В последнее десятилетие наблюдается мощная интеграция современных технологий в классическую науку. При этом кардинально меняются методы исследования, что позволяет достигать недоступного ранее уровня точности. Благодаря технологиям описательные методы остаются в прошлом, сменяясь моделированием и глубокому анализу данных. О том, что меняется в науке, нам расскажут ведущие специалисты Института Зоологии РК.
Знакомьтесь: Алексей Грачев, заведующий лабораторией териологии РГП «Институт зоологии» КН МНВО РК. Его можно назвать одним из самых известных специалистов по изучению снежного барса в РК.
Териологи занимаются изучением млекопитающих. Лаборатория териологии — одна из старейших в Институте, организована в 1944 г. (Примечание автора).
Корр: Что изменилось в изучении животных и как вам в этом помогают современные технологии?
Алексей Грачев: «За последние 2 десятка лет в плане современных технологий для изучения животных произошел нереальный скачок, и, конечно, он пришел и в Казахстан. Если в 90-е годы наука оказалась в застое и нам пришлось догонять, то сейчас мы используем технологии, которые успешно применяются в других странах.
Чтобы изучать млекопитающих, в первую очередь их нужно обнаружить. Здесь нужны не только навыки специалиста. Желательно рассмотреть, где это животное ходит, чем питается, где отдыхает – то есть все аспекты экологии и поведения. Можно 50 лет анализировать следы и экскременты, наблюдать обрывочные моменты образа жизни животного и так и не узнать подробностей. А можно за год с помощью спутниковых передатчиков и фотоловушек узнать о животном практически все. И если 50 лет назад наши ученые могли этим заниматься долгие годы, то в настоящее время все решается довольно быстро.
Когда мы начали работу, то даже в Красной книге не было качественного снимка нашего барса. Была просто картинка. О нем знали, что он живет высоко в горах, на ледниках, под небесами. А оказалось, что он живет и охотится совсем рядом».
Корр: Какие технологии используются?
Алексей Грачев: «В первую очередь это неинвазивные методы, такие как фотоловушки. Это самые распространенные методы. Устанавливается надежная фотокамера, соединенная с сенсором движения. Камера находится в спящем режиме. Когда на тепло и движение срабатывает сенсор, тогда срабатывает камера.
Аппаратура настраивается по уровню чувствительности в зависимости от того, где она устанавливается. Для чего это делается? Чтобы камера не срабатывала на качнувшуюся от ветра ветку, хотя такое тоже бывает, если, допустим, сторона ветки нагрелась на солнце, и датчик на нее может сработать. Но в целом такие фотоловуши довольно эффективны. А также спутниковая телеметрия – использование таких вот спутниковых ошейников».
Корр: «Вы известный специалист по изучению снежного барса. Технологии начали применятся именно на этом животном»?
Алексей Грачев: «Снежный барс – это очень редкий вид. Именно поэтому мы впервые в Казахстане начали применять эти технологии на его примере. Можно десятки лет изучать снежного барса, находиться в горах и не увидеть его никогда.
Специалисты 50 лет по следам изучали его перемещение, места охоты и так далее, что было возможно только в снежный период. В то время как перед нами стояла масштабная задача разработать меры по сохранению вида. А как это сделать, если мы не знаем, где он? Нужно определить его ареал, участки концентрации, определить численность, плотность, демографический показатель по возрастам, успешность размножения, выживания, угрозы и т.д. Определить все факторы и обосновать их для того, чтобы можно было принять решение на уровне правительства».
Корр: «И сколько таких фотоловушек было поставлено»?
Алексей Грачев: «В ходе работы было поставлено порядка 1000 ловушек. Это не говорит о том, что они были поставлены одновременно – такое невозможно».
Корр: «Как работают ошейники»?
Алексей Грачев: «Такие отслеживающие ошейники были специально разработаны для наших барсов.
Допустимый вес ошейника зависит от веса животного, поскольку ошейник должен весить не более 1% от массы животного. Чем крупнее особь, тем ошейник может быть тяжелее. Например, для особи в 40 кг, ошейник допускается до 400 граммов. Средний цикл ношения такого ошейника – два года. И, соответственно, нужен заряд батареи на это время. Поэтому основную массу ошейника составляет именно батарея.
Когда заканчивается заряд батареи, ошейник сам отстегивается и отбрасывается. Система называется drop-off».
Корр: «А как вы его потом находите»?
Алексей Грачев: «Когда ошейник отбрасывается, то сразу срабатывает маячок, который подает сигнал, и мы знаем, где он находится.
Уже используются и более современные модели ошейников. Они более легкие, оснащенные не только батареей, но и солнечной панелью. С таким ошейником животное может ходить еще дольше. Таким образом, отслеживаются не только барсы. Это могут быть куланы, архары, медведи, сайгаки.
В последние годы технологии применения солнечной энергии стали использовать и в фотоловушках. Например, при использовании солнечной панели не нужно приходить каждые полгода или год, чтобы менять батареи. Естественно, подбирается и соответствующая флешка, чтобы ее хватило надолго. Таким образом с каждым годом покрывается все больше и больше участков.
Следующий этап развития технологий фотоловушек, когда устанавливается SIM-карта, безлимитный интернет и бОльшая по площади солнечная панель. С таких фотоловушек мы можем получать информацию online.
Корр: «И, конечно, метод профессиональной фотосъемки редких и краснокнижных животных»?
Алексей Грачев: «Об этом лучше расскажет Салторе. Он специализируется на наблюдении за редкими животными и специалист по съемке этих животных.
