Крошечные трекеры рюкзака на миниатюрной рыбе

ФонИли биологи по всему миру, изобретение небольших, портативных акустических, радио и спутниковых отслеживания, произвело революцию в их понимании того, куда идут животные и как они живут. Но ограничения в технологии означают, что они изучили только часть подводной жизни, говорит Роберт Леннокс, биолог из Университета Далхаузи в Новой Шотландии.

Рассмотрим, например, дельта пахнет (Hypomesus transpacifificus) Эти стройные, серебристые рыбы, которые в среднем длится всего 6,5 сантиметра (2,5 дюйма), находятся только в Дельте Калифорнии-сан-Сан-Хоакин Хоакин. На протяжении тысячелетий эти рыбы бросали толпами через мутную воду Дельты и эффективно поддерживали всю продовольственную паутину водораздела. Однако за прошедшее столетие загрязнение, инвазивные виды и чрезмерная вода накачивали экосистему, подталкивая миниатюрную дельту наклонение к исчезновению.

Чтобы помочь рыбам восстановиться, ученые хотят восстановить дельту и управлять тем, как вода течет по земле, а также повысить популяцию с помощью обмотанного плавания. Но чтобы сконцентрировать свои усилия на том, что больше всего принесет пользу рыбе, ученым все еще нужно ответить на некоторые довольно фундаментальные вопросы о том, как плавка использует свою дельту.

Существующие теги отслеживания сильно весят – на крошечной рыбе.

«Нам нужно знать что -то вроде, куда они идут? Как они туда попадают? Мы даже не знаем, где они появляются», – говорит Эрик Чепмен, биолог по рыбке в ICF, глобальной прикладной исследовательской фирме и поставщика технологий, который работает с Университетом Калифорнии Дэвис, чтобы отследить Delta Slemelt.

К сожалению, существующие теги отслеживания сильно весят – на крошечной рыбе. По словам Чэпмена, в 2016 году, когда исследователи протестировали имплантирование плавки с наименьшим акустическим передатчиком, чувствительная рыба не всегда выживет в процессе.

Однако теперь, прорывы в технологии помечения, открывают окно в жизнь плавков и других мелких пловцов – сдвиг, которые, по словам некоторых ученых, могут изменить наше понимание более мельчайших существ подводного мира.

Хотя ученые используют теги, которые можно носить как рюкзак животные маленькие шершни или Пчелы более десяти летпроектирование трекеров, которые маленькие, которые также работают под водой, является большей проблемой. Путешествие по воде ослабляет радио и высокочастотные акустические сигналы, что означает трекеры, предназначенные для погружения в необходимость мусора, чтобы накачать более мощные сигналы, что делает их более обременительными, чем их наземные эквиваленты.

Чтобы избежать раздражения или причинения вреда отслеживаемым животным больше, чем они должныВ Исследователи предполагают Эти теги отслеживания должны быть не более 2 процентами от массы животного. Для распада в Delta это означает, что метка не тяжелее 0,06 грамма (0,002 унции). Это в 10 раз меньше веса ластика в конце карандаша и, возможно, что более важно, в четыре раза меньше, чем даже самый легкий коммерчески доступный вариант.

Однако за последние несколько лет исследователи из Министерства энергетики США в северо -западной лаборатории Министерства энергетики (PNNL) работали над этой крошечной целью. Там ученые разработали энергетические микро-батареи. Также внедрив достижения в области дизайна передатчика, ученые разработали метки, которые являются небольшими и эффективными, но достаточно мощными, чтобы отправить сигнал, который можно поднять на расстоянии сотни метров.

Несмотря на то, что экспериментальные теги PNNL были примерно размером с риса, экспериментальные теги PNNL могут передаваться в течение почти 40 дней, говорит инженер -механик Дэниел Денг, который ведет команду, работая над разработкой тегов. Например, для исследователей, стремящихся следовать за рыбой через речные системы, метка будет длиться достаточно долго, чтобы отслеживать миграцию животного по длине реки, говорит он.

Исследователи PNNL уже начали использовать свои метки для изучения несовершеннолетних видов, страдающих риском, который пострадал от построения плотины в диапазоне от Мэна до Флориды: американский шад. «Это изменит то, как мы их изучаем, – говорит Дэн, – потому что это будет первый раз, когда мы сможем получить всю эту подробную информацию».

Чепмен и его коллеги тоже стремятся развернуть новые теги PNNL. Предполагая, что Delta Slaft может нести вес этих романов, миниатюрных посылок, он и его команда надеются начать выпускать Tagged Delta Slear в дельту Сакраменто-сан Хоакин уже в 2026 году.

В своей собственной работе, изучающей юношескую ручейную форель и атлантический лосось, Роберт Леннокс из Университета Далхаузи говорит, что есть и другие барьеры для работы с миниатюрными тегами отслеживания. Помимо их непропорциональной потребности в мощности, небольшие акустические метки передаются на более высокой частоте, чем более крупные теги. Однако большинство существующих сетей приемника предназначены для обработки передач из более широких низкочастотных метров.

«Удерживает ли в будущем система, в которой в сети будут высокочастотные приемники, которые могли бы обнаружить движения очень мелких животных? Это было бы удивительно, но есть много шагов»,-говорит Леннокс.

Тем не менее, появляющиеся технологии могут открыть новое понимание маленьких видов, неправленная жизнь которых поддерживает целые экосистемы.

«Если у вас нет возможности задать эти вопросы, то, конечно, они не получают приоритетов», – говорит Леннокс. Теперь, когда у нас есть такая способность, он говорит: «Может быть, мы увидим это изменение».

Этот статья впервые появился в биографияНезависимый журнал о природе и регенерации, основанном на Калифорнийской академии наук.

Ведущее изображение: Петерсон, Б. Мус / США по рыбной и дикой природе

• Мойра Донован

  Опубликовано на 15 августа 2025 года

  Мойра Донован – независимый журналист, основанный на восточном побережье Канады, специализирующийся на окружающей среде и изменении климата. Ее письменная работа была опубликована в Trust MagazineВ Нарвали MIT Technology Review И ее радиопередача транслировалась по радио CBC.