Spiser kejserpingviner nok? Forskere måler fouragering succes ved at spionere med time-lapse video

For kejserpingviner, der vralter rundt i et opvarmende Antarktis, aftagende havis betyder mindre fisk at spise. Hvordan kostvanerne for disse smokingfugle vil holde stand i lyset af klimaændringer, er et stort spørgsmål, forskerne kæmper med.

Forskere ved Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) har udviklet en måde at hjælpe med at bestemme kejserpingvinernes fourageringssucces ved at bruge time-lapse-videoobservationer, der er videregivet til videnskabsmænd tusindvis af kilometer væk. Den nye fjernmålingsmetode er beskrevet i 2. maj. 2018, spørgsmålet om Journal of Applied Physics .

"Global opvarmning kan skære ind på tilgængeligheden af ​​mad for kejserpingviner, " sagde Dan Zitterbart, en videnskabsmand ved WHOI og medforfatter til undersøgelsen. "Og hvis deres kost ændrer sig markant, det kan få konsekvenser for disse dyrs sundhed og levetid - som allerede forventes at være stærkt truede eller tæt på at uddø ved udgangen af ​​dette århundrede. Med denne nye tilgang, vi har nu en logistisk levedygtig måde at bestemme disse dyrs fourageringssucces ved at tage billeder af deres adfærd, når de vender tilbage til kolonien fra deres fourageringsture."

Af alle pingvinarter, Kejserpingviner plejer at være de største spisere. Og med god grund:de tager usædvanligt lange ture på havisen for at nå deres fourageringspladser - nogle gange op til 75 miles om vinteren - og fodrer deres store unger, når de vender tilbage. Men efterhånden som havisen aftager, det samme gør det mikroskopiske plankton, der lever nedenunder, som fungerer som den primære fødekilde for fisk, som pingviner spiser. Havisen udgør også en vigtig hvileplatform for pingvinerne mellem fourageringsdyk, så smeltning kan gøre fouragering så meget sværere.

At bestemme artens fourageringssucces involverer en to-trins proces. Først, digitale billeder af fuglene tages hvert minut hele dagen ved hjælp af et billigt time-lapse-kamera, der er placeret over kolonien 100 fod væk. Kameraet er robust nok til at modstå temperaturer på op til ?50° Celsius og vindhastigheder over 150 kilometer i timen.

Céline Le Bohec, en forsker i økologi fra Centre national de la recherche scientifique (CNRS) og Centre Scientifique de Monaco, og medforfatter til undersøgelsen, siger, at denne spionageevne overvinder en stor begrænsning i antarktisk feltforskning:evnen til at overvåge forhold på afstand.

"Det er virkelig vigtigt at være i stand til at forstå, hvordan skiftende miljøforhold vil påvirke pingvinpopulationer, men de barske vejrforhold og logistiske vanskeligheder forbundet med det hvide kontinents afsides beliggenhed har gjort det meget udfordrende at få information derovre, " sagde hun. "Nu, med vores observatorier, især fjernstyrede, vi kan gå online når som helst og med det samme se, hvad der sker i kolonien.

I øvrigt, på grund af deres placering på det øverste niveau af fødenettet, arbejder på top-rovdyr såsom kejserpingviner, er meget nyttig til at forstå og forudsige virkningen af ​​globale ændringer på det polare marine biom:det er som at have et alarmsystem for disse økosystemers sundhed."

Billeder optages og gemmes i en billeddatabase og korreleres senere med sensorbaserede målinger af lufttemperatur, relativ luftfugtighed, solstråling, og vind. De kombinerede datasæt gør det muligt for Zitterbart og hans team at beregne en "opfattet pingvintemperatur" - den temperatur, som pingviner føler. Det er meget som vindafkølingsfaktoren for mennesker:lufttemperaturen kan være -12° Celsius, men andre faktorer kan få det til at føles koldere.

"Tidligt i projektet, vi tænkte, hvis for eksempel, vinden blæste hurtigere end 15 meter i sekundet, pingvinerne ville altid klemme sig sammen, uanset de øvrige miljøforhold, " sagde Sebastian Richter, en ph.d. studerende i Zitterbarts gruppe og hovedforfatter af undersøgelsen. "Imidlertid, vi fandt ikke, at dette var sandt, og snart indså, at vi var nødt til at tage højde for de andre vejrforhold, når vi vurderede krumningsadfærd."

Ved at korrelere pingvinens "vindafkølende" temperatur med videoobservationer af, hvornår pingvinerne begynder at kramme sig, de er i stand til at komme frem til en "overgangstemperatur" - den temperatur, hvor kolonier skifter fra en spredt, væskelignende tilstand til en sammenkrøbet, fast-lignende tilstand. Hvis overgangen sker ved varmere temperaturer, det betyder, at pingvinerne har det koldt tidligere og begynder at kramme for at holde sig varme og spare på energien. Og det indikerer, at pingvinerne havde mindre kropsfedt, da de vendte tilbage fra fouragering og sandsynligvis var underernærede, fordi de ikke fandt mad nok til at spise inden for en rimelig afstand fra deres ynglekoloni. Hvis overgangstemperaturen er lavere senere på sæsonen, det tyder på, at fourageringssæsonen var en succes, og at dyrene vendte tilbage velnærede og med større mængder kropsfedt.

Zitterbart siger, at oplysningerne i sidste ende kan bruges til at udlede bevaringsforanstaltninger for at beskytte kejserpingviner. Ifølge en tidligere WHOI-undersøgelse, arten er kritisk truet, og det forventes, at i 2100, den globale befolkning vil være faldet med 20%, og nogle kolonier vil muligvis reducere med så meget som 70% af det nuværende antal ynglende par af kejserpingviner, hvis udledningen af ​​varmefangende gasser fortsætter med at stige, og den antarktiske havis fortsætter med at trække sig tilbage.

"Med oplysningerne produceret af vores observatorier, befolkningsmodellering vil hjælpe os til bedre at fremskrive skæbnen for de forskellige kolonier, der er tilbage, " sagde han. "Det er vigtigt at vide, hvilke kolonier der først bliver mest berørt af klimaændringer, så hvis det ser ud til, at en bestemt koloni vil forblive stærk i løbet af det næste århundrede, bevaringsforanstaltninger såsom beskyttede havområder kan etableres for bedre at beskytte dem."