للمساعدة في حماية صغار السلاحف البحرية حديثة الفقس، صممنا أداة لاستشعار النشاط داخل أعشاشها

اللعب مع أطفالي على الشاطئ جزيرة هاتيراس, ، وهي جزيرة حاجزة قبالة ساحل ولاية كارولينا الشمالية، بدأت محادثة مع رجل يمشي مع كلبه.كنا نقف بجوار عش السلاحف، الذي أغلقته خدمة المتنزهات الوطنية بعلامة تشير إلى أن المكان محمي فيدراليًا.

"ألن يكون من الجميل أن نعرف بالضبط متى ستخرج السلاحف البحرية الصغيرة؟" لقد فكرت.ابتسم وقال: "حسنًا، نحن نعمل على ذلك".

ونتج عن هذه المحادثة شراكة لتطوير TurtleSense، وهي طريقة جديدة وغير مكلفة لمراقبة نشاط عش السلاحف عن بعد.في أ دراسة منشورة حديثا, ، نحن نصف كيف يعمل.

وكان من بين المشاركين إريك كابلان، الرجل الذي التقيت به على الشاطئ ومؤسس المنظمة مركز جزيرة هاتيراس للمحيطات;ديفيد هيرميير وصامويل وانتمان، مهندسان متقاعدان في منظمة سان فرانسيسكو غير الربحية المهووسين بلا حدود;مخترع آي بي إم الرئيسي توماس زيمرمان;وطالب بيطري جوشوا تشامبرلين.ك عالم الأعصاب التنموي, لقد عملت على فهم كيف يمكن لصغار السلاحف استخدام الحركة أو الاهتزازات لتنسيق نشاط العش.

يمكن للبشر حماية صغار السلاحف البحرية بشكل أفضل أثناء شق طريقهم من الشاطئ إلى البحر إذا كانوا يعرفون بالضبط متى ستظهر السلاحف الصغيرة.لكن التنبؤ بالظهور كان صعبا.لقد وجدنا أنه من خلال وضع جهاز استشعار بسيط متنكر في شكل بيضة سلحفاة في العش، يمكننا اكتشاف النشاط في العش الذي يشير إلى متى تخرج صغار السلاحف من الرمال وتتجه نحو الماء.

رحلة محفوفة بالمخاطر

تقضي السلاحف البحرية حياتها في المحيط، إلا عندما تصل الإناث إلى الشاطئ عدة مرات كل صيف لوضع بيضهم.وبعد أن تضع بيضها وتدفنه في الرمال، يعودون إلى الماء.

يحضن البيض تحت الرمال لعدة أسابيع.ثم تنبثق الصغار من الرمال، عادةً كمجموعة شقيقة ضخمة، وتتدافع نحو الأمواج.هذه الرحلة لحظة ضعيفة للغاية في حياة السلاحف البحرية.

يجب أن تتجنب الفقس حطام الشاطئ أيضًا الطيور وسرطان البحر في انتظار فريسة لهم.وقد يصبحون أيضًا مشوشا بسبب التلوث الضوئي من منازل الشاطئ والفنادق ويفشلون في الوصول إلى الماء، ويموتون من الجفاف على الرمال.

جميع الأنواع الستة من السلاحف البحرية الموجودة في الولايات المتحدةنكون محمية بموجب قانون الأنواع المهددة بالانقراض, لذلك، يتعين على مجتمعات الشاطئ التأكد من حصول السلاحف الصغيرة على الحماية المناسبة - بما في ذلك أثناء رحلتها إلى الماء.

عادةً ما يخمن العلماء تاريخ الظهور بناءً على مقدار الوقت الذي انقضى منذ وضع العش.إذا كان العش في منطقة مأهولة بالسكان، فقد يقوم المتطوعون بمراقبته من الغسق حتى منتصف الليل أثناء النافذة التي قد تظهر فيها الصغار.ولكن يمكن أن يستغرق هذا أسبوعين، الأمر الذي يتطلب الكثير من ساعات التطوع.

ما الذي يخبر الصغار بالظهور؟

لقد اختبرنا شاشة TurtleSense خلال مواسم التعشيش من 2013 إلى 2018 في ولاية كارولينا الشمالية شاطئ كيب هاتيراس الوطني, ، والتي تقع بالقرب من أقصى نقطة في الشمال حيث تضع السلاحف البحرية ضخمة الرأس بيضها في الولايات المتحدة.الساحل الشرقي.تم تنسيق عملنا مع الوكالات الحكومية والفدرالية.

تتلقى شواطئ هاتيراس استخدامًا ترفيهيًا كثيفًا، بما في ذلك مركبات الطرق الوعرة في أماكن معينة، كما يستخدم الصيادون الشواطئ أيضًا.أدى إغلاق الشواطئ لحماية أعشاش السلاحف إلى الصراع على موازنة المصالح المتنافسة.كان هدفنا هو إيجاد طريقة لحماية السلاحف مع السماح باستخدامات أخرى صالحة للشاطئ.

