Мы продолжаем беседу со специалистами Института зоологии РК. И если в прошлый раз мы рассказывали о том, как с помощью современных технологий проводятся наблюдения за снежными барсами, то сегодня мы познакомимся с тем, как отслеживается перемещение птиц и для чего это нужно. А расскажет об этом Иван Фролов, научный сотрудник лаборатории орнитологии и герпетологии.
Корр: Почему так важно изучать миграцию птиц?
Иван Фролов: «Зачем мы изучаем миграции птиц? Это связано с задачами биологической, ветеринарной и санитарно-эпидемиологической безопасности: перелётные птицы совершают дальние миграции и могут участвовать в природной циркуляции отдельных зоонозных инфекций, то есть возбудителей, циркулирующих среди животных.
И если большинство инфекций, которые циркулируют в природе, связаны с рядом оседлых или синантропных видов млекопитающих, то птицы могут перемещаться на тысячи километров».
Синантропные виды млекопитающих – виды животных, жизнедеятельность которых тесно связана с человеком и созданной им средой обитания, – примечание автора.
«Всем нам хорошо известен высокопатогенный подтип птичьего гриппа A(H5N1), в котором H (гемагглютинин 5-го типа) и N (нейраминидаза 1-го типа) — два поверхностных гликопротеина, которые определяют подтип вируса гриппа, но высокая патогенность конкретных вариантов зависит также от других генетических факторов, включая участок расщепления гемагглютинина и мутации».
«H и N — это поверхностные гликопротеины вируса.
H5 (гемагглютинин 5-го типа) отвечает за прикрепление вируса к клетке-мишени и проникновение в неё.
N1 (нейраминидаза 1-го типа) обеспечивает выход новых вирусных частиц из заражённой клетки.
Высокая патогенность — это способность вируса вызывать тяжёлые заболевания и высокую летальность среди заражённых организмов»
— примечание автора
Иван Фролов: «При заносе высокопатогенных вариантов A(H5N1) возникает риск значительного падежа домашней птицы, вспышек на птицефабриках и в частных хозяйствах, а в отдельных случаях, заражения человека».
Корр: Как в природе появляются высокопатогенные варианты вирусов?
Иван Фролов: «На пересечении миграционных путей могут встречаться птицы из разных районов зимовки и гнездования, несущие разные варианты вирусов гриппа A. При контакте в популяциях диких или домашних птиц вирусы могут изменяться за счёт мутаций и реассортации, что в отдельных случаях приводит к появлению высокопатогенных вариантов.
Казахстан находится на пересечении нескольких миграционных путей, и к нам одновременно прилетают птицы из разных районов зимовки и миграционных коридоров. Поэтому для Казахстана особенно важен регулярный мониторинг миграций птиц, водно-болотных угодий и зон возможного контакта диких птиц, домашних птиц и птицеводческих объектов. Опыт крупных эпидемий показывает, что ранний мониторинг природных резервуаров и путей распространения возбудителей имеет большое значение для профилактики биологических рисков.
Поэтому работа орнитологов становится частью системы раннего мониторинга природных рисков».
«Реассорта́ция — результат смешения генетического материала вида, приводящий к появлению совершенно новых комбинаций», – примечание автора.
Корр: Какие методы наблюдения применяют современные орнитологи?
Иван Фролов: «Для этого мы используем различные методы телеметрии. То есть удалённого получения информации об их поведении. Существует несколько систем мониторинга. Одна из наиболее технологически сложных систем включает соединение со спутниками и передачу координат птиц сначала на спутник, а потом через оператора спутниковой связи непосредственно учёному.
“Устройства GPS – слежения (трекеры, датчики) записывают и сохраняют данные о местоположении через заранее определенные интервалы времени. При этом можно оценивать скорость миграции, выявить пути и сроки пролета, места остановок и другие важнейшие моменты в жизни птиц. Передатчики крепятся на спине птицы и передают данные через спутник посредством мобильной связи“, – примечание автора.
