Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hightech für Natur

03.04.2020

Ein multidisziplinäres Forscherteam unter Leitung des Museums für Naturkunde Berlin hat ein Sensornetzwerk zur Ortung von Tieren entwickelt, um bislang unbeobachtete Verhaltensweisen zu untersuchen. Bio-Logging, die automatische Fernaufzeichnung von Tierverhalten, war bislang durch Größe und Gewicht der Sensoren begrenzt, die an den Tieren befestigt werden müssen. Mit den neuen miniaturisierten Sensoren können nun auch kleine Wirbeltiere wie Fledermäuse, Eidechsen und Vögel ausgestattet werden. Die Sensoren liefern Informationen über ihr Verhalten und die Nutzung ihres Lebensraums in bisher nicht erreichter Auflösung, berichtet das Team in der Zeitschrift "PLoS Biology".

„Wir forschen mit modernsten Methoden und für Natur. Unser neues, innovatives Sensorsystem bringt Bio-Logging auf ein neues Level“, sagt Simon Ripperger vom Museum für Naturkunde Berlin, der die Freilandeinsätze leitete. Automatisierte Tierbeobachtung beruht auf so genannten Bio-Loggern:


Minicomputer, die mit Halsbändern oder Rucksäcken an Tieren befestigt werden. Mit ihnen können Bewegungen innerhalb des Lebensraums, Interaktionen mit anderen besenderten Tieren und Körperfunktionen wie die Herzfrequenz aufgezeichnet werden.

Die Datenübertragung zum Forscher oder der Datenaustausch zwischen Bio-Loggern sind jedoch energieaufwendig. Daher sind viele Bio-Logger, wie z.B. GPS-Tracker, wegen der großen Batterie für die meisten kleinen Wirbeltierarten zu schwer. Hier kann zudem der Satelliten-Empfang der Signale gestört werden: etwa in Lebensräumen wie dichtem Wald oder bei Verhaltensweisen wie Ruhen in Bäumen, Höhlen oder unterirdischen Bauten.

Das Forschungsteam hat ein Sensornetzwerk entwickelt, das aus stationären Empfängern und Bio-Loggern auf Tieren besteht. Am Boden werden die Signale der Bio-Logger empfangen, verarbeitet und zur Analyse weitergeleitet. Ausgeklügelte Algorithmen und Sendeprotokolle reduzieren den Energiebedarf auf ein Minimum.

Allerdings ist die Ausdehnung des Systems begrenzt: Das Team hat es auf Flächen getestet, die in etwa drei Fußballfeldern entsprechen – damit lässt sich jedoch der Aktionsraum vieler Kleintiere abdecken. Zudem ist das System modular und skalierbar.

Mit einem Gewicht von ein bis zwei Gramm können die Bio-Logger mehrere Wochen Daten senden. Mit bis zu acht Signalen pro Sekunde werden die Tiere selbst in strukturell komplexen Lebensräumen wie dichtem Wald hochgenau lokalisiert um ihre Flugbahnen nachzuvollziehen und sogar Begegnungen besenderter Tiere werden aufgezeichnet.

„Wir können viel präziser als durch herkömmliche Technik aufzeichnen, wo sich die Tiere bewegen und wie sie interagieren", fügt Ripperger hinzu. Das Team kann mit dem energiesparenden System seine Daten bei niedrigen Übertragungsraten über Entfernungen von mehreren Kilometern abrufen.

Die Forscher haben das System an Fledermäusen getestet, da sie klein sind und sich schnell in dichter Vegetation bewegen - beides Herausforderungen für drahtlose Bio-Logging-Netzwerke. Sie markierten Vampirfledermäuse (Desmodus rotundus) in Panama, um soziale Netzwerke zu erfassen, Mausohrfledermäuse (Myotis myotis), um das Jagdverhalten in einem alten Laubwald in Deutschland zu untersuchen, und Große Abendsegler (Nyctalus noctula) für die Fernortung über mehr als vier Kilometer Entfernung.

