Der Earth Day konzentriert sich auf große Fragen: Wie sieht die Zukunft des Homo sapiens aus? Wie können wir nachhaltig mit anderen Arten koexistieren?
Um den Verlust der Biodiversität einzudämmen und die kontinuierliche Bereitstellung wesentlicher Ökosystemdienstleistungen sicherzustellen, haben die führenden Politiker der Welt 2010 die 20 Aichi-Ziele für die Biodiversität verabschiedet, die bis 2020 zu erfüllen sind. Ein wichtiges Ziel (Target 11) schreibt eine Ausdehnung des globalen Schutzgebietssystems auf mindestens 17 Prozent der Landoberfläche und 10 Prozent der Ozeane vor.
Einer der am meisten verehrten Naturschutzbiologen unserer Zeit, EO Wilson, Professor an Harvard und Duke, hat eine noch kühnere Vision: Wir sollten den halben Planeten für die anderen Arten zur Verfügung stellen, mit denen wir die Erde teilen.
Das ist Musik für viele, die sich um die Zukunft unseres Planeten kümmern. Aber wie soll man entscheiden, was man beiseite legt, damit die Mehrheit der Arten gedeihen kann? Wir werden nicht nur den politischen Willen brauchen, sondern robustere Daten über die Anzahl und Verbreitung der 16.000 gefährdeten Arten, die wir kennen (möglicherweise 0,1 Prozent aller Arten).
Derzeit repräsentieren Artenverteilungskarten die Reichweite von Naturschutzbiologen genauer als die von ihnen untersuchten Arten.
Nehmen Sie eine der am besten untersuchten Arten der Welt: der Gepard . Ein Großteil seiner Verbreitung in Afrika (zum Beispiel Angola und Sudan) ist völlig unbekannt.
Der Gepard ( Acinonyx jubatus ) ist Afrikas am meisten gefährdete Tierkatze und wird von der roten Liste gefährdeter Arten der IUCN als gefährdet eingestuft. Weltweit gibt es nur zwischen 7.000 und 10.000 Geparden, und rund ein Drittel davon hat Namibia.
Die Herausforderung, Geparden zu entdecken
Gepard zu entdecken ist nicht so einfach, wie es vielleicht scheint. Es wäre Ihnen verzeiht, eine solch ikonische große Katze zu denken, insbesondere eine, die während des Tages aktiv ist und ziemlich einfach zu zählen und geotagiert werden sollte. Nicht so schnell! Der Gepard ist überraschend schwer fassbar und hat in Namibia im Allgemeinen große Reichweiten von bis zu 1.400 km². Sie durchstreifen kommerziell genutztes Ackerland in Namibia, werden oft wegen Raubtiervieh verfolgt und haben gelernt, sich unauffällig zu halten. Infolgedessen liegen die Bevölkerungsschätzungen zwischen 2.905 und 13.520, und die Verteilungskarten zeigen große länderspezifische Unterschiede in Afrika.
Kurz nachdem wir uns gebildet hatten WildTrack Um gefährdete Arten zu überwachen, wurden wir von der N / a'an ku sê Wildlife Foundation angesprochen, die sich in der Nähe von Windhoek in Namibia befindet. Die Naturschützer dort versuchten, mit den lokalen Landbesitzern, die zumeist aus zähen Afrikaanern bestehen, Frieden zu schließen, um den Konflikt zwischen Menschen und Geparden zu mildern. Wenn die Stiftung keine störenden Geparden in neue Gebiete verlegen könnte, würden die Bauern sie einfach erschießen. Zu diesem Zeitpunkt war der damalige Forschungsdirektor, Dr. Florian Weise, von seinen eigenen Trackern überzeugt, dass Fußabdrücke einen neuen Schlüssel für die Zählung und Verwaltung namibischer Gepardpopulationen darstellten und dabei helfen, die Verteilung von Geparden und Vieh zu verstehen. Er sprach uns an und fragte uns, ob FIT helfen könne.
Ein 'Trainingsdatensatz' von Gepardenabdrücken
Unser erster Schritt bei der Entwicklung des FIT-Algorithmus für den Gepard war das Sammeln eines "Trainingsdatensatzes" von Fußabdrücken von Geparden bekannter ID, Altersklasse und Geschlecht. Auf der Grundlage der Lektionen, die bei der Tiger-Rettung von Tiger in North Carolina aus dem Tiger Footprinting gelernt wurden, haben wir überlegt, die Technik an die Bedingungen in Namibia anzupassen. Florian und sein Expertenteam bei N / a'an ku sê engagierten die fähige Hilfe des Chester Zoo in Großbritannien, der Cheetah Conservation Botswana, AfriCat und der Foundation SPOTS in den Niederlanden, wo der Trainingsdatensatz der Gepard-Fußabdrücke erstellt wurde.
