Co powoduje migrację ptaków? To jedno z najtrwalszych pytań biologii, rozważane od czasów Arystotelesa. Do tej pory naukowcy wiedzą, że na migrację wpływa wiele czynników, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych, od pogody przez światło dzienne po zegary biologiczne. Ale to, jak te czynniki współdziałają, aby przewidzieć, kiedy dany gatunek ptaka rozpocznie swój lot, nadal jest w dużej mierze tajemnicą.
Nowy rodzaj modelu może, jeśli nie rozwiązać tajemnicy, przynajmniej dać naukowcom narzędzie do dokładnego przewidywania migracji.
„Opracowaliśmy system prognozowania migracji ptaków dla całych kontynentalnych Stanów Zjednoczonych, który jest dokładny z kilkudniowym wyprzedzeniem” - mówi Benjamin Van Doren, doktorant z University of Oxford, który kierował badaniami. „Pozwala nam to dość dokładnie przewidzieć liczbę ptaków migrujących w nocy na wiosnę”.
Van Doren i jego zespół z Oxfordu i Cornell University przekazali kilkadziesiąt danych dotyczących migracji ptaków wiosennych i danych radaru dopplerowskiego z National Weather Service do modelu uczenia maszynowego, ucząc go rozpoznawania różnych warunków atmosferycznych związanych z migracją. Najsilniejszym czynnikiem była temperatura - cieplejsza pogoda wydobywa liście i robaki, pokarm dla wielu gatunków ptaków wędrownych. Ważne są również inne czynniki, takie jak wiatr. Ptak, który opuszcza się w zbyt wietrznych warunkach, może zostać zdmuchnięty z kursu, potencjalnie na niebezpieczne terytorium, takie jak otwarty ocean. Podczas szczytowej migracji w maju około 420 milionów ptaków podróżuje w nocy nad głową; model może przewidzieć ich odejście z siedmiodniowym wyprzedzeniem.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Science .
Przewidywanie migracji ptaków może być niezwykle przydatne do celów ochrony, mówi Van Doren. Wyjaśnia, że ptaki nie migrują stale, ale raczej w dramatycznych falach lub pulsach. Gdyby fale te były znane z góry, ludzie mogliby podjąć środki, aby pomóc uchronić migrujące ptaki przed szkodami. Może to obejmować wyłączenie świateł w budynkach narażonych na zderzenie z ptakami lub wyłączenie turbin wiatrowych podczas przelotu ptaków.
„Jeśli potrafimy zidentyfikować niewielką liczbę nocy, w których występują te ogromne pulsacje, możemy skłonić ludzi do działania”, mówi Van Doren.
Mapy prognoz migracji nocnej dla Stanów Zjednoczonych. Cieplejsze kolory wskazują, że model przewiduje większą liczbę migrujących ptaków. (Benjamin Van Doren) Prognoza może być również przydatna dla interesów lotnictwa wojskowego lub komercyjnego, aby pomóc uniknąć strajków ptaków. Jest także, no cóż, spoko, a Van Doren ma nadzieję, że pomoże zaangażować społeczeństwo w trudną sytuację ptaków i ogólnie przyrody.
„Widzę ptaki jako naprawdę wielkich przedstawicieli świata przyrody, ponieważ są to widoczne i charyzmatyczne organizmy, w szczególności ptaki wędrowne”, mówi.
Kolejnym krokiem dla Van Dorena i jego zespołu będzie dostosowanie prognoz migracji do różnych interesariuszy - prognozy migracji dla, na przykład, nisko latających samolotów wojskowych lub dla właścicieli budynków, którzy chcą uniknąć kolizji. Będzie to wymagało nauczenia modelu, aby zapewnić większą szczegółowość pod względem wysokości. Zespół stara się również dodawać do danych coraz więcej potencjalnych czynników migracji, aby były one bardziej dokładne.
Widzieć ptaki poruszające się po USA w takiej skali to „dość potężna rzecz”, mówi Pete Marra, dyrektor Smithsonian Migratory Bird Center.
Ponieważ model pomaga naukowcom zrozumieć, w jaki sposób pogoda wpływa na wzorce migracji, może pomóc im przewidzieć wpływ zmian klimatu na przyrodę, mówi Marra.
„Zanim zrozumiemy, jak przewidzieć, w jaki sposób zwierzęta zmienią się w odpowiedzi na zmiany klimatu, musimy zrozumieć, w jaki sposób zwierzęta reagują na pogodę w ogóle”, mówi. „To naprawdę ważny pierwszy krok”.
Radar radaru pogodowego mierzy nie tylko opady (żółcienie i czerwienie), ale także ogromną liczbę ptaków wędrownych lecących o zachodzie słońca (okrągłe sygnatury bluesa i zieleni). (Kyle G. Horton) Obecnie publiczność może zobaczyć mapy migracji ptaków w akcji na stronie internetowej Birdcast firmy Cornell. Witryna pokazuje zarówno trzydniowe prognozy z wyprzedzeniem, jak i ruchy ptaków w czasie rzeczywistym w USA, aktualizowane co sześć godzin.
Chociaż Van Doren ma teraz siedzibę w Wielkiej Brytanii, był w tym tygodniu w Nowym Jorku, pomagając monitorować 11 września Tribute in Light, coroczny pomnik, w którym dwie oślepiające kolumny światła stoją za zniszczonymi Bliźniaczymi Wieżami. Kolumny są tak potężne, że można je zobaczyć z kilku stanów wokół, a ta jasność może stanowić problem dla migrujących ptaków, które mogą się zdezorientować i zboczyć z kursu. Audubon z Nowego Jorku opracował rozwiązanie, w ramach którego wyszkoleni wolontariusze monitorują gęstość ptaków przelatujących przez wiązki światła. Jeśli gęstość stanie się zbyt wysoka, organizatorzy trybutów wyłączą światła na tyle długo, aby ptaki mogły się rozproszyć.
Na szczęście, mówi Van Doren, tegoroczny hołd okazał się niską nocą migracji, więc organizatorzy nie musieli zbytnio przerywać. Ma nadzieję, że jego praca pomoże innym ludziom i organizacjom stać się podobnie świadomymi ptaków.
„Ptaki naprawdę łączą ludzi i łączą kontynenty” - mówi Van Doren. „Ochrona migrujących ptaków to naprawdę wysiłek, który wymaga współpracy ludzi na całym świecie.”