„Unser System kann neue Erkenntnisse über das Verhalten kleiner Tiere liefern, die bisher nicht mit solchen Hochleistungssensoren beobachtet werden konnten“, sagt Ripperger. Derzeit wird getestet, ob die Lebensraumnutzung von Zauneidechsen (Lacerta agilis) entlang von Zuggleisen in Deutschland erfasst werden kann. Weitere Studien könnten sich auf Nagetiere, Singvögel oder sogar große Insekten wie Hirschkäfer, Großes Heupferd oder Totenkopfschwärmer konzentrieren.

Das drahtlose Bio-Logging-Netzwerk wurde im Rahmen der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG geförderten BATS-Initiative entwickelt. Das Museum für Naturkunde Berlin kooperierte mit dem Smithsonian Tropical Research Institute in Panama, der Ohio State University in den USA, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, der Brandenburgischen Technischen Universität, der Technischen Universität Braunschweig, der Universität Paderborn und dem Berlin-Brandenburgischen Institut für Biodiversitätsforschung.

Publiziert: Ripperger SP, Carter GG, Page RA, Duda N, Koelpin A, Weigel R, et al. (2020) Thinking small: Next-generation sensor networks close the size gap in vertebrate biologging. PLoS Biol 18(4): e3000655. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000655

Dr. Gesine Steiner | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.naturkundemuseum-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Magnetische Nanopropeller liefern genetisches Material an Zellen
11.05.2020 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

nachricht Weit mehr als „Rost“: Korrosion geht alle an
22.04.2020 | DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kleines Protein, große Wirkung

In Meningokokken spielt das unscheinbare Protein ProQ eine tragende Rolle. Zusammen mit RNA-Molekülen reguliert es Prozesse, die für die krankmachenden Eigenschaften der Bakterien von Bedeutung sind.

Meningokokken sind Bakterien, die lebensbedrohliche Hirnhautentzündungen und Sepsis auslösen können. Diese Krankheitserreger besitzen ein sehr kleines Protein,...

Im Focus: Small Protein, Big Impact

In meningococci, the RNA-binding protein ProQ plays a major role. Together with RNA molecules, it regulates processes that are important for pathogenic properties of the bacteria.

Meningococci are bacteria that can cause life-threatening meningitis and sepsis. These pathogens use a small protein with a large impact: The RNA-binding...

Im Focus: Magnetische Kristallschichten für den Computer von Morgen

Ist die Elektronik, so wie wir sie kennen, am Ende?

Der Einsatz moderner elektronischer Schaltkreise für immer leistungsfähigere Rechentechnik und mobile Endgeräte stößt durch die zunehmende Miniaturisierung in...

Im Focus: K-State study reveals asymmetry in spin directions of galaxies

Research also suggests the early universe could have been spinning

An analysis of more than 200,000 spiral galaxies has revealed unexpected links between spin directions of galaxies, and the structure formed by these links...

Im Focus: Neue Messung verschärft altes Problem

Seit Jahrzehnten rätseln Astrophysiker über zwei markante Röntgen-Emissionslinien von hochgeladenem Eisen: ihr gemessenes Helligkeitsverhältnis stimmt nicht mit dem berechneten überein. Das beeinträchtigt die Bestimmung der Temperatur und Dichte von Plasmen. Neue sorgfältige, hoch-präzise Messungen und Berechnungen mit modernsten Methoden schließen nun alle bisher vorgeschlagenen Erklärungen für diese Diskrepanz aus und verschärfen damit das Problem.

Heiße astrophysikalische Plasmen erfüllen den intergalaktischen Raum und leuchten hell in Sternatmosphären, aktiven Galaxienkernen und Supernova-Überresten....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Was Salz und Mensch verbindet

04.06.2020 | Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Alternativer Zement - Rezeptur für Öko-Beton

04.06.2020 | Architektur Bauwesen

Was Salz und Mensch verbindet

04.06.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Unschuldig und stark oxidierend

04.06.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics