها به پرندگان، در پرواز و رفتار آن‌ها چه اثری می‌گذارد. مثلاً پرنده‌ها را در تونل‌های باد به پرواز درآورد و با نهادن قطرات جوهر بر روی فرستنده، چگونگی جریان هوا را مشاهده کرد. هم‌چنین آیرودینامیک جسم پرنده‌ی یخ‌زده را در تونل باد با تغییر دادن ابعاد و شکل فرستنده اندازه گیری کرد و بدین‌سان ثابت کرد که اگر بخش پیشین فرستنده مدور و بخش پسین آن نوک تیز باشد نسبت به فرستنده‌های مستطیل شکل با همان اندازه می‌تواند مقاومت را تا یک سوم کاهش بدهد.
مارک فولر برای سنجش و اندازه گیری نیروی اضافی که پرنده برای حمل فرستنده صرف می‌کند پرواز کبوترهای مسافر را با و بدونِ فرستنده مقایسه کرد. مقایسه برای سنجش زمان طی یک مسافت معین و هم‌چنین مقدار انرژی صرف شده درطی آن زمان به عمل آمد. در این مورد روشی که به کار برده شد روش نشان گذاری مضاعف آب نام دارد، بدین معنی که آبی را که در آن اتم‌های هیدروژن و اکسیژن را با ایزوتوپ‌های H2 و O18 جای‌گزین ساخته‌اند، پیش از سفر، در خون کبوتر تزریق می‌کنند و سپس به هنگام بازگشت مجدداً خون را آزمایش می‌نمایند تا مشخص شود چه مقدار از آن باقی مانده است. با این روش، مقدار اکسیژن و در نتیجه انرژی مصرف شده معین می‌شود.
به موازات مطالعات ابتکاری و ضروری پژوهشگران امریکایی در زمینه‌ی اثر فرستنده بر رفتار پرندگان، گروه فرانسوی سباس بررسی‌های خود را درباره‌ی آلباتروس‌های جزیره‌ی کروزه با انجام آزمایش‌هایی که بعضاً زمان‌بر بودند ادامه داد. این بار ده فرستنده بر روی پرندگان نر و ماده نهاده شد. هانری ویمرسکیرش درباره‌ی این آزمایش می‌گوید: «ما می‌خواهیم فرضیه‌ای را که بر اساس آن، مناطق اکتشاف پرندگان نر و پرندگان ماده با یک‌دیگر تفاوت دارند تأیید کنیم. اصولاً این پرندگان وقتی که به سفرِ صید می‌روند ماهی‌های صید شده را در شکم خود به آشیانه حمل می‌کنند. زیست شناسان متوجه شده‌اند که ماهی‌های پرندگان ماده بیش‌تر از نوع ماهی‌های مناطق استوایی و زیر استوایی (منطقه‌ی نزدیک به معتدله) هستند در حالی که ماهی‌هایی که پرندگان نر با خود می‌آورند متعلق به آب‌های جنوبگان است. این مسأله نیز به یمن وجود فرستنده‌ها به اثبات می‌رسد.»
از دیگر برنامه‌هایی که در دست است مقایسه‌ی مسیرهای انتخاب شده برای کشتی‌های بادبانی از سوی اداره‌ی هواشناسی و مسیرهای انتخابی آلباتروس‌هاست. اداره‌ی ملی هواشناسی در فرانسه، بر حسب وزش بادها، بهترین مسیر را برای کشتی‌های بادبانی درنظر می‌گیرد. از قرائن چنین برمی‌آید که آلباتروس‌ها برای بازگشت به آشیانه، دقیقاً همان بهترین مسیر انتخابی هواشناسی را دنبال می‌کنند. برای اطمینان، کافی است که نقشه‌ی مسیرها و نقشه‌ی سیر حرکت آلباتروس‌ها را بر هم منطبق کنیم. اثبات این مسأله بدان معنی است که آلباتروس‌ها می‌توانند مسیر وزش بادها را دوازده ساعت زودتر پیش بینی کنند. در ظاهر این امر امکان ناپذیر و باورنکردنی به نظر می‌رسد اما درواقع مسأله‌ی ساده‌ای است. در این ناحیه از کره‌ی زمین، کاستی فشار جو بدین معنی است که باد شمال مسلماً وزیدن خواهد گرفت. بنابراین کافی است که پرندگان این کاهش فشار را احساس بکنند. به هر حال، پس از پی‌گیری به کمک ماهواره، مسلم شد که در زمینه‌ی هواشناسی، آلباتروس هواشناسی نابغه است.
منبع: راسخون