Салторе Сапарбаев, известный казахстанский зоолог и фотограф дикой природы, один из основателей фонда «Wildlife Without Borders Kazakhstan». Более чем за 20 лет работы сделал множество уникальных фотографий снежных барсов и других животных (Примечание автора).
Салторе Сапарбаев: «Это так называемый «пассивный фотограф».
Салторе демонстрирует конструкцию, собранную из нескольких составляющих.
«Первое, что я делаю – нахожу участок, где спутники «метят» прохождение снежного барса. Место, где он останавливается и где обязательно пройдет. Устанавливаю и укрепляю треногу и фотоаппарат, на котором выстраивается композиция, резкость, вспышка. А это датчик движения. У него тот же принцип, что и у фотоловушки. Только в отличии от фотоловушки, здесь мы видим уже профессиональную съемку.
Корр: «Как далеко приходится ехать и забираться в горы»?
Салторе Сапарбаев: Несмотря на то, что барс может находится буквально в нескольких десятках километрах от Алматы, стараемся выбирать труднодоступные места, где нет людей. Это делается не только потому, что животные ведут себя более свободно, но и из-за недобросовестности некоторых туристов, которые, увидев дорогую камеру, не смогут избежать искушения»…
Корр: «На сколько хватает аккумуляторов»?
Салторе Сапарбаев: «Мы применяем литий-ионные батареи. Их хватает надолго, примерно на 3-4 месяца. Я ставил аппаратуру в декабре. Недавно (в марте) ездил проверять, и батарея была еще «живая». Я сменил батареи и оставил технику снимать дальше».
Корр: «Сколько снимков получается»?
Салторе Сапарбаев: «Бывает по-разному. Может быть 12 – 13. Это зависит от того, сколько проходов снежного барса будет зафиксировано».
Корр: «Можете вспомнить какой-либо интересный или курьезный случай из своей практики»?
Салторе Сапарбаев: «Молодые животные очень любопытные и часто хулиганят, нападая на ловушки и фотоаппаратуру. Они могут их серьезно повредить, разгрызть и даже утащить с собой. Есть фотоснимок, где барс стащил фотовспышку и несет ее в зубах.
Причем это касается не только молодых барсов. Медведи тоже хулиганят и портят ловушки».
Корр: «Насколько важны современные методы изучения для сохранения редких видов животных»?
Алексей Грачев: «Редкие животные не были достаточно изучены, поскольку встретить их было очень сложно. И поэтому отслеживание животных современными методами имеет огромное значение не только для науки, но и для сохранения популяции. Чтобы сохранить редкий вид, нужно знать, кого сохранять и где сохранять? На какой территории? Обычно животных удается сохранить на охраняемых территориях. Это нацпарки или заповедники. Раньше заповедники и нацпарки создавались на основе наблюдений, поскольку знали, что здесь обитает снежный барс, здесь он питается и отдыхает. Однако внутри нацпарков есть разные зоны, например, зоны туристической деятельности или хозяйственной деятельности. А с учетом того, что ученым теперь известны все перемещения животных, мы можем давать рекомендации по размещению зон внутри таких нацпарков. И даже можем рекомендовать расширить границы нацпарка, когда животное далеко выходит за его территорию, но именно этот участок является важным в жизни барса.
Если несколько барсов показали эту территорию с помощью спутниковой телеметрии, то ее могут включить в территорию нацпарка, таким образом увеличив возможность выживания барсов следующих поколений и вида в целом. Дело в том, что миграцию совершают именно молодые особи. Когда самка рожает котят, она их кормит и воспитывает в течении 2 лет, после чего – выгоняет. И молодые барсы, особенно самцы, уходят подальше от прежнего места обитания. Таким образом, размеры нацпарков приходится корректировать. Мы, например, выяснили, что наши барсы могут уходить за пределы Казахстана на 200-300 км вглубь Китая. Так же они могут заходить на территорию других стран Киргизии, Узбекистана, России и даже Монголии, хотя у нас нет с ней границ».
Корр: «Сейчас в совершенно разных отраслях все больше и больше используется ИИ. Вы используете нейросети в своей работе»?
Алексей Грачев: «Не так давно совместно с «Яндекс. Кз» и со студентами КБТУ мы разработали нейросеть, которая сама определяет и считает снежных барсов. С фотоловушек приходит много ГБ и даже ТБ информации. Например, на флешке 64 ГБ информации могут быль снимки барса, а могут – фотографии шевельнувшейся ветки или другого животного. Наша нейросеть за считанные секунды находит снимки именно снежных барсов.
В дальнейшем, на втором этапе, нейросеть используется для распознавания особей. Поскольку барсы – это пятнистые кошки, рисунок их узоров уникален для каждой особи. Он так же не повторяется, как отпечатки пальцев у человека.
Когда участок небольшой и на нем всего несколько особей, мы своих барсов «знаем в лицо», как хозяин сразу отличит свою кошку или собаку от других. Но в масштабах Казахстана знать всех животных нереально. Если раньше мы чуть ли не неделями рассматривали пятнышки на снимках, отличая одного барса от другого, то нейросеть быстро и точно идентифицирует количество особей».
Так, в процессе беседы со специалистами Института зоологии на примере снежного барса мы попытались разобраться, как инновации позволяют исследовать поведение животных, практически не вмешиваясь в их жизнь. И как на основе качественного анализа данных можно значительно увеличить количество особей и повысить эффективность природоохранных мер.
Кстати, интересные методы наблюдения и прогрессивные технологии применяют не только териологи, но и орнитологи. О них мы расскажем в продолжении статьи в ближайшее время.
В публикации использованы фото автора и уникальные фотографии Салторе Сапарбаева.