Wir hatten einige anfängliche Herausforderungen, die richtige Substratstruktur zu finden, um klare Drucke zu erhalten. Wir haben verschiedene Sand / Wasser-Mischungen ausprobiert und experimentiert, indem wir Geparden dazu verleiteten, in einem "natürlichen" Tempo über die von uns verlegten Sandwege zu laufen. Schon nach kurzer Zeit haben wir gezeigt, dass gefangener Geparden durch ihre Fußabdrücke direkt zur Erhaltung ihrer wilden Pendants beitragen können, und hatten 781 Fußabdrücke (männlich: weiblich waren 395: 386) gesammelt, die zu 110 Pfaden von 38 Geparden gehören.
Verarbeiten von Bildern von Fußabdrücken
Die digitalen Bilder von Footprints konnten dann in der FIT-Software verarbeitet werden, die als Add-In ausgeführt wird JMP Datenanalyse- und Visualisierungssoftware von SAS . FIT nimmt zunächst die Drucke und optimiert deren Darstellung und Orientierung auf ein einheitliches Format. Anschließend können Entfernungen, Winkel und Bereiche zwischen anatomischen Punkten im Footprint-Bild gemessen werden.
Diese werden in eine robuste kreuzvalidierte Diskriminanzanalyse eingespeist und die Ausgabe durch Wards Clustering verarbeitet. Das Ergebnis ist ein Dendrogramm, mit dem der Algorithmus angepasst werden kann, um die Anzahl der Personen, das Geschlecht und die Altersklasse zu klassifizieren. Bei Geparden haben wir für die individuelle Identifikation konsistente Genauigkeiten von> 90 Prozent.
Letztes Jahr wurden wir von der Journal of Visualized Experiments (JoVE) einen Artikel veröffentlichen. JoVE ist das weltweit erste von Wissenschaftlern begutachtete wissenschaftliche Videojournal und bot uns die ideale Gelegenheit, FIT in JMP für Geparden einem breiten Publikum zu vermitteln.
Unser Papier in JoVE Einzelheiten zum gesamten FIT-Prozess für Geparden mit Videomaterial aus Namibia: Jewell, ZC, Alibhai, SK, Weise, F., Munro, S., Van Vuuren, M., Van Vuuren, R. Geparde erkennen: Personen anhand ihrer Fußabdrücke identifizieren . J. Vis. Exp. e54034, doi: 10.3791 / 54034 (2016).
Lassen Sie die Feldüberwachung beginnen!
Der FIT-Algorithmus für Geparden ist im Feld einsatzbereit. Kelly Laity, die Meisterschülerin der Duke-Universität, wird von Professor Stuart Pimm, N / a'an ku sê und WildTrack betreut und hat die Qualität der von FIT verwendbaren Fußabdrücke kategorisiert. Wir werden diese Technik jetzt auf die Überwachung von Geparden an N / a'an ku sê-Feldarbeitsplätzen anwenden und sind zuversichtlich, dass es Licht in die wahren Zahlen und die Verteilung von Geparden bringen wird.
FIT-Algorithmen für viele andere Arten sind in Vorbereitung, und zusammen mit vielen aufkommenden Technologien in den Bereichen Konservierung, Ingenieurswesen, Forensik, Informatik und anderen Disziplinen können die Arten besser kartiert werden.
Wenn wir Land für andere Arten zurücklegen wollen, müssen wir das Land, das wir haben, effizienter nutzen. Wir brauchen neue Technologien, um die Landwirtschaft zu intensivieren und innovative Architekturstrategien zu entwickeln, um Städte gesünder und besser zu leben.
Der Tag der Erde ist ein Tag, um über die Herausforderungen nachzudenken, vor denen wir stehen. Wie wir uns ihnen nähern, wird ganz einfach unsere Zukunft auf der Erde bestimmen. EO Wilsons klare Vision ist ein wunderbarer Start.
Um mehr über WildTrack zu erfahren, werfen Sie einen kurzen Blick auf unsere Mission:
https://youtu.be/fHVXalA8tDY