لمراقبة البيض، استخدمنا مقياس التسارع – جهاز يقيس الاهتزازات في النظام ومدى سرعة تغيرها.تم توصيل مقياس التسارع بمعالج دقيق على لوحة دائرة صغيرة جدًا، والتي كانت بدورها مدمجة في كرة بلاستيكية بحجم بيضة السلحفاة - بحجم كرة بينج بونج تقريبًا.

قمنا بدفن جهاز المراقبة في 74 عشًا للسلاحف في الصباح بعد وضع الأعشاش، أسفل أفضل 10 بيضات.قام كابل بتوصيل المستشعر ببرج اتصالات صغير على بعد عشرة أقدام (أربعة أمتار) من الأعشاش.وقام البرج بنقل بيانات الحركة إلى أبراج الهواتف المحمولة، مما مكن الباحثين من مراقبة النشاط في الأعشاش عن بعد.

وبما أن صغار السلاحف تفقس تحت الرمال، يعتقد العلماء أنها قد تستخدم إشارات درجة الحرارة وقت ظهورها ليلاً, عندما يكون من الآمن لهم الهروب إلى البحر.ومع ذلك، تشير أبحاثنا إلى أن الاهتزازات أو الحركة قد تلعب دورًا مهمًا في التواصل بين إخوة السلاحف البحرية وتوقيت ظهورها، حتى لو لم نفهم تمامًا كيف يحدث ذلك.

السلاحف البحرية قد مزامنة نشاط العش بطريقة تشبه ظهور الذرة في الزيت المغلي.عندما يتم تسخين حبات الفشار بالتساوي، تبدأ جميعها في الفرقعة في نفس الوقت تقريبًا، ولكن ليس في وقت واحد تمامًا.وبالمثل، في عش السلاحف البحرية، عندما تكون درجة الحرارة مناسبة ويتوقف نشاط الحركة، نعتقد أن هذا الهدوء النهائي يمكن أن يشير إلى صغار السلاحف بأن جميع إخوتهم قد فقسوا وأن الوقت قد حان لمغادرة العش.

لقد قام العلماء بتوثيق أنواع أخرى تستخدم إشارات اهتزازية للأخوة لتنسيق نشاط الفقس، بما في ذلك ضفادع الشجرة و السلاحف البرية.لكن من الصعب اكتشاف هذا النوع من التواصل المحتمل في بيض السلاحف البحرية المدفونة.

استخدمنا بيانات TurtleSense لتطوير طريقة للتنبؤ بالوقت الذي ستحاول فيه مجموعة من صغار السلاحف الرحلة إلى المحيط.أتاحت لنا البيانات الواردة من جهاز المراقبة اكتشاف نشاط الفقس في الأعشاش وملاحظة أن السلاحف تفقس في موجات، وتهدأ ثم تتحرك معًا، بشكل متزامن على ما يبدو.

بمجرد بدء الفقس، نقدر أن الصغار ستخرج من العش بعد 3.7 يومًا في المتوسط.بمجرد انتهاء الفقس، يمكننا مراجعة تاريخ التنبؤ هذا، وتضييق النافذة.عادةً ما تخرج السلاحف الموجودة في أعشاشها العميقة بعد ليلتين من اكتمال الفقس.قد تظهر الفراخ الصغيرة في الأعشاش الضحلة بعد ليلة واحدة من انتهاء الفقس.

يمكن للنظام أيضًا اكتشاف الأعشاش غير المخصبة، والتي ستظهر غياب نشاط الفقس.إن معرفة أن العش عقيم يسمح للمراقبين بالتركيز في مكان آخر.

تحسين حماية السلاحف

إن رؤية السلاحف البحرية حديثة الفقس تظهر وهي تتجه نحو الأمواج أمر ملهم.من خلال التمكن من تحديد تواريخ ظهور صغار السلاحف، آمل وزملائي أن يمكّن TurtleSense المزيد من الأشخاص من المشاركة في مراقبتها.يمكن أن تساعد أجهزة الاستشعار أيضًا في تسهيل إجراءات الحماية، مثل مراقبة الأعشاش وإطفاء الأضواء بالقرب من الماء.

سمح لنا هذا البحث بإلقاء نظرة على الأحداث التنموية غير المرئية سابقًا في الحياة المبكرة للسلاحف البحرية، وأثار أسئلة مثيرة للاهتمام حول كيفية معالجة الحيوانات للاهتزازات وإمكانية استخدامها للتواصل.إن خطط إنشاء أجهزة الاستشعار وأبراج الاتصالات كلها مفتوحة المصدر ومتاحة عبر الإنترنت على الموقع مهووسين بلا حدود موقع إلكتروني.