В более простом варианте подключаются мобильные SIM-карты операторов, которые фиксируются в роуминге. Первый способ хорош тем, что он имеет глобальное покрытие. Во втором случае данные поступают, когда птица входит в зону мобильной связи, и устройство передаёт данные.
Мы находимся в партнёрстве с европейскими коллегами. Если посмотреть на карту покрытия 4G- и 5G-интернета в Европе, то там отмечается почти полное покрытие и птице будет сложно попасть в зону, где нет связи. В условиях больших открытых пространств Центральной Азии и Казахстана покрытие мобильной связи остаётся неоднородным, поэтому птица может долго находиться вне зоны передачи данных. Если птица погибает вне зоны связи, данные о её судьбе могут не поступить.
Существует и менее технологически сложный способ наблюдения, при этом обладающий определёнными преимуществами. Это логгеры, которые ориентируются на время и освещённость».
«Геологгеры (логгеры) или геолокаторы — это приборы, фиксирующие по длине светового дня местоположение и перемещение птицы с целью изучения миграций. Прибор записывает освещённость и время; после повторного отлова птицы данные выгружают, а примерное положение рассчитывают по времени рассвета, заката и длине светового дня. Логгеры весят всего несколько грамм и имеют небольшой размер. Эти приборы устанавливаются во время кольцевания птиц»,— примечание автора
Иван Фролов: «То есть они отслеживают время восхода и захода солнца. Такие данные дают не точные координаты, а приближённые оценки маршрута, часто с ошибкой в десятки или сотни километров, особенно при затенении датчика и в периоды равноденствий. Предыдущие модели требуют больших батарей и аккумуляторов для автономной работы, и мы не можем их использовать на мелких птицах.
А для мелких птиц больше подходит способ с геологгерами, которые не имеют выхода в сеть, но могут сохранять геоданные».
Корр: Разве маленькие птицы могут летать далеко?
Иван Фролов: «Да, в исключительных случаях кольцевание фиксирует перемещения больших синиц на сотни километров за сутки, но такие данные не всегда отражают активный полёт птицы и могут быть связаны с транспортным заносом. Некоторые виды камышевок и пеночек, гнездящиеся в Казахстане, зимуют в Африке или Южной Азии; точные районы зимовки зависят от вида. Ласточки тоже летают очень далеко. У птиц нет виз или границ.
Ну и, конечно же, водоплавающие птицы зависят от доступности открытой воды, кормовых участков и безопасных мест отдыха, поэтому при замерзании водоёмов и снижении кормовой базы мигрируют к районам зимовки».
Корр: Какие трудности возникают у наших учёных и орнитологов в частности?
Иван Фролов: «В рамках проектов коммерциализации от фонда науки учёным предлагается возможность принять участие в коммерциализации результатов собственных исследований. И здесь мы сталкиваемся с некоторой сложностью, поскольку для многих проектов нам необходимо иметь уже готовые результаты, и это должны быть технические исследования, которыми мы, орнитологи, не занимаемся, поскольку у нас другая специализация. Имея большое количество идей и понимания, зачем это нужно для биологического мониторинга, прикладной зоологии и природоохранной практики в Казахстане и регионе, с учётом академических интересов учёных, нам сложнее участвовать в таких проектах без инженерных партнёров и предварительных технических результатов. Поэтому было бы здорово разработать внутри Казахстана подобные методы телеметрии и начать производство.
Стоимость специализированных импортных устройств часто высока для массовых полевых исследований, кроме того, сроки поставки и оформления могут ограничивать применение оборудования в конкретном полевом сезоне. Пока идет поставка и оформление документов у нас может закончиться полевой сезон, и метить птиц будет невозможно, поскольку либо птицы уже улетели, либо учёные сменили актуальный вектор исследования. Поэтому перспективно развивать партнёрства с инженерными группами для разработки и пилотирования отечественных решений в области биотелеметрии, поскольку на региональном рынке ограничено предложение специализированных устройств, адаптированных под научные задачи».
Корр: Какие методы ещё применяются?
Иван Фролов: «Кроме отслеживания места расположения птиц, мы также изучаем гнездовую экологию и устанавливаем фотоловушки на гнёзда для оценки успешности размножения редких и охраняемых видов птиц. Здесь возникает та же сложность: фотоловушки зачастую могут работать нестабильно, особенно на длительных периодах времени. Конечно, можно использовать качественные, но дорогостоящие импортные варианты, однако из-за высокой стоимости мы не можем приобрести их в больших количествах. Часть бюджетных устройств не рассчитана на длительную автономную работу в полевых условиях.
Поэтому, если рассказывать о мечтах и стремлениях, то производство удалённой телеметрии можно распространить на такие средства мониторинга, как пригнездовые, которые могут быть полезны как орнитологу, так и териологам для отслеживания активности лисиц или сурков.
Наступает общезоологическая потребность в подобных устройствах. Будет здорово, если подобная фотоловушка сможет передавать фото, видео и звук удалённым образом или на каком-то определённом расстоянии».
Корр: Как насчёт новых технологий?
Иван Фролов: «Мы изучали различные технологии, которые сейчас есть. Есть ещё и различные типы радиосвязи, как технология LoRa — низкоэнергетическая радиопередача данных. В лесу, камышах или сложном рельефе дальность может снижаться до сотен метров или нескольких километров, но при прямой видимости она бывает существенно выше. Установив фотоловушку, которая записывает данные, мы можем подъехать или подойти к месту установки и, не беспокоя птицу, собрать данные.
Кстати, логгеры используются не только орнитологами. Их также устанавливают у рыб. У рыб применяют акустические, радиотелеметрические, спутниковые и архивные метки. Их могут имплантировать или закреплять снаружи; способ зависит от вида, размера рыбы, среды и задачи исследования. Например, в Иртыше некоторые крупные компании, которые занимаются добычей полезных ископаемых, время от времени проводят выпуск рыбы для компенсации экологического воздействия.
Это тоже заинтересованная группа, которая, инвестируя в компенсационные рыбохозяйственные мероприятия, на самом деле может стимулировать развитие разных направлений зоологического мониторинга, поскольку вся эта экосистема работает на одном и том же софте, использует одним и те же прошивки, одна и та же инфраструктура, серверы.
Такую инфраструктуру потенциально можно адаптировать под разные задачи».
Корр: Идея, конечно, интересная, но чтобы запустить стартап, нужно понять, насколько это выгодно?
Иван Фролов: «Участниками будут научные организации наряду с фермерами и хозяйствами. Здесь нужно ориентироваться на владельцев домашнего скота: коров, лошадей, верблюдов, поскольку им часто бывает необходимо отслеживать перемещение стада или отдельного животного. При наличии надёжной связи, автономного питания и сервисной поддержки заблудившееся стадо или животное сразу будет найдено. Мы бы очень хотели, чтобы нашёлся наш казахстанский производитель, который бы смог разработать и начать выпуск подобных технических устройств. На мой взгляд, это потенциально востребованное направление после инженерной доработки и проверки рынка».
А мне остается добавить, что наука — это не просто новые технологии в различных областях. Это прогнозирование и оценка возможных угроз, а также разработка способов защиты от них. И очень важно, что то, чем занимаются учёные, приходит и к нам, в нашу совершенно обычную, далёкую от науки жизнь. И делает её лучше и безопаснее.
Редакция выражает благодарность за активное содействие и помощь в подготовке материала кандидату биологических наук, заместителю Генерального директора по науке Института зоологии КН МНВО РК Марине Чириковой,
В публикации использованы фотографии С. Сапарбаева, А.Гаврилова и из открытых источников.
